ở điều kiện thường, clo là chất khí , màu vàng lục , có mùi xốc nặ…

Chào các em học sinh thân mến!

Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau giải một bài tập nhỏ nhưng rất thú vị, giúp các em củng cố kiến thức về khối lượng mol và tỉ khối của chất khí. Đây là một khái niệm quan trọng để hiểu về các tính chất vật lí của chất khí.

Lời giải chi tiết:

Để biết khí clo nặng hơn không khí bao nhiêu lần, chúng ta cần tính tỉ khối của khí clo so với không khí. Tỉ khối của một chất khí A so với chất khí B (hoặc không khí) được tính bằng tỉ lệ khối lượng mol của chất khí A so với khối lượng mol của chất khí B (hoặc không khí) trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.

Bước 1: Tính khối lượng mol của khí clo (Cl₂)

$$M_{C{l}_2}=2\times M_{Cl}$$

Theo bảng tuần hoàn hoặc kiến thức đã học, nguyên tử khối của Clo (Cl) là 35,5 đvC (hoặc khối lượng mol nguyên tử là 35,5 g/mol).

Vì khí clo tồn tại dưới dạng phân tử Cl₂ (gồm 2 nguyên tử Clo), nên khối lượng mol của khí clo là:

$$M_{C{l}_2}=2\times 35.5=71\text{\hspace{0.17em}g/mol}$$

Bước 2: Nêu khối lượng mol trung bình của không khí

Theo kiến thức hóa học phổ thông, khối lượng mol trung bình của không khí (M_{không khí}) thường được lấy xấp xỉ là 29 g/mol. Giá trị này được tính dựa trên thành phần chính của không khí là nitơ (N₂) và oxi (O₂).

$$M_{không khí}\approx 29\text{\hspace{0.17em}g/mol}$$

Bước 3: Tính tỉ khối của khí clo so với không khí

Tỉ khối của khí clo so với không khí (d_{Cl₂/không khí}) được tính theo công thức:

$$d_{C{l}_2/không khí}=\frac{M_{C{l}_2}}{M_{không khí}}$$

Thay các giá trị đã tính vào công thức:

$$d_{C{l}_2/không khí}=\frac{71}{29}\approx 2.45$$

Kết luận:

Vậy, khí clo nặng hơn không khí khoảng 2,45 lần.

Giải thích lý do áp dụng phương pháp này:

Chúng ta sử dụng phương pháp tính tỉ khối dựa trên khối lượng mol là vì: theo định luật Avogadro, ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, các khí khác nhau có cùng thể tích sẽ chứa cùng số phân tử. Do đó, tỉ lệ về khối lượng của chúng cũng chính là tỉ lệ về khối lượng mol phân tử của chúng. Việc này cho phép chúng ta dễ dàng so sánh độ nặng nhẹ tương đối của các chất khí mà không cần phải biết đến các thông số về thể tích hay khối lượng cụ thể của chúng trong từng thí nghiệm. Đây là kiến thức cơ bản và rất quan trọng khi nghiên cứu về các chất khí ở chương trình Hóa học lớp 10.

Hy vọng các em đã hiểu rõ bài giải này!