Chemické výpočty II_studijní materiál

CHEMICKÉ VÝPOČTY II. ČÁST
ROZTOKY.
Složení roztoku
•
•
•
hmotností zlomek (%)
objemový zlomek (%)
molární koncentrace
Hmotnostní zlomek
Hmotnostní zlomek látky A v roztoku je definován jako podíl hmotnosti látky A ku celkové
hmotnosti roztoku.
Značka: w
Výpočet:
w(A)
hmotnostní zlomek látky A
m(A)
m(R)
hmotnost látky A
hmotnost celého roztoku
Bezrozměrné číslo.
0
1
Hmotnostní procento: hmostnostní procento = hmotnostní zlomek. 100 (%)
Příklady:
1) Kolik g NaCl a kolik g vody potřebujeme k přípravě 300 g 13% roztoku NaCl?
2) V kolika g vody je nutno rozpustit 32 g NaCl, aby vznikl 20% roztok NaCl?
3) Kolik g KBr získáme po odpaření veškeré vody ze 120 g roztoku, ve kterém je hmotnostní
zlomek KBr 0,12?
4) Kolik g NaOH potřebujeme na přípravu 3 litrů 16% roztoku?
(hustota 16% roztoku NaOH: ρ = 1,175
)
Objemový zlomek
Značka: φ
Výpočet:
φ(A)
objemový zlomek látky A
V(A)
V(R)
objem látky A
objem celého roztoku
Bezrozměrné číslo.
0
1
Objemové procento: objemové procento = objemový zlomek . 100 (obj. %)
Pozn.:
• Pro reálné roztoky platí, že součet obj. procent všech složek tvořících roztok není roven stu.
• Objemová procenta závisí na teplotě, protože s měnicí se teplotou se mění i objem.
Příklady:
1) 500 cm3 vodného roztoku ethanolu obsahuje 200 cm3 ethanolu. Jaká je koncentrace ethanolu
v roztoku vyjádřená v objemových procentech?
Tento produkt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Podpora výuky chemie – teoretická a laboratorní cvičení; www.goaml.cz; Mgr. Luboš Vosecký
2) Vyjádřete koncentraci roztoku, který obsahuje 32 objemových % roztoku ethanolu
, ρ100% = 0,7907
)
v hmotnostních procentech. (ρ32% = 0,9613
Molární (látková) koncentrace
Molární koncentrace je definována jako počet molů určité látky rozpuštěné v 1 dm3 roztoku.
Značka: c
Výpočet:
c(A)
molární koncentrace látky A
n(A)
V(R)
počet molů látky A
objem celého roztoku
c(A)
molární koncentrace látky A
m(A)
M(A)
V(R)
hmotnost látky A
molární hmotnost látky A
objem celého roztoku
Jednotka:
Odvozený vztah:
Pozn.:
• Místo jednotky
•
·
se používá symbol M (molární roztok).
Např.: 2
= 2 M (dvoumolární roztok)
Molární koncentrace závisí na teplotě, protože s měnící se teplotou se mění i objem.
Příklady:
1) Jaká je molární koncentrace roztoku NaCl, který obsahuje v 1 dm3 125 g NaCl?
2) Kolik g CaCl2 je třeba navážit na přípravu 250 cm3 roztoku CaCl2 o látkové konc. 0,22
3) Kolik cm3 0,5M roztoku NaOH lze připravit z 60 g této látky?
?
Míchání roztoků
Směšovací rovnice:
m1, w1
m2, w2
w3
hmotnost, hmotnostní zlomek prvního roztoku
hmotnost, hmotnostní zlomek druhého roztoku
hmotnostní zlomek výsledného roztoku
Pozn.:
• čistá látka → w = 1
• čisté rozpouštědlo (tj. voda) → w = 0
Příklady:
1) Vypočítejte, kolik gramů 40% HCl musíme zředit vodou tak, abychom dostali 200 g 20% HCl.
2) Z 5 kg 50% HNO3 je třeba připravit 8% kyselinu. Kolik vody je třeba na její zředění?
je třeba k přípravě 3 dm3 5% HCl (ρ = 1,024
)?
3) Kolik ml 25% HCl o hustotě ρ = 1,127
Tento produkt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Podpora výuky chemie – teoretická a laboratorní cvičení; www.goaml.cz; Mgr. Luboš Vosecký
Cvičení
1) Jaká je molární koncentrace roztoku o objemu 0,3 dm3 obsahujícího 11,2 g KOH?
2) Vypočtěte, kolik g NaOH budeme potřebovat na přípravu 500 ml roztoku o látkové koncentraci
c(NaOH) = 0,2
.
3) Kolik g NaOH budeme potřebovat na přípravu 500 ml roztoku s obsahem 15% NaOH?
)
(ρ = 1,16
4) Má být připraveno 850 g 5% roztoku BaCl2 rozpuštěním BaCl2 . 2H2O ve vodě. Vypočítejte
hmotnost BaCl2 . 2H2O.
5) Kolik ml roztoku HCl s obsahem 15% (ρ = 1,07
koncentraci c(HCl) = 0,1
) budeme potřebovat na přípravu 2l roztoku o
?
6) Jak připravíte 10 dm3 6% roztoku NaCl (ρ = 1,04
)?
7) V 528 ml vody jsme rozpustili 136 g NaOH a vznikl roztok o hustotě 1,22
procentová koncentrace tohoto roztoku a jaká je jeho látková koncentrace?
. Jaká je
8) Kolik g 5% roztoku NaCl musíme přidat k 22 g 35% roztoku NaCl, aby výsledný roztok měl 25%
koncentraci?
9) 20 g roztoku HCl (w = 36%) zředíme vodou o hmotnosti 100 g. Jaká je procentová koncentrace
výsledného roztoku?
10) Kolik g čistého KCl musíme přidat k 32 g 5% roztoku KCl, abychom získali 10% roztok KCl?
11) Kolik ml 98% roztoku H2SO4 a kolik ml vody potřebujeme na přípravu 1500 ml 20% roztoku
H2SO4 zředěním 98% roztoku H2SO4 vodou?
Zdroje:
Pertlová J.: Základy chemických výpočtů 1. část. Pedagogické centrum Plzeň. ISBN 80-7020-097-9. s. 19
– 28.
Pertlová J.: Základy chemických výpočtů 2. část. Pedagogické centrum Plzeň. ISBN 80-7020-113-4. s. 10
– 12.
Tento produkt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Podpora výuky chemie – teoretická a laboratorní cvičení; www.goaml.cz; Mgr. Luboš Vosecký