Základní pojmy

Hmota Objektivní realita, jež působí na naše smyslové orgány, a tak se odráží v našem vědomí Každý objekt má 2 vlastnosti a) setrvačnost b) schopnost konat práci

a) setrvačnost Schopnost hmotného objektu setrvávat v okamžitém stavu Kvantitativně ji charakterizuje fyzikální veličina HMOTNOST

b) schopnost konat práci Schopnost za vhodných podmínek samovolně měnit svůj stav i stav s ním reagujících objektů Charakterizuje se fyzikální veličinou ENERGIÍ

Hmota Hmota se dá rozdělit na 2 skupiny -POLE: jaderné, elektrické, magnetické, gravitační - LÁTKA: konkr.tělesa navzájem se lišící strukturou a druhem základních stavebních částic (atomů, iontů, molekul atd.)

Látky, soustavy látek Látky 1) dle skupenství: pevné (s) plynné (g) kapalné (l) plazma (ionizovaný plyn) 2) dle původu: přírodní syntetické 3) chemicky čisté směsi Ionizovaný plyn- složený z iontů a e. Vzniká odtržením e . Z e obalu atomů či roztržením mlk= ionizací

Látky, soustavy látek Soustavy látek 1) dle počtu složek: jednosložkové vícesložkové 2) dle vztahu soustavy k okolí - otevřená - uzavřená - izolovaná

Látky, soustavy látek Soustavy látek 3) dle počtu fází - část soustavy, která má ve všech místech stejné vlastnosti- je homogenní, od další fáze oddělena rozhraním - jednofázové - dvoufázové - atd.

Schéma třídění látek LÁTKY SMĚSI CHEMICKY ČISTÉ LÁTKY PRVKY SLOUČENINY HOMOGENNÍ: <10-9m KOLOIDNÍ: 10-7m -10-9m HETEROGENNÍ: >10-7m

Chemicky čistá látka Prvky: atomy se stejným protonovým číslem Z Izotopy: atomy se stejným Z, ale různým nukleonovým číslem A Prvky Nuklidy: atomy prvku se stejným Z i neutronovým číslem N

X A Z A= Z + N

Chemicky čistá látka Sloučeniny: tvořené stejnými mlk složenými ze 2 či více různých atomů

Charakteristika atomů a molekul Atomová hmotnostní jednotka u Její hmotnost je rovna 1/12 hmotnosti atomu C 12 6 m ( C) 12 6 mu= = 1 u = 1,66057 ∙ 10-27 kg 12

Charakteristika atomů a molekul Relativní atomová hmotnost Ar(X) Udává kolikrát je hmotnost atomu X větší než atomová hmotnostní jednotka Ar(X)= m(X) mu Tabelována, bezrozměrná

Charakteristika atomů a molekul Př. Spočítejte relativní atomovou hmotnost stříbra, když víte, že skutečná hmotnost Ag je 1,779·10-25 kg. 107 47 Ar(Ag)= m(Ag) mu 1,779·10-25 kg = 1,66057 ∙ 10-27 kg Ar(Ag)= 107,87

Charakteristika atomů a molekul Relativní molekulová hmotnost Udává, kolikrát je skutečná hmotnost mlk větší než atomová hmotnostní jednotka Mr = m(mlk) mu Je dána součtem relativních atomových hmotností, které tvoří mlk bezrozměrná

Charakteristika atomů a molekul Vypočtěte Mr (P4) = 123,88 Vypočtěte Mr (H3PO4) = 97,99

Charakteristika atomů a molekul Vypočtěte Mr (CuSO4 · 5H2O) = 249,5

Charakteristika atomů a molekul Vypočtěte skutečnou hmotnost atomu Fe m(Fe)= Ar(Fe) · mu m(Fe)=92,7 ∙ 10-27kg Vypočtěte skutečnou hmotnost molekuly CO2 Mr(CO2)= Ar(C) + 2Ar(O) Mr(CO2)= 44 m(CO2)= Mr(CO2)· mu = 73,04 ∙ 10-27kg

