Soubor prezentací: CHEMIE PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA CH8 - Roztoky Mgr. Aleš Chupáč, RNDr. Yvona Pufferová Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o. Tato prezentace vznikla na základě řešení projektu OPVK, registrační číslo: CZ.1.07/1.1.24/01.0114 s názvem „Podpora chemického a fyzikálního vzdělávání na gymnáziu Komenského v Havířově“ Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

Roztok homogenní směs dvou nebo více chemicky čistých látek skládá se z: a) disperzního prostředí = rozpouštědla (látka, která je v soustavě v nadbytku) b) dispergované látky = rozpouštěné látky

Vznik roztoku rozpouštědlo rozpouštěná látka roztok + obr.č.1 Vznik roztoku

Dělení roztoků podle skupenství pevné - slitiny kovů kapalné – čaj, tinktura plynné - čistý vzduch obr.č.3 Čaj obr.č.2 Bronz obr.č.4 Zemní plyn

Dělení kapalných roztoků podle velikosti částic roztok pravý…velikost částic < 10-9 m roztok nepravý = koloidní…velikost částic 10-9 až 10-7 m obr.č.6 Koloiní roztok Zlaté nanočástice– při pohledu kolmo na svazek bílého světla nastává jasný rozptyl v doplňkové barvě roztoku – zelené obr.č.5 Pravý roztok

Úkol Zjisti pomocí internetových stránek co je Tyndallův jev a zpracuj jako krátký referát.

Dělení roztoků podle rozpouštědla vodné benzínové ethanolové… Organická rozpouštědla: diethylether, di-,tri-, tertrachlormetan, methanol, aceton, benzen, toluen, propanon, trichlorethen

Dělení pravých roztoků podle vlastností rozpouštěné látky roztoky neelektrolytů…roztoky látek, které se nedisociují rozpouštěné látky = nepolární či slabě polární látky, elektroneutrální molekuly nevede elektrický proud roztok glukózy ve vodě

Dělení pravých roztoků podle vlastností rozpouštěné látky 2) roztoky elektrolytů…roztok vzniká rozpuštěním iontových sloučenin v polárním rozpouštědle rozpouštědlo vytrhává jednotlivé ionty z krystalové mřížky rozpouštěné látky  volně pohyblivé, elektricky nabité, ionty elektrolyt = kapalný roztok látky nebo tavenina, která je schopna vést elektrický proud vede elektrický proud NaCl ve vodě

Dělení pravých roztoků podle vlastností rozpouštěné látky 3) roztoky potenciálních elektrolytů…roztok iontů, které vznikají po proběhnutí chemické reakce (elektrolytické disociace) rozpouštěné látky s polárními vazbami jsou polárním rozpouštědlem roztrženy a vzniklé ionty se rozptýlí mezi molekulami rozpouštědla H2 + Cl2 → HCl disociovaná v H2O → H3O+ + Cl-

Vlastnosti roztoků teplota varu roztoku je vyšší než bod varu čistého rozpouštědla teplota varu není konstantní (stále se zvyšuje, protože se zvyšuje podíl rozpouštěné látky vůči rozpouštědlu) mají nižší teplotu tání než rozpouštědlo ( Fridex…nemrznoucí směs)

Dělení roztoků podle mísitelnosti jednotlivých složek nemísitelné…složky jsou vzájemně nerozpustné necháme-li je po promíchání klidu  oddělení složek (olej a voda) neomezeně mísitelné… tvoří homogenní roztok bez ohledu na poměr rozpouštěné látky a rozpouštědla (voda a ethanol) omezeně mísitelné… tvoří homogenní roztok pouze v určitém rozsahu poměru rozp. látky a rozpouštědla (NaCl a voda) obr.č.7 Nemísitelný roztok

Rozpustnost látky je dána hmotností látky,která se za konstantních podmínek (teploty, tlaku) rozpustí v určitém objemu nebo hmotnosti rozpouštědla (většinou ve 100g) za vzniku nasyceného roztoku lze ji najít v tabulkách rozpustnost látek na t a p udávají křivky rozpustnosti

Křivky rozpustnosti obr.č.8 Křivky rozpustnosti

Dělení roztoků podle rozpustnosti nenasycený roztok…za daných podmínek se v něm rozpustí ještě další množství rozpouštěné látky nasycený roztok…za daných podmínek se v něm další množství rozpouštěné látky již nerozpustí přesycený roztok…vzniká z nasyceného (odpařováním rozpouštědla, snížením teploty)

