Nồng độ mol của dung dịch metylamin: Đáp án và cách tính

Câu hỏi: Trung hòa 50 ml dung dịch metylamin cần 30 ml dung dịch HCl 0,1 M. Giả sử thể tích không thay đổi. Nồng độ mol của metylamin trong dung dịch là bao nhiêu?

• A. 0,06 M
• B. 0,05 M
• C. 0,04 M
• D. 0,01 M

Đáp án đúng là A. 0,06 M. Metylamin phản ứng với HCl theo tỉ lệ mol 1 : 1. Từ lượng HCl đã dùng và thể tích ban đầu của dung dịch metylamin, ta tính được nồng độ cần tìm.

Vì sao đáp án A đúng?

Metylamin có công thức CH₃NH₂, là một bazơ yếu. Khi phản ứng với axit HCl, mỗi phân tử metylamin nhận một proton và tạo thành muối metylamoni clorua:

CH₃NH₂ + HCl → CH₃NH₃Cl

Phương trình cho thấy tỉ lệ mol giữa CH₃NH₂ và HCl là 1 : 1. Vì lượng HCl đã cho vừa đủ để trung hòa, số mol metylamin ban đầu bằng số mol HCl đã phản ứng. Tính theo các bước:

1. Đổi thể tích HCl: 30 ml = 0,030 lít. Số mol HCl là 0,1 × 0,030 = 0,003 mol.
2. Suy ra số mol CH₃NH₂ trong mẫu dung dịch là 0,003 mol.
3. Đổi thể tích dung dịch metylamin: 50 ml = 0,050 lít. Nồng độ mol là 0,003 : 0,050 = 0,06 M.

Vậy nồng độ mol của dung dịch metylamin ban đầu là 0,06 M, tương ứng phương án A.

Vì sao các phương án còn lại sai?

Có thể kiểm tra từng giá trị bằng cách nhân nồng độ được đề xuất với thể tích 0,050 lít của dung dịch metylamin. Số mol thu được phải bằng 0,003 mol HCl đã dùng; các phương án sau không thỏa mãn:

• B. 0,05 M: Tương ứng 0,0025 mol metylamin, chỉ cần 25 ml HCl 0,1 M để phản ứng hết, không phải 30 ml. Đây là phương án dễ nhầm nếu lấy sai thể tích axit.
• C. 0,04 M: Tương ứng 0,002 mol metylamin, chỉ cần 20 ml HCl 0,1 M.
• D. 0,01 M: Tương ứng 0,0005 mol metylamin, chỉ cần 5 ml HCl 0,1 M.

Kiến thức cần nhớ về phản ứng trung hòa

HCl là axit mạnh, còn metylamin là bazơ yếu. Trong dung dịch nước, quá trình nhận proton của metylamin cũng có thể biểu diễn bằng phương trình CH₃NH₂ + H₃O⁺ → CH₃NH₃⁺ + H₂O. Cách viết này cho thấy sự tạo thành nước; khi viết phương trình với HCl, sản phẩm được biểu diễn là muối CH₃NH₃Cl.

Để tính nồng độ trong dạng bài này, trước hết dùng công thức số mol = nồng độ mol × thể tích dung dịch tính bằng lít. Sau đó dựa vào tỉ lệ hệ số trong phương trình phản ứng để tìm số mol chất cần tính. Cuối cùng, chia số mol ấy cho thể tích ban đầu của dung dịch chứa chất đó. Giả thiết thể tích không thay đổi không làm thay đổi tỉ lệ mol 1 : 1 và không phải lý do để lấy thể tích HCl làm thể tích dung dịch metylamin.

Cách nhận diện nhanh dạng bài

Khi một mol bazơ phản ứng vừa đủ với một mol axit như trong phương trình trên, số mol hai chất bằng nhau. Hãy đổi cả hai thể tích về lít, tính số mol HCl từ 30 ml dung dịch 0,1 M, rồi chia cho 0,050 lít dung dịch metylamin. Kiểm tra lại bằng cách nhân đáp án với 0,050 lít: kết quả đúng phải là 0,003 mol.