CHE 08: Vypocty a slozeni roztoku
-
Upload
department-of-chemistry-fp-tul -
Category
Education
-
view
3.467 -
download
5
description
Transcript of CHE 08: Vypocty a slozeni roztoku
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
CHE08: Složení roztoků, výpočty 1/24 Image created at http://wordle.net/
Složení roztoků, výpočty.
CHE 08
Katedra chemie FP TUL: http://www.kch.tul.cz
Jan Grégr & Martin Slavík
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
CHE08: Složení roztoků, výpočty 2/24
Proč roztoky a výpočty?
Roztoky jsou všude stejně jako výpočty
Základ technologie v praxi
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
CHE08: Složení roztoků, výpočty 3/24
Koloidy Částice o velikosti 1 až 100 nm
Tyndallův efekt
– rozptyl světla na koloidech
Irina Antonova,
http://www.outdoor-photos.com/photographer/138440/
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
CHE08: Složení roztoků, výpočty 4/24
Povrchově aktivní látky
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
CHE08: Složení roztoků, výpočty 5/24
Popis složení roztoku
množství části
Y(A) = 1, %
množství celku
množství části 1
Y(A) =
množství části 2
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
CHE08: Složení roztoků, výpočty 6/24
Opakování
m(A)
n(A) = mol
M(A)
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
CHE08: Složení roztoků, výpočty 7/24
Molární zlomek
n(A)
X(A) = 1, %
n
poměr přítomných částic
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
CHE08: Složení roztoků, výpočty 8/24
Hmotnostní zlomek
m(A)
w(A) = 1, %
mc
poměr hmotností přítomných složek
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
CHE08: Složení roztoků, výpočty 9/24
Objemový zlomek
V(A) (A) = 1, %
V
poměr objemů, hlavně plyny
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
CHE08: Složení roztoků, výpočty 10/24
Molární koncentrace
n(A)
cM(A) = mol.dm-3
V
běžné vyjádření roztoků
Relativní molární koncentrace - bezrozměrná
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
CHE08: Složení roztoků, výpočty 11/24
Hmotnostní koncentrace
m(A)
cH(A) = g.dm-3
V
běžné vyjádření roztoků
Není to hustota!
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
CHE08: Složení roztoků, výpočty 12/24
Další vyjádření koncentrací
Molalita
n(A)
cm(A) = mol.kg-1
mL
molalita nezávisí na teplotě
ppm (10-6)
ppb (10-9)
0,0001 %
0,0000001 %
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
CHE08: Složení roztoků, výpočty 13/24
Na co si dát pozor
voda ethanol
V1 + V2 ≠ V3
dusík 78,08 obj.% 75,50 hm.%
kyslík 20,95 obj.% 23,15 hm. %
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
CHE08: Složení roztoků, výpočty 14/24
Připravte 5 kg 5% (hm.) roztoku NaCl
m1
w1 = —— mc = m1 + m2
mc
w1 = 5/100 = 0,05 a
m1 = 5000 g × 0,05 = 250 g soli
m2 = 5000 - 250 = 4750 g vody
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
CHE08: Složení roztoků, výpočty 15/24
Kolik g NaCl obsahují 2 dm3 roztoku NaCl s hmotnostní koncentrací NaCl ch=25 g.dm-3?
mi
ch = —— [g.dm-3]
V
mi = V × ch
mi = 2 dm-3 × 25 g.dm-3 = 50 g
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
CHE08: Složení roztoků, výpočty 16/24
Připravte 5 dm3 roztoku NaCl s koncentrací látkového množství c = 0,5 mol/dm3 . M(NaCl) = 58,45 g/mol. Jaké množství (hmotnost) NaCl je zapotřebí k přípravě roztoku?
ni = ci V
ni = 0,5 mol.dm-3 × 5 dm-3 = 2,5 mol
ni = m/M; mi = ni × M
mi = 2,5 × 58,45 = 146,13 g NaCl
-3 -1[mol dm , mol l ] ii
nc
V
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
CHE08: Složení roztoků, výpočty 17/24
Vyjadřování složení
Smícháme 40 g NaOH a 160 g vody.