Složení roztoků se vyjadřuje udáním hmotnosti, objemu nebo látkového množství rozpuštěné látky v roztoku, popř. v rozpouštědle určitého objemu nebo hmotnosti u kapalných roztoků hovoříme o koncentraci roztoku

Způsoby vyjádření složení roztoků hmotnostní zlomek (procentuální koncentrace) objemový zlomek (objemová koncentrace) látková (molární) koncentrace = molarita molární zlomek (molové procento)

Hmotnostní zlomek látky A (wA) je definován jako podíl hmotnosti mA rozpuštěné látky A a hmotnosti mR roztoku mR = mA + mr…hmotnost rozpouštědla vynásobení hmotnostního zlomku wA stem získáme hmotnostní procento látky A

Hmotnostní zlomek látky A (wA) Rozpuštěním 20 g látky (např. K2SO4) v 80 cm3 (~80 g) H2O získáme 20% roztok K2SO4 hmotnostní zlomek K2SO4 bude w = 0,2; hmotnostní zlomek vody bude w = 0,8 + voda K2SO4 20% roztok K2SO4 80 g 20 g 100 g + = obr.č.9 Hmotnostní zlomek

Příklad Vypočítejte hmotnost 15% roztoku síranu draselného, který připravíme rozpuštěním 20g K2SO4. Rozpuštěním 20g K2SO4 získáme 133.33g 15% roztoku.

Příklad Kolik gramů NaOH musíme navážit pro přípravu 350g 10% vodného roztok NaOH?   Pro přípravu 350g 10% vodného roztoku NaOH musíme navážit 35g NaOH.

Objemový zlomek látky A (A) je podíl objemu VA rozpuštěné látky A a objemu VR roztoku VR = VA + Vr…objem rozpouštědla vynásobení objemového zlomku  A stem získáme objemové procento látky A

Příklad Alkoholický nápoj obsahuje 40 objemových % ethanolu. Vypočítejte objem čistého ethanol a vody v 600cm3 tohoto nápoje.   Nápoj obsahuje 240cm3 čistého ethanolu a 360cm3 H2O.

Látková (molární) koncentrace látky A (cA) podíl látkového množství nA látky A rozpuštěné v roztoku o objemu V jednotkou látkové koncentrace je mol·m-3, v chemii se užívá jednotka mol·dm-3, jejímž symbolem je M 1M = 103 mol·m-3; pro koncentraci danou v mol·dm-3 se používá pojem molarita

Molární koncentrace obr.č.10 Molární koncentrace + voda NH3 roztok NH3 1 dm3 14 mol c = 14 mol∙dm-3 = obr.č.10 Molární koncentrace

Nezapomeň !!! Co také už víte:

Příklad Jaká je molarita roztoku, který obsahuje 4,24g Na2CO3 v 200cm3 roztoku?   Roztok je 0,2 molární (značíme také 0,2M).

Molární zlomek látky A (xA) podíl látkového množství nA rozpuštěné látky A a látkového množství všech složek roztoku součet molárních zlomků všech složek roztoku se musí rovnat jedné ∑xA = 1 vynásobením molárního zlomku xA stem získáme molové procento látky A

Příklad Urči molární zlomek jednotlivých prvků v Fe2O3 xFe v Fe2O3 je 2/5; xO v Fe2O3 je 3/5; Kontrola: xFe + xO = 1

Směšování roztoků Pro výpočet přípravy roztoků o nižší koncentraci používáme: Křížové pravidlo Směšovací rovnici

Křížové pravidlo Př:Kolik 10% a kolik 20% roztoku se musí smísit, aby vzniklo 0,5 kg 12% roztoku téže látky? Řešení : do levých rohů pomyslného čtverce zapíšeme výchozí koncentrace roztoků do středu čtverce koncentraci výslednou do kříže se odečítá nižší hodnota od vyšší v pravých rozích se zapíší díly roztoku, který je třeba použít 20% 10% 12% 12 - 10 = 2díly 20 - 12 =8 dílů 2 díly 20% + 8 dílů 10% roztoku = 10 dílů = 0,5kg 1 díl = 0,5:10 = 0,05kg Je třeba 2 . 0,05 = 0,1kg 20% roztoku a 8 . 0,05= 0,4kg 10% roztoku

