AGENDA převody jednotek koncentrace ředení osmolarita, osmotický tlak
PŘEVODY JEDNOTEK jednotky I. základní Fyzikální veličina Jednotka Značka Délka l metr m Hmotnost m kilogram kg Čas t sekunda s Termodynamická teplota T kelvin K Látkové množství n mol mol Elektrický proud I ampér A Svítivost I kandela cd
PŘEVODY JEDNOTEK II. doplňkové (rad, sterad) III. odvozené (J, p, C, V,...) - objem V = l 3 [V]= m 3 - hustota p= m/v [psy]= kg/m 3 - síla F= ma = mv/t = ml/t 2 [F] = kg.m/s 2 = 1 N - tlak p = F/S [p] = kg /m. 2 = N/m
PŘEVODY JEDNOTEK Tlak p = F/S ; [p] = N/m = Pa (pascal) atmosférický/ barometrický tlak = 1 atm = 1,01325.10 5 Pa 1 Torr = 1 mmhg 1 atm = 760 Torr = 760 mmhg 1 bar = 10 5 Pa (1 mbar = 1 hpa)
PŘEVODY JEDNOTEK Energie E = W = F.s ; [E] = N.m = J (joule) schopnost hmoty konat práci kalorie: 1 cal = 4,185J (množství energie, které dokáže zvýšit teplotu 1 gramu vody ze 14,5 C na 15,5 C) kcal = 4,185kJ (velká kalorie)
PŘEVODY JEDNOTEK Teplota F Gabriel Daniel Fahrenheit 0 F (nejnižší teplota, jaké se podařilo Fahrenheitovi dosáhnout smícháním chloridu amonného, vody a ledu) a 96 F (teplota lidského těla) F = 9/5 C + 32 ; F = 9/5 K - 459,67 C Anders Celsius 0 C (tání ledu) a 100 C (var vody) absolutní velikost 1 dílu stupnice = 1 K
PŘEVODY JEDNOTEK Teplota K - William Thomson (lord Kelvin) termodynamická teplota 0 K = - 273,15 C (absolutní nula) 0 C = 273, 15 K
ZÁKLADNÍ POJMY Avogadrova konstanta N a udává počet částic v 1 molu (N a = N/n) 1mol je množství látky obsahující stejný počet částic jako je počet atomů ve 12 g izotopu 12 C (6,023.10 23 mol -1 ) molární hmotnost M je rovna hmotnosti 1 molu částic v g/mol je číselne rovna Mr (relativní molekulová hmotnost) standardní molární objem Vm Vm = V / n = 22,41 dm 3 /mol
KONCENTRACE množství rozpuštěné látky v daném objemu roztoku či rozpouštědla 1. hmotnostní zlomek w = m (A) / m (s) podíl m rozpuštené látky k m celého roztoku hmotnostní procenta = m (A) / m (s). 100 počet hmotnostních dílů rozpuštené látky na 100 hmotnostních dílů roztoku
KONCENTRACE 2. objemový zlomek V = V1 / Vr podíl V rozpuštené látky k V celého roztoku objemový procenta = V1 / Vr. 100! V roztoku se mění s teplotou - > V % závisí na teplotě
KONCENTRACE 3. molární zlomek x (A) = n (A) / n (S) podíl n rozpuštené látky k n celého roztoku (všech jeho složek) molární procenta = x (A). 100
KONCENTRACE procentuální koncentrace počet dílů látky rozpuštěných ve 100 dílech roztoku, používají se tři základní vyjádření % : a)počet gramů látky ve 100 gramech roztoku: g / 100g roztoku, W / W př. 10% NaOH = 10g NaOH + 90g H 2 O (= 100g roztoku), tj. 10g NaOH/100g roztoku b)objem látky v mililitrech ve 100ml roztoku: ml/ 100ml roztoku,v / V př. 5% HCl = 5ml HCl / 100ml roztoku c) Počet gramů látky ve 100 mililitrech roztoku: g / 100ml roztoku, W / V (tzv. smíšená procentuální koncentrace), často používaná v medicíně g / dl, mg / dl, μg / dl, g % př. 20% KOH = 20g KOH / 100ml roztoku
KONCENTRACE látková koncentrace počet molů (n) rozpuštené látky v 1l roztoku c (A) = n (A)/ V ; [c] = mol/dm 3 - > c (A) = m(a) / M (A). V
OSMOTICKÝ TLAK osmóza - přestup rozpoštědla pře semipermeabilní membránu z prostoru s nižší koncentrací osmoticky aktivních částic do prostoru s jejich vyšší koncentrací osmotický tlak π = i c R T i = počtu osmoticky účinných částic (pro silné elektrolyty) i = 1 (pro neelektrolyty) R = molární plynová konstanta (= 8,3145 J/K.mol) onkotický tlak
ŘEDENÍ snižování koncentrace rozpuštěné látky v roztoku látkové množství se nemění! 1) směšovací rovnice m 1 p 1 + m 2 p 2 +... + m x p x = p (m 1 + m 2 +... + m x ) m = hmotnost směšovaného roztoku p = procentuální koncentrace 2) křížové pravidlo % koncentrace (1) hmotnostní díly (1) % koncentrace konečného roztoku % koncentrace (2) hmotnostní díly (2)
