Đến các trang khác: Hóa học Phổ thông, Hóa học căn bản, Khái niệm về vật chất, Vật chất là gì?, Các thuộc tính của một chất. Dưới đây là phần nội dung Chất và hỗn hợp của phần Hóa học Phổ thông. 1. Chất là gì?Chất (substance) là một khái niệm chỉ một thành phần của vật chất có các đặc điểm riêng biệt. Có lẽ khái niệm này khá là trừu tượng, vì thế chúng ta sẽ đi sâu hơn vào các ví dụ.  Ví dụ như nước trà. Xét về mặt hóa học, trong nước trà có 2 thành phần:
Mỗi thành phần này được gọi là chất. Nước, hay H2O được gọi là một chất. Mỗi loại Tannin trong trà được gọi là một chất. Hình bên là mô tả về cấu trúc hóa học của acid tannic, một loại tannin trong trà. Hình chỉ mang tính chất giới thiệu. Ví dụ như không khí, có các thành phần sau:
Mỗi thành phần của không khí được gọi là một chất. Khí oxy là một chất. Khí nitơ là một chất. Khí carbonic cũng là một chất. Mỗi loại khí nói trên là một chất riêng biệt. Thành phần của không khí luôn gồm O2, N2 là 2 thành phần chính. Điều này là cần phải ghi nhớ, vì xuyên suốt quá trình học Hóa học, không khí luôn ở xung quanh ta, chúng ta hầu như không thể tách rời không khí với môi trường xung quanh được. Mỗi chất chúng ta đề cập ở trên đều có những đặc điểm riêng biệt để ta có thể phân biệt chúng. Có thể nói đơn giản các đặc điểm đó như sau, ví dụ trong nước trà:
Những đặc điểm này được gọi chung là tính chất, là các đặc tính của một chất. Dựa vào các tính chất này, ta có thể nhận biết và phân biệt giữa các chất với nhau. Vậy có thể định nghĩa chất là: Chất là một thành phần của vật chất, có các tính chất riêng biệt. Về mặt phân loại, chất có thể được phân loại theo nhiều kiểu khác nhau. Ở bài này, blog chỉ giới thiệu về cách phân loại theo nguồn gốc: tự nhiên hay nhân tạo. Chắc là các bạn cũng đã quá quen với chữ tự nhiên và nhân tạo rồi nhỉ? Chúng ta có định nghĩa về tự nhiên và nhân tạo như sau:
Cần lưu ý rằng cách phân loại này áp dụng cho cả chất và vật chất. Thử phân loại các chất trong nước trà nhé? Khi nói về nước trà, chúng ta pha nước trà như thế nào nhỉ? Nói một ngắn gọn nhất thì chúng ta pha trà bằng cách ngâm lá trà (hoặc bột trà) với nước nóng (hoặc nước sôi). Sau một thời gian thì nước sẽ trở nên vàng, và chúng ta gọi nước đó là nước trà. Màu vàng của nước là do các chất gọi là tannin có trong lá trà. Các chất tannin này được tổng hợp từ các phản ứng có trong lá cây khi còn ở trên cây. Như vậy, chất tannin này hoàn toàn được sinh ra trong thiên nhiên và không có tác động của con người tannin là một chất tự nhiên. Từ chất tannin này, các nhà khoa học sử dụng các phản ứng hóa học để tổng hợp ra các chất khác, gọi là dẫn xuất của Tannin. Các dẫn xuất của tannin xuất phát từ tannin (chất tự nhiên), nhưng lại có sự tác động của con người Các dẫn xuất này là chất nhân tạo. Nói về nước trà. Nước trà xuất phát từ 2 thành phần là lá trà (vật chất tự nhiên) và nước nóng (chất nhân tạo), có sự tác động của con người để tạo nên ly nước trà đó Nước trà là vật chất nhân tạo. Tóm lại, trong nước trà:
Ngoài ra, có một số chất được điều chế từ Tannindẫn xuất của tannin: là các chất nhân tạo. 2. Hỗn hợp và độ tinh khiết của một chất trong hỗn hợpỞ phần trên, chúng ta đã bàn về thế nào là vật chất, thế nào là chất, và thế nào là tự nhiên và nhân tạo. Bây giờ chúng ta cùng xem xét các ví dụ sau về chất:
Mỗi khi nói đến chất, chúng ta đều ngầm hiểu rằng chất này chỉ là 1 chất, và là bản thân nó. Tuy nhiên, trên thực tế, chúng ta rất khó có được 1 chất tinh khiết hoàn toàn. Chúng ta có thể lấy ví dụ về cồn (tên gọi thông thường của rượu ethylic). Xét các loại cồn sau:
Các bạn có thấy kỳ lạ không? Người ta gọi là cồn tuyệt đối, nhưng thực tế nó chỉ chứa 99,5% là rượu ethylic và 0,5% nước. Thông thường, mỗi khi nói đến tuyệt đối, chúng ta đều nghĩ là nó sẽ bao gồm 100% là chất đó (tức là 100% rượu ethylic). Thực tế thì không bao giờ chúng ta điều chế được một chất hoàn toàn tinh khiết cả, đơn cử như trong trường hợp của rượu ethylic, thì thành phần cao nhất của rượu ethylic là 99,5% và không thể cao hơn được nữa. Những trường hợp mà một sự vật gồm ít nhất 2 chất, chúng ta gọi đó là hỗn hợp. Trong hỗn hợp có nhiều thành phần, ta có thể gọi nôm na như sau:
Hỗn hợp là sự vật gồm ít nhất 2 chất. Một hỗn hợp có thể bao gồm:
Thành phần chính là những chất mà chúng ta mong muốn nó có trong hỗn hợp. Thành phần phụ là những chất hỗ trợ cho thành phần chính. Còn tạp chất là những chất mà chúng ta không mong muốn nó có trong hỗn hợp. Hỗn hợp khác vật chất như thế nào? Chất, vật chất và hỗn hợp đều là các danh từ chỉ sự vật. Có thể phân biệt 3 khái niệm này như sau:
Tránh nhầm lẫn khi sử dụng các thuật ngữ này nhé các bạn. Trở lại với ví dụ về 3 loại cồn:
Vậy thực tế mà nói thì tất cả mọi thứ chúng ta thấy đều là hỗn hợp. Nhưng hỗn hợp có thể có thành phần định tính giống nhau, ví dụ như cồn y tế và cồn rửa đều có thành phần là rượu ethylic và nước. Khi đó, chúng ta phân biệt giữa 2 hỗn hợp này bằng một con số gọi là hàm lượng hay độ tinh khiết của chất. Những con số này nói nôm na là các con số 95%; 99,5% hay 100% mà chúng ta vừa xem qua ở phía trên đó. Hàm lượng (amount), hay độ tinh khiết (purity), của một chất A trong hỗn hợp gồm có nhiều chất (A, B, C, ) có thể được tính theo công thức sau: $$ \mathrm{\%A =\frac{A}{A+B+C+}x100\% } \qquad\qquad (1)$$ $latex \, $ Trong đó:
Các đại lương như số mol và nồng độ sẽ được trình bày ở những phần kế tiếp. Tuy nhiên, tất cả các lượng chất cần phải tính theo cùng một đơn vị. Các bạn độc giả tham khảo một số bài tập ở cuối chủ đề nhé. Một số biến đổi từ công thức (1): Trong một hỗn hợp có n chất (A1, A2,. . ., An), nếu biết hàm lượng phần trăm của (n-1) chất (từ A1 đến An-1), ta có thể suy ra được hàm lượng phần trăm của chất còn lại theo công thức: $$ \mathrm{\%A_n=100\%-\%A_1-\%A_2-. . .-\%A_{n-1}}$$ Nếu có khối lượng hỗn hợp và hàm lượng của chất A trong hỗn hợp, ta có thể tính được khối lượng / thể tích / v.v. của chất A theo công thức: $$ \mathrm{A=\frac{\%A}{100\%}.(A+B+C+)}$$ Nếu một chất không tồn tại trong hỗn hợp, thì hàm lượng của nó trong hỗn hợp là 0%. Ngược lại, nếu chỉ có một chất A duy nhất trong hỗn hợp, hàm lượng của nó trong hỗn hợp là 100%. Tổng hàm lượng các chất trong hỗn hợp phải là 100%. Nếu tổng hàm lượng khác 100%, hoặc là bạn tính sai hoặc là trong hỗn hợp còn nhiều chất khác nữa. Theo quy ước ngầm, mỗi khi nói đến chất A mà không nhắc đến độ tinh khiết, người ta ngầm hiểu rằng độ tinh khiết của A là 100% (hay hàm lượng chất A trong mẫu là 100%). Mặc dù quy ước này không hoàn toàn đúng với thực tế, nhưng chúng ta có thể bỏ qua việc xem xét các thành phần phụ / tạp chất khác có trong mẫu. Vậy thì hàm lượng và độ tinh khiết khác nhau như thế nào? Đối với một chất mà chúng ta đang nói đến hỗn hợp, ví dụ như quặng dolomit có thể coi như hỗn hợp gồm 2 chất có công thức hóa học là MgCO3 và CaCO3. Cả 2 chất này đều được coi là thành phần chính của quặng dolomit. Khi đó, với cùng công thức (1), ta gọi con số tính được là hàm lượng của chất đó (hàm lượng của MgCO3 và CaCO3). Đối với chất mà chúng ta không cố tình nhắc đến hỗn hợp mà chỉ muốn hiểu nó như là 1 chất, ví dụ như hũ muối ăn. Lúc này, chỉ có muối ăn (1 chất) được coi là thành phần chính, các vụn hay cặn còn lại được coi là tạp chất. Con số tính được theo công thức (1) được gọi là độ tinh khiết của muối ăn. Như vậy, độ tinh khiết được nói đến khi chúng ta nói đến hỗn hợp gồm 1 thành phần chính và các tạp chất. Còn hàm lượng được nói đến khi chúng ta có một hỗn hợp gồm nhiều thành phần (có thể gồm thành phần chính, thành phần phụ, hoặc tạp chất). Có thể xem độ tinh khiết là một thuật ngữ con của thuật ngữ hàm lượng. 3. Tóm tắtHãy tự tóm tắt lại trước khi bạn xem phần tóm tắt của blog nhé. Chất là một thành phần của vật chất, có các tính chất riêng biệt. Hỗn hợp là sự vật gồm ít nhất 2 chất. Một hỗn hợp có thể bao gồm:
Hàm lượng (amount), hay độ tinh khiết (purity), của một chất A trong hỗn hợp gồm có nhiều chất (A, B, C, ) có thể được tính theo công thức sau: $$ \mathrm{\%A =\frac{A}{A+B+C+}x100\% } \qquad\qquad (1)$$ $latex \, $ Cuối cùng chúng ta đã tìm hiểu xong những khái niệm cơ bản về chất, vật chất và hỗn hợp rồi đó. Các bạn có thể tiếp tục xem bài mới (Các thuộc tính của một chất) hoặc nhấn vào đây để thử sức với một số bài tập lý thuyết nhé. |
