Chào các em học sinh thân mến! Hôm nay, cô trò mình sẽ cùng nhau giải một bài tập rất hay về độ tan và sự kết tinh của muối, nằm trong chương trình Hóa học lớp 8 của chúng ta. Bài tập này giúp các em hiểu rõ hơn về mối quan hệ giữa nhiệt độ và độ tan của chất rắn.

Đề bài yêu cầu chúng ta xác định khối lượng muối Ba(NO3)2 kết tinh khi làm nguội một dung dịch bão hòa từ 80 độ C xuống 10 độ C. Cô sẽ hướng dẫn các em từng bước một để giải bài tập này nhé.

Bước 1: Tìm hiểu về dung dịch bão hòa và độ tan.

Các em còn nhớ “dung dịch bão hòa” là gì không nào? Dung dịch bão hòa là dung dịch chứa tối đa lượng chất tan hòa tan được ở một nhiệt độ nhất định. Còn “độ tan” của một chất ở một nhiệt độ cho biết: khối lượng chất đó hòa tan được trong 100g dung môi để tạo thành dung dịch bão hòa ở nhiệt độ đó.

Ở bài toán này, chúng ta có độ tan của Ba(NO3)2 ở hai nhiệt độ:
– Ở 80 độ C, độ tan S₁ = 27g. Điều này có nghĩa là ở 80 độ C, cứ 100g nước hòa tan được tối đa 27g Ba(NO3)2 để tạo thành dung dịch bão hòa.
– Ở 10 độ C, độ tan S₂ = 7g. Điều này có nghĩa là ở 10 độ C, cứ 100g nước hòa tan được tối đa 7g Ba(NO3)2 để tạo thành dung dịch bão hòa.

Bước 2: Tính khối lượng Ba(NO3)2 và khối lượng nước trong 750g dung dịch bão hòa ở 80 độ C.

Đề bài cho biết khối lượng dung dịch bão hòa ở 80 độ C là 750g. Chúng ta cần tính xem trong khối lượng dung dịch này có bao nhiêu gam Ba(NO3)2 và bao nhiêu gam nước.

Chúng ta có công thức tính khối lượng dung dịch:
Khối lượng dung dịch = Khối lượng chất tan + Khối lượng dung môi

Dựa vào độ tan ở 80 độ C (S₁ = 27g), ta biết rằng trong 100g nước sẽ có 27g Ba(NO3)2. Vậy khối lượng dung dịch bão hòa lúc này là:
Khối lượng dung dịch bão hòa = 100g (nước) + 27g (Ba(NO3)2) = 127g

Bây giờ, chúng ta sẽ sử dụng quy tắc tam suất để tính khối lượng Ba(NO3)2 và khối lượng nước trong 750g dung dịch bão hòa ở 80 độ C.

Khối lượng Ba(NO3)2 trong 750g dung dịch là:
\(m_{Ba(NO3)_2, 80^\circ C} = \frac{750 \text{ g dung dịch} \times 27 \text{ g Ba(NO3)2}}{127 \text{ g dung dịch}}\)

Tính toán:
\(m_{Ba(NO3)_2, 80^\circ C} \approx 160.24 \text{ g}\)

Khối lượng nước trong 750g dung dịch là:
\(m_{nước, 80^\circ C} = 750 \text{ g dung dịch} – m_{Ba(NO3)_2, 80^\circ C}\)
\(m_{nước, 80^\circ C} = 750 \text{ g} – 160.24 \text{ g} = 589.76 \text{ g}\)

Lưu ý: Khối lượng nước trong dung dịch không thay đổi khi làm nguội.

Bước 3: Tính khối lượng Ba(NO3)2 tối đa có thể hòa tan trong lượng nước đó ở 10 độ C.

Bây giờ, chúng ta làm nguội dung dịch từ 80 độ C xuống 10 độ C. Lượng nước trong dung dịch vẫn là 589.76g. Ở 10 độ C, độ tan của Ba(NO3)2 là 7g. Điều này có nghĩa là cứ 100g nước chỉ hòa tan được tối đa 7g Ba(NO3)2.

Vậy, trong 589.76g nước ở 10 độ C, khối lượng Ba(NO3)2 tối đa có thể hòa tan là:
\(m_{Ba(NO3)_2, \text{hòa tan ở } 10^\circ C} = \frac{589.76 \text{ g nước} \times 7 \text{ g Ba(NO3)2}}{100 \text{ g nước}}\)

Tính toán:
\(m_{Ba(NO3)_2, \text{hòa tan ở } 10^\circ C} \approx 41.28 \text{ g}\)

Bước 4: Tính khối lượng Ba(NO3)2 kết tinh.

Ban đầu, ở 80 độ C, chúng ta có khoảng 160.24g Ba(NO3)2 hòa tan trong dung dịch. Khi hạ nhiệt độ xuống 10 độ C, lượng Ba(NO3)2 có thể hòa tan chỉ còn khoảng 41.28g.
Phần Ba(NO3)2 không còn khả năng hòa tan nữa sẽ tách ra khỏi dung dịch dưới dạng kết tinh.

Khối lượng Ba(NO3)2 kết tinh là hiệu số giữa khối lượng Ba(NO3)2 ban đầu có trong dung dịch và khối lượng Ba(NO3)2 tối đa có thể hòa tan ở nhiệt độ thấp hơn.

Khối lượng Ba(NO3)2 kết tinh = Khối lượng Ba(NO3)2 ban đầu – Khối lượng Ba(NO3)2 hòa tan được ở 10 độ C
\(m_{kết tinh} = m_{Ba(NO3)_2, 80^\circ C} – m_{Ba(NO3)_2, \text{hòa tan ở } 10^\circ C}\)
\(m_{kết tinh} = 160.24 \text{ g} – 41.28 \text{ g}\)

Tính toán:
\(m_{kết tinh} \approx 118.96 \text{ g}\)

Vậy, khối lượng muối Ba(NO3)2 kết tinh sau khi làm nguội là khoảng 118.96 gam.

Cô hy vọng qua bài tập này, các em đã hiểu rõ hơn về cách áp dụng khái niệm độ tan để giải các bài toán thực tế. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, đừng ngần ngại hỏi cô nhé!