ŘEDENÍ 3)dle definice ředění n1 = n2 V1 C1 = V2 C2 n = látkové množství rozpuštěné látky c = koncentrace rozpuštěné látky V = objem roztoku vyjadřování ředění ředění 1 : 5 nebo 1 / 5 znamená, že jsme k 1 objemovému dílu ředěného vzorku (např. 2 ml) přidali 4 objemové díly rozpouštědla (tj. 4 x 2 = 8 ml) a získali tak celkem 5 objemových dílů roztoku (5 x 2 ml = 10 ml roztoku) => vzorek jsme naředili 5x, jeho koncentrace se 5x snížila. C2 = 0,25 x 1/5 = 0,05M (= konečná koncentrace roztoku po naředění vzorku o koncentraci 0,25M 5x)
OSMOLARITA Molalita (mol / kg) počet molů látky rozpuštěných v jednom kilogramu rozpouštědla Osmolalita (mol / kg nebo osmol / kg) - počet osmoticky účinných částic látky rozpuštěných v 1 kg rozpouštědla př. KCl K + + Cl - tj. 1 mol KCl obsahuje 2 moly osmoticky účinných částic (1mol K + a 1mol Cl - ) Osmolarita (mol / l nebo osmol / l) - počet osmoticky účinných částic látky rozpuštěných v 1 l rozpouštědla
PŘÍKLADY 1. Kolik g NaOH potřebujeme na přípravu 2 l roztoku o c(naoh) = 0,1 mol/l? 2. Jaká je c roztoku, jestliže v 5 l je obsaženo 800g NaOH? 3. Jaký V roztoku o c = 0,5 mol/l můžeme připravit z 340g AgNO3? 4. Kolik g CuSO4.5H2O je třeba na přípravu 2l roztoku o c = 0,2 M? 5. Jaká je c (mol/l) 20%ní HCl? Hustota HCl je 1,1 g/ cm 3.
PŘÍKLADY II 1. Kolik gramů NaCl a kolik ml H 2 O potřebujeme k přípravě 600g 5% roztoku NaCl? [ 30g NaCl + 570ml vody ] 2. Kolik gramů Na 2 CO 3 o 96% čistotě potřebujeme k přípravě 250g 8% roztoku Na 2 CO 3? [ 20,83g 96% Na 2 CO 3 ] 3. Jaká je % koncentrace roztoku, který obsahuje 0,8kg HNO 3 v 1 dm 3 (hustota = 1,36g / cm 3 )? [58,82% HNO 3 ]
PŘÍKLADY 1. Kolik ml ethanolu a kolik ml H 2 O potřebujeme k přípravě 250ml 39% roztoku ethanolu? [ 97,5ml ethanolu; 152,5ml vody ] 2. Látková koncentrace fyziologického roztoku je 150mM. Jaká je jeho procentuální koncentrace? (Mr NaCl = 60) [0,9% ] 3. Ve 100ml roztoku je rozpuštěno 14g KOH, Mr = 56,1. Jaká je molární koncentrace? [ 2,5M ] 4. c (HNO 3 ) = 5,62M; hustota = 1,18g / cm3, Mr = 63,? % [ 30% ] 5. 10% HCl; hustota = 1,047g / cm3, Mr = 36,5,? c (HCl) [ 2,87M ]
PŘÍKLADY III 1. Jakou koncentraci bude mít roztok připravený smícháním 50g 3% a 10g 5% roztoku? [ 3,333% ] 2. Kolik g 38% HCl a kolik g H 2 O je třeba na přípravu 190g 10% roztoku? [ 50g HCl ] 3. Jak naředíte 300g 40% roztoku, abyste získali 20% roztok? [ 2x, tj. přidáme 300g vody ] 4. Kolik gramů pevného NaOH je nutno přidat k 20g 10% roztoku NaOH, abychom připravili roztok 20%? [ 2,5g NaOH ] 5. Jak připravíte 250ml 0,1M HCl z 1M roztoku HCl? [25ml 1M HCl doplníme do konečného objemu 250 ml]
PŘÍKLADY III 1. 10M roztok NaOH byl naředěn v poměru 1:20. Jaká je jeho koncentrace? [ 0,5M ] 2. Roztok glukózy (1000mg/l) byl nejprve naředěn v poměru 1:10, pak ještě 1:2. Jaká je jeho konečná koncentrace? [ 50mg/l ] 3. Kolikrát je naředěno sérum v této reakční směsi? 200μl séra 500ul fyziologického roztoku 300μl činidla [ 5x, tj.1:5 ]
PŘÍKLADY IV 1. Vypočítejte osmolaritu 0,15M roztoku: a) NaCl [ 0,3M ] b) MgCl 2 [ 0,45M ] c) Na 2 HPO 4 [ 0,45M ] d) glukózy [ 0,15M ] 2. Fyziologický roztok je 150mM roztok NaCl. Vyberte, které roztoky jsou izotonické s fyziologickým roztokem: [150mM NaCl = 300 mosmol/l] a) 300mM glukóza [300mM] b) 50mM CaCl 2 [150mM] c) 300mM KCl [600mM] d) 0,15 M NaH 2 PO 4 [300mM] 3. Osmotický tlak krevní plazmy při 37 ºC je 781 kpa. Jaká molární koncentrace NaCl odpovídá tomuto tlaku? (i = 2) [151 mol/m 3 tj.