Bài học

Độ tan của một chất trong nước

Em sẽ làm được gì?

Sau bài này, em hiểu độ tan là gì, phân biệt được dung dịch bão hòa với chưa bão hòa, và giải thích được vì sao nhiệt độ ảnh hưởng khác nhau tới độ tan của chất rắn và chất khí.

Cần nhớ trước

Ôn lại khái niệm dung dịch, chất tan, dung môi ở Chương 1 trước khi vào bài này.

Cho đường vào nước rồi khuấy: lúc đầu tan hết, nhưng đến một lúc nào đó đường nằm lại dưới đáy dù khuấy mãi cũng không tan thêm. Vì sao lại có giới hạn đó, và giới hạn ấy có thay đổi được không? Lượng chất tan tối đa mà một lượng nước xác định có thể hòa tan ở một nhiệt độ cho trước chính là độ tan — đại lượng trả lời cho câu hỏi này.

Cho đường vào nước rồi khuấy: lúc đầu tan hết, nhưng đến một lúc nào đó đường nằm lại dưới đáy dù khuấy mãi cũng không tan thêm. Vì sao lại có giới hạn đó, và giới hạn ấy có thay đổi được không? Lượng chất tan **tối đa** mà một lượng nước xác định có thể hòa tan ở một nhiệt độ cho trước chính là **độ tan** — đại lượng trả lời cho câu hỏi này.

Độ tan và dung dịch bão hòa

Độ tan (kí hiệu $S$ ) của một chất là số gam chất tan tối đa hòa tan được trong 100 g nước để tạo thành dung dịch bão hòa ở một nhiệt độ xác định.

Dung dịch bão hòa: dung dịch không thể hòa tan thêm chất tan đó nữa ở nhiệt độ đang xét.
Dung dịch chưa bão hòa: dung dịch còn có thể hòa tan thêm chất tan.

Công thức: $S = \dfrac{m_{ct}}{m_{nước}} \times 100$ (đơn vị: gam chất tan trên 100 g nước).

**Độ tan** (kí hiệu $S$) của một chất là **số gam chất tan tối đa** hòa tan được trong **100 g nước** để tạo thành dung dịch bão hòa **ở một nhiệt độ xác định**. - **Dung dịch bão hòa**: dung dịch không thể hòa tan thêm chất tan đó nữa ở nhiệt độ đang xét. - **Dung dịch chưa bão hòa**: dung dịch còn có thể hòa tan thêm chất tan. Công thức: $S = \dfrac{m_{ct}}{m_{nước}} \times 100$ (đơn vị: gam chất tan trên 100 g nước).

Độ tan (S)Số gam chất tan tối đa tan trong 100 g nước để tạo dung dịch bão hòa ở một nhiệt độ xác định.

Nhiệt độ ảnh hưởng đến độ tan như thế nào?

Với đa số chất rắn (muối, đường, nhiều loại muối vô cơ), độ tan tăng khi nhiệt độ tăng — vì vậy pha nước đường, nước muối bằng nước ấm sẽ tan nhanh và tan được nhiều hơn nước lạnh. Đó cũng là lí do các thí nghiệm hòa tan trong phòng thí nghiệm thường được đun ấm nhẹ để chất rắn tan nhanh hơn.

Ngược lại, với chất khí hòa tan trong nước (như $O_2$ , $CO_2$ ), độ tan lại giảm khi nhiệt độ tăng. Đây là lí do nước ấm để lâu có ít bọt khí hơn nước lạnh, và cũng là lí do cá cần sống trong nước mát — nước ấm hòa tan ít oxygen hơn, khiến cá khó hô hấp; vào mùa hè, người nuôi cá thường phải sục thêm khí oxygen vào ao hồ vì nước ấm giữ được ít oxygen hơn mùa đông. Nắm được chiều ngược nhau này giúp em không nhầm lẫn khi gặp câu hỏi về chất khí.

Với **đa số chất rắn** (muối, đường, nhiều loại muối vô cơ), độ tan **tăng** khi nhiệt độ tăng — vì vậy pha nước đường, nước muối bằng nước ấm sẽ tan nhanh và tan được nhiều hơn nước lạnh. Đó cũng là lí do các thí nghiệm hòa tan trong phòng thí nghiệm thường được đun ấm nhẹ để chất rắn tan nhanh hơn. Ngược lại, với **chất khí** hòa tan trong nước (như $O_2$, $CO_2$), độ tan lại **giảm** khi nhiệt độ tăng. Đây là lí do nước ấm để lâu có ít bọt khí hơn nước lạnh, và cũng là lí do cá cần sống trong nước mát — nước ấm hòa tan ít oxygen hơn, khiến cá khó hô hấp; vào mùa hè, người nuôi cá thường phải sục thêm khí oxygen vào ao hồ vì nước ấm giữ được ít oxygen hơn mùa đông. Nắm được chiều ngược nhau này giúp em không nhầm lẫn khi gặp câu hỏi về chất khí.

Với hầu hết chất rắn, độ tan tăng khi nhiệt độ tăng (ví dụ

KNO_3

: 32 → 64 → 110 g/100 g nước). Chất khí thì ngược lại: độ tan giảm khi nhiệt độ tăng.Với hầu hết chất rắn, độ tan tăng khi nhiệt độ tăng (ví dụ $KNO_3$: 32 → 64 → 110 g/100 g nước). Chất khí thì ngược lại: độ tan giảm khi nhiệt độ tăng.