Charakteristika atomů a molekul u prvků, které se skládají z několika izotopů, vypočítáme PRŮMĚRNOU relativní atomovou hmotnost Ar př. Chlor tvoří dva izotopy Cl ze 75,4% a Cl ze 24,65%. Jaká bude jeho atomová relativní hmotnost? 35 17 37 17 24,6 100 Ar = 75,4 100 = 35,492 ∙ 35 + 37 ·

Charakteristika atomů a molekul Látkové množství n Jednotka mol Vzorek ze stejnorodé látky má látkové množství 1 mol obsahuje-li právě tolik částic, kolik je atomů ve vzorku C o hmotnosti 12g 12 6

Charakteristika atomů a molekul 1 mol jakékoliv látky obsahuje 6,023∙1023 částic N n= NA Avogadrova konstanta vyjadřuje počet částic v jednotkovém látkovém množství (v 1 molu)

Charakteristika atomů a molekul Molární hmotnost látky souhrnná hmotnost všech částic obsažených v 1 molu látky se nazývá molární hmotnost látky M Kg∙mol-1 m M= n

Charakteristika atomů a molekul molární hmotnost je co do velikosti rovna relativní molekulové hmotnosti M Mr M= Mr ∙ 10-3 ∙ Kg ∙ mol-1 = Mr ∙ g ∙ mol-1

Příklady M= Mr ∙ 10-3 ∙ Kg ∙ mol-1 Vypočtěte počet molů ve vzorku síry o hmotnosti 2 tuny m n= M M= Mr ∙ 10-3 ∙ Kg ∙ mol-1 n= 6,23 · 104 mol

DÚ Kosina, Šrámek- chemické výpočty a reakce str.20/př.2,3,5

Charakteristika atomů a molekul Avogadrův zákon Stejné objemy plynů za stejných podmínek (p,T) obsahují stejný počet molekul Při standardních podmínkách (p= 1,01325∙105 Pa, T= 273,15K) je objem jednoho molu plynu 22,41 dm3, což je molární objem Vm

Charakteristika atomů a molekul V Vm= = 22,41 dm3 · mol-1 n Př. Jaký je objem 220g oxidu uhličitého za standardních podmínek? M(CO2)= 44 g · mol-1 m 220g = 5 mol n= = M 44g·mol-1 V= Vm· n = 22,41 dm3·mol-1 · 5mol = 112,05 dm3

7) Molární koncentrace látková koncentrace c………… molární koncentrace M……….. molarita mol·dm-3 Udává látkové množství rozpuštěné v 1l roztoku n c = V

Molární koncentrace m m protože n= platí že c = V∙M M

př: Kolik g NaOH potřebujeme na přípravu 2 l roztoku o c(NaOH)=0,1M ? V∙M m 0,1 mol·dm-3 = 2l∙40gmol-1 m= 8g

př: Jaká je molární koncentrace roztoku, jestliže v 5 l roztoku je obsaženo 800g NaOH? c(NaOH)= 4 mol·dm-3 př: Jaký objem roztoku o c=0,5 mol·dm-3 můžeme připravit z 340g AgNO3? V(NaOH)= 4 dm3

8) Hmotnostní zlomek symbol W W(A) = m(A) m m= m(A) + m(B) + …..

9) Objemový zlomek Symbol φ φ(A) = V(A) V Závisí na teplotě

Součet hmotnostních nebo objemových zlomků VŠECH složek směsi = 1

Ve 125 g roztoku KI je rozpuštěno 18 g této soli Ve 125 g roztoku KI je rozpuštěno 18 g této soli. Vypočtěte, jaká je procentuální koncentrace (hmot. %) roztoku? (14,4%) Jaká je procentuální koncentrace(hmot.%) roztoku, který vznikl rozpuštěním 50 g HCl ve 150 g vody? (25%)

Kolik gramů vody bude třeba, aby z 16 g KMn04 byl připraven 2 % roztok této soli? Jaké množství KI je rozpuštěno ve 12% roztoku této látky, bylo-li na jeho přípravu použito 125 g vody? (17,05 g)

Jaký je hmotnostní zlomek roztoku, který vznikl z 200 g vodného roztoku HCl, ve kterém byl wHCl=0,15, bylo-li do soustavy přidáno 95 g vody? (0,102)

