ZÁKLADNÍ
CHEMICKÉ
ˇ
VÝPO CTY
I
Tomáš Kuˇ
cera & Karel Kotaška
[email protected] & [email protected]
Ústav lékaˇrské chemie a klinické biochemie
2. lékaˇrská fakulta, Univerzita Karlova v Praze
2014
RELATIVNÍ
HMOTNOSTI
RELATIVNÍ ATOMOVÁ HMOTNOST
Ar je ˇ
císlo, které udává, kolikrát je hmotnost pr˚
umˇ
erného
atomu pˇrirozené smˇ
esi izotop˚
u daného prvku vˇ
etší než
jedna atomová hmotnostní jednotka.
ATOMOVÁ HMOTNOSTNÍ JEDNOTKA
1/12 hmotnosti volného neutrálního atomu izotopu uhlíku
12
6 C v jaderném a elektronovém základním stavu.
.
u = 1,660 56 · 10−27 kg
RELATIVNÍ MOLEKULOVÁ HMOTNOST
P
Mr = i (Ar )i
Mr udává, kolikrát je hmotnost pr˚
umˇ
erné molekuly
dané látky vˇ
etší než 1 u
ˇovat s molární hmotností!
nezamˇ
en
L ÁTKOVÉ
MNOŽSTVÍ
& CO .
ˇ
MOL JE JEN CÍSLO
Soustava má látkové množství jeden mol (n = 1 mol) právˇ
e
tehdy, když obsahuje tolik elementárních jedinc˚
u, kolik je atom˚
u
12
v 0,012 kg izotopu uhlíku 6 C.
ˇ
JAKÉ CÍSLO
?
NA = 6,022 141 29(27) · 1023 mol−1
Avogadrova konstanta – d˚
uležitá fyzikálnˇ
e chemická konstanta
ZÁKLADNÍ VZTAH
Vztah hmotnosti, látkového
množství a molární hmotnosti:
m
n=
M
MOLÁRNÍ HMOTNOST
M – hmotnost jednoho molu
látky. Jednotkou je obvykle
ˇ
g mol−1 . Císelnˇ
e rovna Mr ,
resp. Ar ( platí pro g mol−1 ).
JAK
JE TO S PLYNY
MOLÁRNÍ OBJEM
1 mol (ideálního) plynu má za standardního tlaku a pˇri
teplotˇ
e 0 ◦C objem asi 22,414 dm3 , pˇri 25 ◦C asi
24,465 dm3 . Tento objem se nazývá molární objem a znaˇ
cí
se Vn
Vn = 22,4 dm3 mol−1
ZÁKLADNÍ VZTAH
Pro objem a látkové množství daného plynu platí:
V = n · Vn
ˇ
VYJAD ROVÁNÍ
KONCENTRACE
HMOTNOSTNÍ ZLOMEK
wi ˇ
cásti celku je pomˇ
er hmotnosti této ˇ
cásti ku hmotnosti celku.
Lze vyjádˇrit i jako % (m/m) ˇ
ci % (w/w):
wi =
mi
mt
;
%(m/m) =
mi
X
· 100;
mt
i
wi = 1
HMOTNOSTNÍ KONCENTRACE
%i složky celku je pomˇ
er hmotnosti této složky ku objemu celku:
%i =
mi −1 gl
;
Vt
X
i
% (m/V)
ˇ
ci
% (w/V)
= %i
%i = %
g
100 ml
(hustota)
= 0,1%i g l−1
ne zcela správný, ale hojnˇ
e používaný zápis %i .
