Hydrochemie koncentrace látek (výpočty)

Transkript

1 Atomová hmotnostní konstanta/jednotka m u Relativní atomová hmotnost Relativní molekulová hmotnost Látkové množství (mol) mol je takové množství látky, které obsahuje tolik částic, kolik je atomů ve 2 gramech nuklidu 2 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] mol různých látek obsahuje vždy stejný počet částic, ale liší se hmotností! Pivokonský, Načeradská ÚŽP PřF UK, ZS 206/7

2 Molární hmotnost vyjadřuje hmotnost látkového množství molu dané látky (resp. elementárních částic). Základní jednotka v soustavě SI kg mol -, často se používá g mol -. Vztah mezi relativní atomovou/molekulovou hmotností a molární hmotností: Tzn. mol glukózy má hmotnost M m = M r. m u. N A = 80., g. 6, mol - = kg. mol - = 80 g. mol - Číselná hodnota molární hmotnosti v g. mol - je rovna relativní molekulové hmotnosti. Pivokonský, Načeradská ÚŽP PřF UK, ZS 206/7

3 Molární objem vyjadřuje objem látkového množství molu plynné látky při stanovených podmínkách (T, p). Základní jednotka m 3 mol - ; dm 3 mol - Avogadrův zákon: Stejné objemy různých plynů obsahují při stejné teplotě a stejném tlaku stejný počet molekul. mol jakékoliv plynné látky za normálních podmínek (teploty t 0 = 0 C = 273,5 K a tlaku p 0 = Pa) vždy zaujímá objem 22,44 dm 3 a je v něm obsažen stejný počet částic: N A 6, mol -. V n k p T V n p T 2 2 V n 2 2 k Stavová rovnice ideálního plynu p. V = n. R. T R = 8,34 J mol K molární plynová konstanta Pivokonský, Načeradská ÚŽP PřF UK, ZS 206/7

4 Pivokonský, Načeradská ÚŽP PřF UK, ZS 206/7

5 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) =,0079, A r (S) = 32,06, A r (O) = 5,9994 M r (H 2 SO 4 ) = 2, , , ,08 m = M r. u = 98,08., kg Pivokonský, Načeradská ÚŽP PřF UK, ZS 206/7

6 Vypočtěte hmotnost 5 molů uhličitanu vápenatého. M r (CaCO 3 ) = 00,088 přímá úměra x g...5 mol 00,088 g... mol CaCO 3 x / 00,088 = 5 / x = 5. 00,088 = 500,44 g nebo dle vztahu 00,088 = x / 5 x = 5. 00,088 = 500,44 g Pivokonský, Načeradská ÚŽP PřF UK, ZS 206/7

7 Kolik atomů mědi je obsaženo ve 27 g mědi? Relativní atomová hmotnost mědi je A r (Cu) = 63,546. hmotnost 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...27 g Cu...y atomů Cu y / 6, = 27 / 63,546 y = =, atomů Cu Pivokonský, Načeradská ÚŽP PřF UK, ZS 206/7

8 Jaké látkové množství H 2 O je obsaženo v l vody? l vody má hmotnost 000 g M r (H 2 O) = 8 mol... 8 g x mol g x = 000. /8 = 55,56 mol. Pivokonský, Načeradská ÚŽP PřF UK, ZS 206/7

9 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) = 8 246,37 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 Pivokonský, Načeradská ÚŽP PřF UK, ZS 206/7

10 Kolik gramů Na 2 CO 3. 2 H 2 O odpovídá 38 gramům bezvodého Na 2 CO 3? A r (Na) = 23 A r (C) = 2 A r (O) = 6 M r (Na 2 CO 3 ) = = 06 M r (Na 2 CO 3. 2 H 2 O) = = g Na 2 CO 3 odpovídá 42 g Na 2 CO 3. 2 H 2 O 38 g Na 2 CO 3 odpovídá x g Na 2 CO 3. 2 H 2 O x/42 = 38/06 x = /06 = 50,9 g Pivokonský, Načeradská ÚŽP PřF UK, ZS 206/7

11 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 = 5 MPa? Ze stavové rovnice ideálního plynu kde n = m/m je látkové množství, m hmotnost plynu a M jeho molární hmotnost, R = 8,34 J mol K plynová konstanta a T = t+273,5 K absolutní teplota, dostaneme Pivokonský, Načeradská ÚŽP PřF UK, ZS 206/7

12 Vyřešené úlohy pošlete do 9.. do 2 h na naceradska@ih.cas.cz ) Proč je relativní atomová hmotnost uhlíku uváděná v periodické tabulce 2,007, zatímco relativní atomová hmotnost 6 2 C je přesně 2? 2) Vypočtěte hmotnost 3 molů hydroxidu draselného. 3) Jaký je počet molekul C 6 H 2 O 6 v kostce cukru z glukosy, která má hmotnost 5g? 4) Kolik gramů ZnSO 4. 7 H 2 O o čistotě 94 % odpovídá 00 g bezvodého ZnSO 4? 5) Jaká je hmotnost kyslíku ve 00 g oxidu uhličitého? 6) Jaký je hmotnostní zlomek stříbra v dusičnanu stříbrném? 7) 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 00 kpa. Jak velká bude bublina, až dospěje ke hladině? Pivokonský, Načeradská ÚŽP PřF UK, ZS 206/7