Směšovací rovnice m1 . c1 + m2 . c2 = ( m1 + m2 ) . c obsah látky je zadán v hmotnostních procentech (zlomku) všechny hodnoty musí mít stejný rozměr pokud se k ředění používá voda, tak má vždy koncentraci rovnou nule m1, m2 hmotnosti výchozích roztoků m1 + m2 = m celková hmotnost roztoku c 1, c2 koncentrace výchozích roztok c koncentrace výsledného roztoku m1 . c1 + m2 . c2 = ( m1 + m2 ) . c

Směšovací rovnici i křížové pravidlo lze použít i pro výpočet OBJEMOVÝCH VELIČIN objemového zlomku j, objemových procent, látkové nebo hmotnostní koncentrace V1 , V2 objemy roztoků V1 + V2 = V celkový objem roztoku c1, c2 výchozí obsah látky nebo koncentrace c konečný obsah látky nebo koncentrace V1. c1 + V2 c2 = ( V1 + V2) . c

Převod hmotnosti kapalin na objem v chemické praxi se zpravidla kapaliny neváží, ale odměřují hmotnost kapalin se na objem převádí pomocí hustoty V = objem kapaliny m = hmotnost kapaliny r = hustota kapaliny V = m r

Příklad Kolik g 5% roztoku je nutno přidat ke 100 g 50% roztoku, aby vznikl roztok 20%? Křížové pravidlo: a) 50% 15dílů 1díl 20% 5% 30 dílů 2díly Směšovací rovnice: b) m1 . w1 + m2 . w2 = (m1 + m2) . w 100 . 50 + 5 m2 = (100 + m2) . 20 m2 = 200g Je nutno přidat 200g 5% roztoku. 1 díl 50%………..2 dílům 5% 100g………………x x = 2 . 100/1 = 200g (5%)

Příklady 1. Jaké procentuální složení má roztok, který vznikl z 25g HCl a 150g vody? (14,3%) 2. Jaký objem roztoku o látkové koncentraci 2 M (2mol/dm3) lze připravit z 224 g KOH? (2 dm3) 3. Kolik gramů 5,5% HCl je třeba přidat k 250g 36% roztoku téže kyseliny, aby vznikl 25% roztok? (141,026 g) 4. Jaké množství 25% HCl potřebujeme na přípravu 2 litrů 10% HCl (ρ = 1,25g/ml)? (1000g 25%HCl)

Použité informační zdroje obrázky č.[1,9,10] – autor Yvona Pufferová s použitím http://office.microsoft.com/csz/images/results.aspx?qu=chemick%C3%A1+k%C3%A1dinka&ex=1&origin=FX010132103#mt:2|is:4| [2] [online]. [cit. 2012-08-21]. Dostupné z http://www.fenetre24.com/heurtoir-tete-lion-bronze-pi-372.html [3] [online]. [cit. 2012-08-21]. Dostupné z http://dbuklid.cz/caj [4] [online]. [cit. 2012-08-21]. Dostupné z http://www.tvrtm.cz/tri-petiny-obyvatel-si-preji-vetsi-vyuzivani-zemniho-plynu-id-10023.html [5] [online]. [cit. 2012-08-21]. Dostupné z http://www.bdl-cee.com/banka-erlenmeyerova-s-prepazkou-pc [6] [online]. [cit. 2012-08-21]. Dostupné z http://www.tecnicall.cz/clanek/2012-01-zlato/ [7] [online]. [cit. 2012-08-21]. Dostupné z http://www.hhanky.estranky.cz/clanky/postupy---napady/plovouci-svicen-.html [8] [online]. [cit. 2012-08-21]. Dostupné z http://cwx.prenhall.com/petrucci/medialib/media_portfolio/text_images/FG14_08.JPG Literatura MAREČEK, Aleš a Jaroslav HONZA. Chemie pro čtyřletá gymnázia. Olomouc: Nakladatelství Olomouc, 2002. ISBN 80-7182-055-5. VACÍK, Jiří. Přehled středoškolské chemie. Praha: Státní pedagogické nakladatelství Praha, 1990. ISBN 80-04-26388-7. 37

Tato prezentace vznikla na základě řešení projektu OPVK, registrační číslo: CZ.1.07/1.1.24/01.0114 s názvem „Podpora chemického a fyzikálního vzdělávání na gymnáziu Komenského v Havířově“ Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.