ˇ
VYJAD ROVÁNÍ
KONCENTRACE
OBJEMOVÝ ZLOMEK
ϕi složky je pomˇ
er objemu složky ku souˇ
ctu objem˚
u všech
V
složek celku. Lze vyjádˇrit i jako % ( /V):
Vi
ϕi = P ;
i Vi
Vi
%(V/V) = P
· 100;
i Vi
X
i
ϕi = 1
OBJEMOVÁ KONCENTRACE
(cV )i složky je pomˇ
er objemu složky ku objemu celku:
(cV )i =
Vi
Vt
Není totožná s ϕi , protože kv˚
uli objemové kontrakci a dilataci
X
Vi 6= Vt
i
ˇ
VYJAD ROVÁNÍ
KONCENTRACE
MOLÁRNÍ ZLOMEK
χi ˇ
cásti celku je pomˇ
er látkového množství této ˇ
cásti
k látkovému množství celku. Lze vyjádˇrit i jako % (n/n):
χi =
ni
nt
;
%(n/n) =
ni
nt
· 100;
X
i
χi = 1
MOLÁRNÍ KONCENTRACE (MOLARITA)
(cM )i složky je pomˇ
er látkového množství složky k objemu
celku:
ni mol l−1
(cM )i =
Vt
(cM )i udává, jaké látkové množství rozpuštˇ
ené látky se vyskytuje
v 1 l roztoku
ˇ
VYJAD ROVÁNÍ
KONCENTRACE
MOLALITA
(cm )i složky je pomˇ
er látkového množství složky ku
hmotnosti rozpouštˇ
edla:
(cm )i =
ni
msolvent
mol kg−1
(cm )i udává, jaké látkové množství rozpuštˇ
ené látky se
nachází v 1 kg rozpouštˇ
edla
SMˇEŠOVÁNÍ
ˇ
˚
R UZN
E KONCENTROVANÝCH
˚
ROZTOK U
ˇ DOVACÍ
ˇ
SMˇEŠOVACÍ (Z RE
)
ROVNICE
roztok o hmotnosti m1 a hmotnostním zlomku w1
+
!!!
y
k
át
roztok o hmotnosti m2 a hmotnostnímžzlomku
w2
el
é
t
⇓ oztoky
r
roztok o hmotnosti mt a nhmotnostním
zlomku wt
pro
e
j
í
t
pla
!!!
m1 · w1 + m2 · w2 = mt · wt
(mi )1 + (mi )2 =
(mi )t
( zˇred’ovací rovnice)
ˇ
PRÍKLAD
1
ZADÁNÍ
Jakou hmotnost má 5 mol hydroxidu sodného? (Mr = 40)
ˇ
PRÍKLAD
2
ZADÁNÍ
Jaké látkové množství vody zaujme objem 216 cm3 ?
ˇ
PRÍKLAD
3
ZADÁNÍ
Jaký objem zabere 50 g vodíku pˇri teplotˇ
e 0 ◦C?
(Ar (H) = 1,008)
ˇ
PRÍKLAD
4
ZADÁNÍ
Kolikaprocentní (m/m) roztok vznikne rozpuštˇ
ením 2 g
3
chloridu sodného v 60 cm vody?
Kolikaprocentní (m/V) bude, je-li jeho hustota
% = 1,022 kg dm−3 ?
ˇ
PRÍKLAD
5
ZADÁNÍ
Kolik cm3 0,1M roztoku AgNO3 pˇridáme k 15 cm3 0,3M
roztoku KBr, aby se veškeré ionty Ag+ a Br− vysrážely jako
AgBr?
ˇ
PRÍKLAD
6
ZADÁNÍ
Máte zásobní roztok moˇ
coviny o koncentraci 0,5 mol l−1 .
Jak z nˇ
ej pˇripravíte 500 ml 3% (m/V) roztoku? Mr = 60
ˇ
PRÍKLAD
7
ZADÁNÍ
Kolik cm3 26 % (m/m) kyseliny fosforeˇ
cné o hustotˇ
e
1,1529 g cm−3 je tˇreba na pˇrípravu 1 l jejího
dvoumolárního roztoku?
ˇ
PRÍKLAD
8
ZADÁNÍ
Kolikaprocentní (m/m) roztok vznikne smícháním 100 cm3
16 % (m/m) (%1 = 1,175 g cm−3 ) a 200 cm3 42 % (m/m)
(%2 = 1,449 g cm−3 ) roztoku hydroxidu sodného?
ˇ
PRÍKLAD
9
ZADÁNÍ
Do smˇ
esi pipetujete 0,2 ml roztoku laktátu (0,45 mol l−1 ),
0,1 ml roztoku NAD+ (3 mmol l−1 ), 0,2 ml destilované
vody a 0,1 ml roztoku chloridu sodného (25 mmol l−1 ).
Jaká je koncentrace NAD+ ve smˇ
esi? (Neuvažujte žádnou
chemickou reakci ani objemovou zmˇ
enu.)
KONEC
KONEC
Dˇ
ekuji za pozornost!
Download

Základní chemické výpočty I - Ústavu lékařské chemie a klinické