10) Výpočet empirického a molekulového vzorce hmotnostní zlomek w(A) prvku A ve sloučenině, která má stechiometrický vzorec AxBy je roven: W(A) = m(A) m n∙x∙M(A) x∙M(A) = Empirický vzorec udává poměr v počtu atomů prvků obsažených ve sloučenině = = n∙M(AxBy) M(AxBy) x∙Ar(A) = x∙Ar(A)+ y∙Ar(B)

10) Výpočet empirického a molekulového vzorce poměr stechiometrických koeficientů ve sloučenině AxByCz je roven: w(A) M(A) w(B) M(B) w(C) M(C) x : y : z = : :

Výpočet empirického a molekulového vzorce při výpočtu x:y:z upravíme poměr zpravidla vydělením nejnižším číslem poměru

= =0,112=11,2% W(H)= Mr W(O)= 1- 0,112= 0,888= 88,8% př: Vypočtěte hmotnostní zlomky kyslíku a vodíku ve vodě x∙Ar(A) 2,02 = =0,112=11,2% W(H)= 18,02 x∙Ar(A)+ y∙Ar(B) Mr W(O)= 1- 0,112= 0,888= 88,8%

w(A) M(A) w(B) M(B) w(C) M(C) 13,8 14 47,5 16 38,7 39 př. Analýzou bylo zjištěno, že sloučenina obsahuje 13,8% N, 47,5% O a 38,7% K. Určete její vzorec. w(A) M(A) w(B) M(B) w(C) M(C) x : y : z = : : 13,8 14 47,5 16 38,7 39 x : y : z = : : Vzorec sloučeniny je KNO3

př. Analýzou bylo zjištěno, že sloučenina obsahuje 23,5% Ca, 2,4% H, 36,5% P a 37,6% O. Zjistěte její vzorec. w(A) M(A) 23,5 40 = • Pro Ca= = 0,6 2,4 1 36,5 31 • • =2,4 = 1,2 Pro H= Pro P= 37,0 16 ۬ • Pro O= = 2,4 Ca:H:P:O= 1:4:2:4 Vzorec je: Ca(H2PO2)2

11) Směšovací rovnice smísení dvou (nebo více) roztoků látky B o různém složení výpočty vycházejí ze zákona zachování hmotnosti m1∙w1(B) + m2 ∙w2(B) = m3 ∙w3(B) m3(B)=m1(B)+m2(B) Hmotnostní zlomek ve vzorečcích (ne v křížovém pravidle) zadávat bezrozměrně!!!

11) Směšovací rovnice smísení dvou (nebo více) roztoků látky B o různém složení platí i zachování látkového množství n1(B) + n2(B) = n3(B) Protože , tak V1∙c1(B) + V2 ∙c2(B) = V3 ∙c3(B) V3=V1+V2 n c = V

11) Směšovací rovnice smísení dvou (nebo více) roztoků látky B o různém složení Můžeme ji upravit na tvary:

11) Směšovací rovnice smísení dvou (nebo více) roztoků látky B o různém složení Často se používá v podobě křížového pravidla díly= m3

11) Směšovací rovnice smísení dvou (nebo více) roztoků látky B o různém složení Často se používá v podobě křížového pravidla

11) Směšovací rovnice: přidání čistého rozpouštědla Čisté rozpouštědlo: w(B)=0 c(B)=0 Směšovací rovnice: m1∙w1(B) = (m1 + m2) ∙w3(B) V1∙c1(B) = (V1 + V2) ∙c3(B)

11) Směšovací rovnice: odebrání čistého rozpouštědla Čisté rozpouštědlo: w(B)=0 c(B)=0 Směšovací rovnice: m1∙w1(B) = (m1 - m2) ∙w3(B) V1∙c1(B) = (V1 - V2) ∙c3(B)

11) Směšovací rovnice: přidání čisté látky Čistá látka: w(B)=1 (čili 100%) Směšovací rovnice: m1∙w1(B) + m2 = (m1 + m2) ∙w3(B)

