Základní chemické pojmy a zákony

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Základní chemické pojmy a zákony"

Michaela Štěpánková
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Základní chemické pojmy a zákony LRR/ZCHV Základy chemických výpočtů Jiří Pospíšil

2 Relativní atomová (molekulová) hmotnost A r (M r ) M r číslo udávající, kolikrát je hmotnost daného atomu (molekuly) větší než hmotnost 1/12 nuklidu 12 C, tj. než hmotnost atomové hmotnostní jednotky M r je bezrozměrné m u = 1,660540(1) kg Molární hmotnost M je definována jako podíl skutečné hmotnosti látky v kg a jejího látkového množství (počtu molů) n: M = m n kg. mol 1 2

3 Relativní molekulová a molární hmotnost: příklady Příklad: Určete relativní molekulovou a molární hmotnost kyslíku: M r (O 2 ) = 2x16 = 32 (hmotnostních jednotek) M (O 2 ) = kg. mol 1 = 32 g. mol 1 1 mol látky váží právě tolik, kolik je relativní molekulová hmotnost dané látky má však jednotku kg.mol -1 nebo g.mol -1 Určete relativní molekulovou hmotnost následujících sloučenin: manganistan draselný, octan sodný, fosforečnan amonný, uhličitan hořečnatý, kyselina dusičná, oxid dusný 3

4 Příklady: Molární hmotnost manganistan draselný M(KMnO 4 ) = g. mol 1 octan sodný M(CH 3 COONa) = g. mol 1 fosforečnan amonný M((NH 4 ) 3 PO 4 ) = g. mol 1 uhličitan hořečnatý (MgCO 3 ) = g. mol 1 kyselina dusičná M(HNO 3 ) = g. mol 1 oxid dusný M(N 2 O) = g. mol 1 4

5 Molový (molární) objem V M určen podílem objemu látky V (dm 3 ) a látkového množství n: za normálních podmínek: (p n = Pa, t n = 0 C) dm 3 V M = V n mol platí pro ideální plyn V M = dm 3. mol 1 nebo V M = l. mol 1 5

6 Hustota látky látka zaujímá: d = m V jednotkou je tedy kg/m 3 nebo g/cm 3 Příklad: Jaká je hustota kyslíku za normálních podmínek? d(o 2 ) = m V = = kg. m 3 6

7 Avogadrův zákon stejné objemy všech plynů obsahují za stejných podmínek tentýž počet částic tzn. v m 3 každého plynu bude za normálních podmínek vždy stejný počet částic měřením bylo zjištěno, že tento počet je asi 6, částic toto číslo se nazývá AVOGADROVA KONSTANTA N A N A = 6, mol 1 7

8 Příklady Kolik molekul obsahuje a jaký objem za normálních podmínek zaujímá 10 kg vodíku? Řešení: M r (H 2 ) = 2 2 g H částic dm 3 10 kg H 2... N částic. V dm 3 plynu (litrů plynu) [g] m N = N A. n = N A M molekul H 2 V = V M. n = V M m M [g] [g] [g] = ,000 2 = ,000 2 [g] [g] = = 112 m 3 H 2 8

9 Dále vypočítejte: 1. Kolik molekul obsahuje a jaký objem za normálních podmínek zaujímá a ) 10 kg dusíku b) 0,02 g hélia c) 2,2 g oxidu uhličitého 2. Kolik molekul obsahuje 0,65 molu HCl? 3. Jaká je hmotnost 1 m 3 vodíku za normálních podmínek a kolik molekul uvedený objem obsahuje? 9

10 Směsi a roztoky Látky, které obsahují dvě nebo více složek, se nazývají směsi. složení soustavy vyjadřujeme nejčastěji pomocí hmotnostního zlomku. Hmotnostní zlomek w(a) složky A v soustavě je roven podílu hmotností m(a) složky A a soustavy m: w A = m A = m A m = m m A (m A +m B +m C +m D + ) = m A σ A n m 10

11 Směsi a roztoky-hmotnostní zlomek Příklad: Slitina zlata stříbra, označovaná jako čtrnáctikarátové zlato, obsahuje ve 24 hmotnostních dílech slitiny 14 dílů čistého zlata. Jaký je hmotnostní zlomek zlata ve slitině? Řešení: Výsledek: w Au = m Au m(slitina) = = = 58. 3% Hmotnostní zlomek zlata ve čtrnáctikarátovém zlatu je 58,3 %. 11

12 Směsi - hmotnostní zlomek Příklad: Mořské řasy obsahují 0,03 % jodu. Jaká by byla hmotnost jodu získaná z 5 tuny mořských řas?. Protože je hmotnostní zlomek jodu v řasách 0,03 %, platí: 100 t řas ,03 t jodu 5 t řas x t jodu 0.03 (t jodu ve 100 t) = x t jodu v 5t 5 (t řas) 100 (t řas) = 5 (t řas) 100 (t řas) = 5. 0,03 / 100 = 0,0015 t = 1,5 kg Výsledek: Z 5 t mořských řas lze získat 1,5 kg jodu. 12