Ví dụ

Ví dụ 1 — Đọc và dùng độ tan

1
Ở 20°C, độ tan của muối ăn là 36 g. Hỏi 100 g nước hòa tan tối đa bao nhiêu gam muối?
2
Độ tan 36 g nghĩa là 100 g nước hòa tan tối đa 36 g muối ở 20°C.
3
Hòa tan tối đa 36 g muối; thêm muối nữa sẽ không tan, lắng xuống đáy (dung dịch đã bão hòa).

Ví dụ

Ví dụ 2 — Tính độ tan từ thí nghiệm

1
Ở 25°C, hòa tan tối đa 25 g chất X trong 50 g nước thì thu được dung dịch bão hòa. Tính độ tan của X ở 25°C.
2
$S = \dfrac{m_{ct}}{m_{nước}} \times 100$ .
$S = \dfrac{m_{ct}}{m_{nước}} \times 100$.
3
$S = \dfrac{25}{50} \times 100 = 50$ g.
$S = \dfrac{25}{50} \times 100 = 50$ g.
4
Độ tan của X ở 25°C là 50 g (trên 100 g nước).

Ví dụ

Ví dụ 3 — Vận dụng độ tan với lượng nước khác

1
Ở 20°C, hòa tan 60 g đường vào 150 g nước thì thu được dung dịch bão hòa. Tính độ tan của đường ở 20°C, rồi cho biết nếu dùng 300 g nước ở cùng nhiệt độ thì hòa tan tối đa được bao nhiêu gam đường.
2
Áp dụng công thức $S = \dfrac{m_{ct}}{m_{nước}} \times 100 = \dfrac{60}{150} \times 100 = 40$ g (trên 100 g nước).
Áp dụng công thức $S = \dfrac{m_{ct}}{m_{nước}} \times 100 = \dfrac{60}{150} \times 100 = 40$ g (trên 100 g nước).
3
300 g nước gấp $300/100=3$ lần 100 g nước, mà ở cùng một nhiệt độ, lượng chất tan tối đa tỉ lệ thuận với lượng nước, nên lượng đường tối đa cũng gấp 3 lần lượng ứng với 100 g nước: $40 \times 3 = 120$ g.
300 g nước gấp $300/100=3$ lần 100 g nước, mà ở cùng một nhiệt độ, lượng chất tan tối đa tỉ lệ thuận với lượng nước, nên lượng đường tối đa cũng gấp 3 lần lượng ứng với 100 g nước: $40 \times 3 = 120$ g.
4
Độ tan của đường ở 20°C là 40 g; với 300 g nước ở cùng nhiệt độ, hòa tan tối đa được 120 g đường — cách lập tỉ lệ này giúp em áp dụng độ tan cho bất kì lượng nước nào, không chỉ đúng 100 g.

Luyện tập có hướng dẫn

Luyện tập độc lập

Lỗi thường gặp

Độ tan luôn gắn với nhiệt độ: nói “độ tan của muối là 36 g” mà không kèm nhiệt độ là chưa đủ, vì cùng một chất có thể có độ tan khác nhau ở mỗi nhiệt độ. Độ tan tính trên 100 g nước, đừng nhầm với 100 g dung dịch (đây là điểm khác với nồng độ phần trăm ở bài sau). Ngoài ra, độ tan KHÔNG phải là tỉ lệ phần trăm dù công thức có nhân với 100 — mẫu số luôn là khối lượng nước cố định, không phải khối lượng dung dịch. Cuối cùng, đừng quên chiều tăng/giảm độ tan theo nhiệt độ là NGƯỢC NHAU giữa chất rắn và chất khí.

Độ tan luôn gắn với **nhiệt độ**: nói “độ tan của muối là 36 g” mà không kèm nhiệt độ là chưa đủ, vì cùng một chất có thể có độ tan khác nhau ở mỗi nhiệt độ. Độ tan tính trên **100 g nước**, đừng nhầm với 100 g dung dịch (đây là điểm khác với nồng độ phần trăm ở bài sau). Ngoài ra, độ tan KHÔNG phải là tỉ lệ phần trăm dù công thức có nhân với 100 — mẫu số luôn là khối lượng nước cố định, không phải khối lượng dung dịch. Cuối cùng, đừng quên chiều tăng/giảm độ tan theo nhiệt độ là NGƯỢC NHAU giữa chất rắn và chất khí.

Ghi nhớ

Độ tan $S$ là số gam chất tan tối đa trong 100 g nước ở một nhiệt độ xác định: $S = \dfrac{m_{ct}}{m_{nước}} \times 100$ . Đa số chất rắn tan nhiều hơn khi nóng lên, còn chất khí thì ngược lại — tan ít hơn. Gặp lượng nước khác 100 g, cứ lập tỉ lệ thuận là suy ra ngay lượng tan tối đa.

Độ tan $S$ là số gam chất tan tối đa trong 100 g nước ở một nhiệt độ xác định: $S = \dfrac{m_{ct}}{m_{nước}} \times 100$. Đa số chất rắn tan nhiều hơn khi nóng lên, còn chất khí thì ngược lại — tan ít hơn. Gặp lượng nước khác 100 g, cứ lập tỉ lệ thuận là suy ra ngay lượng tan tối đa.

Độ tan chỉ cho biết hòa tan được tối đa bao nhiêu. Còn muốn nói một dung dịch đang pha đậm hay loãng cỡ nào, ta cần một đại lượng khác hẳn: nồng độ. Bài sau bắt đầu với nồng độ phần trăm C%.