• Hmotnostní zlomek
• hustota 20% roztoku NaOH
• Hmotnostní koncentrace
wi = 40 / 200 = 0,2 × 100 = 20 % hm.
r = 1,2 kg/dm3, 1200 kg/m3, 1200 g/dm3 nebo 1,2 g/cm3
Pro V = 1 dm3 (1 l) 20% roztoku
mC = 1 dm3 ∙ 1200 g/dm3 = 1200 g
mA = mC ∙ wA , 1200 g ∙ 0,2 = 240 g NaOH
ch = mA / V = 240 g/ 1 dm3
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
CHE08: Složení roztoků, výpočty 18/24
ch = 240 g/dm3; (MNaOH = 40 g/mol)
nA = mA / MA , nA = 240 / 40 = 6 mol ,
Pro V = 1 dm3 (1 litr) je molarita
cA = nA / V cA = 6 mol/ 1 dm3 (1 l)
Molární koncentrace
mA = cA × MA , mA = 6 mol × 40 g/mol = 240 g
mC = V × r = 1 dm3 × 1,2 kg/dm3 = 1,2 kg
wA = mA/mC = 240 g/1200 g = 0,2; 20 % hm.
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
CHE08: Složení roztoků, výpočty 19/24
Ředění a směšování roztoků
m1w1 + m2w2 = (m1 + m2) w3
Připravte roztoky NaCl o hmotnostních koncentracích
cW = 40 g/dm3 a cW = 100 g/dm3 vždy v objemu 0,50 dm3.
Změřte jejich hustoty hustoměrem a vyjádřete jejich složení
hmotnostními zlomky. mNaCl=? w=?
Připravené roztoky použijte k přípravě 500 g 6%-ního
roztoku NaCl.
Ze 300 ml roztoku o hmotnostní koncentraci
cW = 100 g/dm3 připravte zředěním vodou roztok rovněž
o koncentraci w = 6 % hm.
r=1,027 r=1,067 g∙cm-3 g∙cm-3
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
CHE08: Složení roztoků, výpočty 20/24
Směšovací rovnice
m1w1 + m2w2 = (m1 + m2) w3
m1 + m2 = m3
Celý roztok
Rozpuštěná
látka
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
CHE08: Složení roztoků, výpočty 21/24
Křížové pravidlo
m1
m2
Hmotnostní díly roztoku w1
Hmotnostní díly roztoku w2
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
CHE08: Složení roztoků, výpočty 22/24
Odpadní voda obsahuje H2SO4 a má pH = 2. Spočtěte množství NaOH na neutralizaci 1 m3 odpadní vody.
M(H2SO4) = 98 g/mol, M(NaOH) = 40 g/mol
Příklady
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
CHE08: Složení roztoků, výpočty 23/24
Připravte 325 ml 24 % vodného roztoku NaOH. Kolik g NaOH a kolik ml vody potřebujeme. Hustota 24 % roztoku je r = 1,2629 g/cm3.
m(NaOH) = 98,5 g; m (H2O) = 410,4 g
Příklady
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
CHE08: Složení roztoků, výpočty 24/24
Máme 3,75 l H2SO4 , koncentrace je 50 % a hustota r = 1,3951 g/cm3. Kolik vody musíme přidat, abychom získali 28 % kyselinu o hustotě r =1,2023 g/cm3. Jaký bude celkový objem 28 % kyseliny?
m (H2O) = 4110 g; m(celk.) = 9340 g; V(celk.) = 7770 cm3 (ml)
Příklady
Kate
dra
chem
ie F
P T
UL | w
ww
.kch.tul.cz
CHE08: Složení roztoků, výpočty 25/24
Příští přenáška:
Sklo.
Speciální a tvrdé materiály.
Děkuji za pozornost
Katedra chemie FP TUL: http://www.kch.tul.cz