11) Směšovací rovnice: odebrání čisté látky Čistá látka: w(B)=1 Směšovací rovnice: m1∙w1(B) - m2 = (m1 - m2) ∙w3(B)

w1m1 = w3m3 w1m1 = w3ρ3V3 m1 = 806,528g V1= m/ρ =8O6,528g/1,836gcm-3 V1 = 439,23cm-3

m1 32 Přidání čistého rozpouštědla = m2 66 98 32 32 m1 16 = m2 33 66 m3 = ρ3∙V3 m3 = 2470g 49 dílů …………………m3 49 dílů………………….2470g 1díl………………………xg X= 50,408g X= 50,408g => m1= 50,408 ∙16= 806,528g V1= m/ρ =8O6,528g/1,836gcm-3 V1 = 439,23cm-3

Na ředění 200g 80% kys.sírové na 20%ní potřebujeme 600g vody Kolik vody musíme smíchat s 200g 80% kys.sírové, aby vznikla 20% kys.sírová? 80 20 20 - 0 80 - 20 m1 m2 80-20 => m2=3m1 Na ředění 200g 80% kys.sírové na 20%ní potřebujeme 600g vody

Kolik g 5% roztoku musíme přidat ke 100g 50% roztoku, aby vznikl roztok 20%? 15 20 5 30 100 15 = m2 30 Je třeba přidat 200g

Ze 100kg 50% roztoku bylo odpařeno 20kg vody. Kolika % roztok vznikl? m1∙w1(B) = (m1 - m2) ∙w3(B) 100kg∙0,5 = (100kg – 20kg) ∙w3(B) w3(B) = 0,625= 62,5%

Jaký bude hmotnostní zlomek 300g roztoku 30%ního, přidáme-li k němu 50g soli? m1∙w1(B) + m2 = m3 ∙w3(B) 300g ∙ 0,30 + 50g = (300g+50g) ∙w3(B) w3(B)= 0,4 w3(B)= 40%

Jak byste připravili 55Og 18% roztoku přidáním určitého množství rozpuštěné látky, je-li k dispozici 8% roztok (ρ= 1,115gcm-3) Přidání čisté látky m1 10 = 100 10 m2 82 18 m1 5 = 8 82 m2 41 46 dílů …………………m3 46 dílů………………….550g 1díl………………………xg X= 11,957g X= 11,957g => m1= 11,957 ∙ 5 = 59,785g m2= 11,957 ∙ 41= 490,237g V2= 439,7cm3

96 26 26 70 ρ1= 1,73gcm-3) potřebného k přípravě 567cm3 roztoku Vypočtěte objem koncentrovaného roztoku HCl (w1=96%, ρ1= 1,73gcm-3) potřebného k přípravě 567cm3 roztoku této kyseliny (w3= 26%, ρ3= 1,115gcm-3) Přidání čistého rozpouštědla m1 26 = m2 70 96 26 26 m1 13 = m2 35 70 48 dílů …………………m3 48 dílů………………….ρ3∙V3 48 dílů………………….632,205g 1díl………………………xg X= 13,17g X= 13,17g => m1= 13,17 ∙13= 171,222g V1= m/ρ =171,222g/1,73gcm-3 V1 = 98,97cm-3

Typový příklad na spalování Spálením 1,45g UHLOVODÍKU vznikne 4,4g CO2 a 2,25g H2O. Určete molekulový vzorec této látky, jejíž M=58gmol-1 1,45g……………..100% 1,2g uhlíku………x% x= 82% Mr(CO2)= 44 CO2…………C 44g………….12g 4,4g………….xg x= 1,2g (uhlíku v oxidu uhličitém) Mr(H2O)= 18 H2O………….H 18g……………2g 2,25g…………..xg x= 0,25g (vodíku ve vodě) x : y = w/Mr : w/Mr x : y = 82/12 : 18/1 x : y = 1: 2,5 x : y = 2 : 5 Kvůli M = 58gmol-1 Musí být poměr x : y = 4 : 10 C4H10

DÚ Určete vzorec org.sloučeniny obsahující uhlík, vodík, kyslík, jejíž spálením 0,4g vznikne 0,75g oxidu uhličitého a 0,46g vody C2H5OH