Hydrochemie koncentrace látek (výpočty)

Transkript

1 1 Atomová hmotnostní konstanta/jednotka m u Relativní atomová hmotnost Relativní molekulová hmotnost Látkové množství (mol) 1 mol je takové množství látky, které obsahuje tolik částic, kolik je atomů ve 12 gramech nuklidu 12 C. Počet částic v jednom molu jakékoliv látky udává tzv. Avogadrova konstanta N A : N... počet částic látky (atomů, molekul, iontů, elektronů,...) [ ] n... látkové množství dané látky v molech [mol] 1 mol různých látek obsahuje vždy stejný počet částic, ale liší se hmotností!

2 2 Molární hmotnost vyjadřuje hmotnost látkového množství 1 molu dané látky (resp. elementárních částic). Základní jednotka v soustavě SI kg mol -1, často se používá g mol -1. Vztah mezi relativní atomovou/molekulovou hmotností a molární hmotností: Tzn. 1 mol glukózy má hmotnost M m = M r. m u. N A = , g. 6, mol -1 = kg. mol -1 = 180 g. mol -1 Číselná hodnota molární hmotnosti v g. mol -1 je rovna relativní molekulové hmotnosti.

3 3 Molární objem vyjadřuje objem látkového množství 1 molu plynné látky při stanovených podmínkách (T, p). Základní jednotka m 3 mol -1 ; dm 3 mol -1 Avogadrův zákon: Stejné objemy různých plynů obsahují při stejné teplotě a stejném tlaku stejný počet molekul. 1 mol jakékoliv plynné látky za normálních podmínek (teploty t 0 = 0 C = 273,15 K a tlaku p 0 = Pa) vždy zaujímá objem 22,414 dm 3 a je v něm obsažen stejný počet částic: N A 6, mol -1. V n k p T 1 1 V n 1 1 p T 2 2 V n 2 2 k Stavová rovnice ideálního plynu p. V = n. R. T R = 8,314 J mol 1 K 1 molární plynová konstanta

4 4

5 5 Vypočítejte relativní molekulovou hmotnost kyseliny sírové. Jaká je její hmotnost v kg? A r (H) = 1,0079, A r (S) = 32,06, A r (O) = 15,9994

6 6 Vypočítejte relativní molekulovou hmotnost kyseliny sírové. Jaká je její hmotnost v kg? relativní molekulovou hmotnost kyseliny sírové vypočteme jako součet relativních atomových hmotností všech atomů tvořících molekulu kyseliny sírové: M r (H 2 SO 4 ) = 2 A r (H) + A r (S) + 4 A r (O) A r (H) = 1,0079, A r (S) = 32,06, A r (O) = 15,9994 M r (H 2 SO 4 ) = 2 1, , , ,08 m = M r. u = 98,08. 1, kg

7 7 Vypočtěte hmotnost 5 molů uhličitanu vápenatého. A r (Ca) = 40,078 A r (C) = 12,01 A r (O) = 16

8 8 Vypočtěte hmotnost 5 molů uhličitanu vápenatého. M r (CaCO 3 ) = 100,088 přímá úměra x g...5 mol 100,088 g...1 mol CaCO 3 x / 100,088 = 5 / 1 x = ,088 = 500,44 g nebo dle vztahu 100,088 = x / 5 x = ,088 = 500,44 g

9 9 Kolik atomů mědi je obsaženo ve 127 g mědi? Relativní atomová hmotnost mědi je A r (Cu) = 63,546.

10 10 Kolik atomů mědi je obsaženo ve 127 g mědi? Relativní atomová hmotnost mědi je A r (Cu) = 63,546. hmotnost 1 molu Cu je tedy 63,546 g počet částic v jednom molu jakékoliv látky udává Avogadrova konstanta N A 6, mol Cu...63,546 g Cu...6, atomů Cu x mol Cu g Cu...y atomů Cu y / 6, = 127 / 63,546 y = = 1, atomů Cu

11 11 Jaké látkové množství H 2 O je obsaženo v 1l vody?

12 12 Jaké látkové množství H 2 O je obsaženo v 1l vody? 1l vody má hmotnost 1000 g M r (H 2 O) = 18 1 mol g x mol g x = /18 = 55,56 mol.

13 13 Jaká je hmotnost krystalové vody obsažené v 7 g MgSO 4. 7H 2 O? A r (Mg)= 24,305 A r (S)= 32,065

14 14 Jaká je hmotnost krystalové vody obsažené v 7 g MgSO 4. 7H 2 O? M r (MgSO 4. 7H 2 O) = 24, , = 246,37 M r (H 2 O) = ,37 g MgSO 4. 7H 2 O g 7H 2 O 7 g MgSO 4. 7H 2 O... x g H 2 O x = / 246,37 = 3,58 g

15 15 Jaká je hmotnost dusíku v tlakové láhvi o objemu V = 50 dm 3, je-li v ní při teplotě t = 20 C tlak dusíku p = 15 MPa?

16 16 Jaká je hmotnost dusíku v tlakové láhvi o objemu V = 50 dm 3, je-li v ní při teplotě t = 20 C tlak dusíku p = 15 MPa? Ze stavové rovnice ideálního plynu kde n = m/m je látkové množství, m hmotnost plynu a M jeho molární hmotnost, R = 8,314 J mol 1 K 1 plynová konstanta a T = t+273,15 K absolutní teplota, dostaneme

17 17 Vyřešené úlohy pošlete do do 12 h na naceradska@ih.cas.cz 1) Proč je relativní atomová hmotnost uhlíku uváděná v periodické tabulce 12,0107, zatímco relativní atomová hmotnost 6 12 C je přesně 12? 2) Vypočtěte hmotnost 3 molů hydroxidu draselného. 3) Jaký je počet molekul C 6 H 12 O 6 v kostce cukru z glukosy, která má hmotnost 5g? 4) Jaká je hmotnost kyslíku ve 100 g oxidu uhličitého? 5) Vzduchová bublina o poloměru 5,0 mm stoupá ode dna jezera hlubokého 20,7 m. Teplota u dna jezera je 7 C a u hladiny 27 C. Atmosférický tlak je 100 kpa. Jak velká bude bublina, až dospěje ke hladině?