13 Roztoky Roztok je homogenní směs složená ze dvou (nebo několika) látek. Zastoupení jednotlivých složek v roztoku označujeme jako koncentrace roztoku. Koncentraci roztoku udává nejčastěji: 1. Hmotnostní zlomek (hmotnostní procentová koncentrace) 2. Objemový zlomek (objemová procentní koncentrace) 3. Hmotnostní koncentrace 4. Molární koncentrace 5. Normální koncentrace Hmotnostní zlomek w(a) rozpuštěné látky A v roztoku je podíl hmotnosti m(a) rozpuštěné látky A a hmotnosti m roztoku. w(a) = m(a) / m Vyjadřuje se nejčastěji v procentech a udává tedy počet gramů rozpuštěné látky ve 100 g roztoku 13

14 Roztoky-hmotnostní zlomek Příklad: Roztok jsme získali rozpuštěním 30 g chloridu sodného ve 100 g vody. Vypočtěte hmotnostní zlomek NaCl v roztoku. Hmotnost roztoku je = 130 g a dosadíme do w(nacl) = 30 / 130 = 0,2308 = 23,08 % Výsledek: Získali jsme 23,08 % roztok chloridu sodného. 14

15 Roztoky-objemový zlomek Objemový zlomek f(a) rozpuštěné látky A v roztoku je podíl objemu V(A) rozpuštěné látky A a objemu V roztoku. f(a) = V(A) / V Vyjadřuje se nejčastěji v procentech a udává tedy počet dm 3 rozpuštěné látky ve 100 dm 3 roztoku Příklad: Objemový zlomek kyslíku ve vzduchu je 21,9 %. Vypočtěte, jaký objem zaujímá kyslík v místnosti o rozměrech 5 x 4 x 2,5 m naplněné vzduchem. Objem místnosti je 5 x 4 x 2,5 = 50 m 3. Objemový zlomek kyslíku je 21,9 %, tedy ve 100 dm 3 vzduchu je 21,9 dm 3 kyslíku. 100 dm 3 vzduchu ,9 dm 3 kyslíku dm 3 vzduchu x dm 3 kyslíku x : 21,9 = : 100 x = ,9 / 100 = dm3 = 10,95 m 3 Výsledek: Kyslík v místnosti zaujímá objem přibližně 11 m 3. 15

16 Roztoky-hmotnostní koncentrace Hmotnostní koncentrace c m (A) rozpuštěné látky A v roztoku je podíl hmotnosti m(a) rozpuštěné látky A a objemu V roztoku. c m (A) = m(a) / V Vyjadřuje se nejčastěji v g.dm -3 Příklad: Odpařením 12,0 cm 3 vodného roztoku NaCl se získalo 0,132 g NaCl. Vypočtěte hmotnostní koncentraci NaCl v tomto roztoku. c m (NaCl) = m(nacl) / V = 0,132 / 12 = 0,011 g.cm -3 Výsledek: Hmotnostní koncentrace NaCl v roztoku byla 0,011 g.cm

17 Roztoky-molární koncentrace Molární koncentrace (látková koncentrace) c(a) rozpuštěné látky A v roztoku je podíl látkového množství n(a) rozpuštěné látky A a objemu V roztoku. cm(a) = n(a) / V Vyjadřuje se nejčastěji v mol.dm -3 Molární koncentrace tedy udává počet molů látky v jednom dm 3 roztoku. O roztok, který má molární koncentraci 2 mol.dm -3 říkáme, že je 2molární a označujeme jako 2M roztok. Příklad: Vypočtěte molární koncentraci roztoku NaOH, který vznikl rozpuštěním 10 g NaOH v 125 cm 3 vody. Vypočteme nejprve látkové množství rozpuštěného NaOH: n(naoh) = m(naoh) / Mr(NaOH) = 10 / 40 = 0,25 mol Nyní dosadíme do vztahu: c(naoh) = n(naoh) / V = 0,25 / 0,125 = 2 mol.dm -3 Výsledek: Molární koncentrace NaOH v roztoku je 2 mol.dm -3 17

18 Roztoky-molární koncentrace Příklad: Vypočtěte, kolik gramů dusitanu draselného potřebujeme na přípravu 400 cm 3 4M roztoku dusitanu draselného. Hmotnost 1 molu KNO 2 je 85,11 g, hmotnost 4 molů KNO 2 je tedy 4.85,11 = 340,44 g Toto množství bychom museli rozpustit v 1 dm 3, aby byl 4M. Trojčlenkou zjistíme, kolik musíme rozpustit ve 400 cm 3 :1000 cm ,44 g KNO cm x g KNO 2 x : 340,44 = 400 : 1000 x = ,44 / 1000 = dm 3 = 136,18 g KNO 2 Výsledek: Na přípravu 400 cm 3 4M roztoku dusitanu draselného potřebujeme 136,18 g KNO 2. 18

Podobné dokumenty

N A = 6,023 10 23 mol -1

N A = 6,023 10 23 mol -1 Pro vyjadřování množství látky se v chemii zavádí veličina látkové množství. Značí se n, jednotkou je 1 mol. Látkové množství je jednou ze základních veličin soustavy SI. Jeden mol je takové množství látky,