Nồng độ mol metylamin khi trung hòa HCl – Đáp án chi tiết

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

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

Đáp án đúng là A. 0,06 M. Ở điểm trung hòa, số mol metylamin (methylamine) bằng số mol HCl đã dùng vì phản ứng xảy ra theo tỷ lệ 1 : 1; chia số mol này cho 50 ml dung dịch ban đầu sẽ ra nồng độ mol của metylamin là 0,06 M.

Vì sao đáp án A. 0,06 M là đúng?

Metylamin (CH₃NH₂) là bazơ yếu, còn HCl là axit mạnh. Tuy nhiên, về mặt định lượng phản ứng trung hòa giữa hai chất vẫn xảy ra hoàn toàn theo đúng tỷ lệ mol 1 : 1, tạo thành muối metylamoni clorua:

CH₃NH₂ + HCl → CH₃NH₃Cl

Từ đó, bài toán được giải qua ba bước:

1. Tính số mol HCl đã dùng: n(HCl) = 0,1 × 0,03 = 0,003 mol (đổi 30 ml = 0,03 lít).
2. Theo phương trình phản ứng, 1 mol CH₃NH₂ trung hòa vừa đủ 1 mol HCl, nên số mol metylamin có trong dung dịch ban đầu là n(CH₃NH₂) = n(HCl) = 0,003 mol.
3. Tính nồng độ mol: C = n/V = 0,003 : 0,05 = 0,06 M (đổi 50 ml = 0,05 lít).

Lưu ý cụm “giả sử thể tích không thay đổi” trong đề: ta lấy đúng 50 ml là thể tích dung dịch metylamin ban đầu để tính nồng độ, không cộng thêm thể tích HCl vào. Kết quả 0,06 M trùng khớp với phương án A.

Vì sao các phương án B, C, D sai?

Cả ba giá trị này đều cho số mol metylamin sai lệch so với 0,003 mol HCl đã phản ứng, có thể kiểm tra nhanh bằng cách nhân ngược nồng độ với 0,05 lít:

• B. 0,05 M: tương ứng n = 0,05 × 0,05 = 0,0025 mol, không khớp với 0,003 mol. Đây là phương án dễ nhầm nhất vì rất sát giá trị đúng 0,06 M; sai lệch thường do làm tròn số hoặc nhân chia nhầm giữa các giá trị 0,1; 0,03; 0,05.
• C. 0,04 M: tương ứng n = 0,002 mol. Lỗi điển hình dẫn tới kết quả này là cộng thể tích hai dung dịch sau khi trộn (0,05 + 0,03 = 0,08 lít) rồi chia 0,003 : 0,08 ≈ 0,0375, làm tròn thành 0,04 M — sai vì đề đã cho thể tích không đổi.
• D. 0,01 M: tương ứng n = 0,0005 mol. Lỗi thường gặp là chia 0,003 mol cho 0,3 lít thay vì 0,05 lít, tức đã đổi sai đơn vị thể tích hoặc đảo vai trò các đại lượng trong công thức.

Hệ thống kiến thức liên quan

Đây là dạng bài chuẩn độ axit – bazơ, thường gặp trong chủ đề Amin của hóa hữu cơ. Các kiến thức nền cần nắm:

• Phản ứng trung hòa: amin tác dụng với axit tạo muối amoni, ví dụ CH₃NH₂ + HCl → CH₃NH₃Cl.
• Nguyên tắc điểm trung hòa: khi hệ số trong phương trình bằng nhau (1 : 1), số mol bazơ bằng số mol axit. Nếu tỷ lệ là 1 : 2 hoặc 2 : 1 thì phải chia theo hệ số tương ứng.
• Bazơ yếu như metylamin vẫn phản ứng định lượng hoàn toàn với axit mạnh, nên độ điện li không ảnh hưởng đến bài toán tỉ lệ mol.
• Công thức nhanh cho phản ứng 1 : 1: C(axit) × V(axit) = C(bazơ) × V(bazơ), với V tính bằng lít.
• Nhất quán đơn vị: luôn đổi ml sang lít (1 lít = 1000 ml) trước khi thay vào công thức n = C × V.

Mẹo ghi nhớ và nhận diện nhanh

Dạng đề “trung hòa cần V ml dung dịch X M” luôn giải theo chuỗi cố định: đổi ml sang lít, tính số mol chất đã biết, suy ra số mol chất cần tìm theo hệ số phương trình, rồi chia cho thể tích dung dịch ban đầu. Với phản ứng 1 : 1, dùng thẳng C₁V₁ = C₂V₂: C(metylamin) = (0,1 × 0,03) : 0,05 = 0,06 M. Cách kiểm tra nhanh: 0,003 mol chia cho 0,05 lít phải lớn hơn 0,003 : 0,1 = 0,03 M, nên mọi đáp án nhỏ hơn hoặc bằng 0,04 M đều đáng nghi ngờ ngay từ đầu.