Hydrochemie koncentrace a ředění (výpočty)

Hydrochemie – 2. cvičení

Hydrochemie – koncentrace a ředění (výpočty) Složení roztoků zlomek

hmotnostní objemový

desetinné číslo nebo %

molární koncentrace

hmotnostní – hmotnost vztažená k objemu molární – látkové množství vztažené k objemu

Pivokonský, Načeradská ÚŽP PřF UK, ZS 2016/17

1


Hydrochemie – koncentrace a ředění (výpočty)

pro molární koncentraci se používá např. „0,1 M roztok HCl“, tzn. roztok HCl o koncetraci 0,1 mol . l-1 hmotnostní zlomek např. w = 0,75 = 75 % = 750 g . kg-1


2


Hydrochemie – koncentrace a ředění (výpočty) Směšovací rovnice pro mísení dvou roztoků

Při mísení zředěných roztoků: Pivokonský, Načeradská ÚŽP PřF UK, ZS 2016/17

3


Hydrochemie – koncentrace a ředění (výpočty) Křížové pravidlo pro mísení dvou roztoků


4


Hydrochemie – koncentrace a ředění (výpočty) Mísení dvou roztoků x-krát – pro známou molární nebo objemovou koncentraci


5


Hydrochemie – koncentrace a ředění (výpočty) skleněné pipety

automatické pipety


6

7


Hydrochemie – koncentrace a ředění (výpočty)

analytické váhy (0,0001 g)

odměrný válec

odměrná baňka



Hydrochemie – koncentrace a ředění (výpočty) Parts-per notation vyjadřují podíl látky vůči celku, pokud jsou množství látek vyjádřena ve stejných jednotkách, používají se k popisu velmi malých množství nebo koncentrací, pouhá čísla bez jednotek ppm (parts-per-million, 10−6), 1 % = 10 000 ppm, 1 ‰ = 1 000 ppm

ppb (parts-per-billion, 10−9) ppt (parts-per-trillion, 10−12) ppq (parts-per-quadrillion, 10−15)

Např. ppm se používá k vyjádření µL/L, cm3/m3, mg/kg, Hz/MHz, υm/m atd. Při vyjádření koncentrací je třeba rozlišovat kontext – molární, hmotnostní, objemový poměr (zlomek).


8


Hydrochemie – koncentrace a ředění (výpočty) Použití  Analytická chemie, toxikologie Např. NMR – chemický posun v ppm (Hz/MHz)  U vodných roztoků (hustota vody = 1 g/mL) se 1 kg vody považuje za 1 L vody a běžně se používá ppm a ppb: 1 ppm odpovídá 1 mg/L 1 ppb odpovídá 1 μg/L  Obsah škodlivin v ovzduší (ppm)


9


Hydrochemie – koncentrace a ředění (výpočty) Jakou hmotnost manganistanu draselného je potřeba navážit k přípravě 200 g 5% roztoku?


10


Hydrochemie – koncentrace a ředění (výpočty) Jakou hmotnost manganistanu draselného je potřeba navážit k přípravě 200 g 5% roztoku? K přípravě 100 g 1% roztoku je třeba navážit 1 g manganistanu K přípravě 100 g 5% …………………………………………… 5 g manganistanu K přípravě 200 g 5% ………………………………………… 10 g manganistanu Je třeba navážit 10 g manganistanu a rozpustit ve 190 g vody.


11


Hydrochemie – koncentrace a ředění (výpočty) Jaká hmotnost kyseliny sírové je obsažena ve 200 ml 60% kyseliny o hustotě 1,498 g/ml?


12


Hydrochemie – koncentrace a ředění (výpočty) Jaká hmotnost kyseliny sírové je obsažena ve 200 ml 60% kyseliny o hustotě 1,498 g/ml? 200 ml kyseliny sírové má hmotnost m = ρ . V = 1,498 . 200 = 299,6 g V 299,6 g roztoku s hmotnostním zlomkem 60 % = 0,6 je obsaženo mi = m . w = 299,6 . 0,6 = 179,8 g kyseliny sírové


13


Hydrochemie – koncentrace a ředění (výpočty) Jakou hmotnost hydroxidu sodného je třeba navážit k přípravě 250 ml roztoku o koncentraci 0,1 mol/l (0,1M NaOH)? M(NaOH) = 40 g/mol


14


Hydrochemie – koncentrace a ředění (výpočty) Jakou hmotnost hydroxidu sodného je třeba navážit k přípravě 250 ml roztoku o koncentraci 0,1 mol/l (0,1M NaOH)? k přípravě 1000 ml o koncentraci 0,1 mol/l je třeba 0,1 . 40 g NaOH = 4 g 250 ml o koncentraci 0,1 mol/l … (250/1000) . 0,1 . 40 g NaOH = 1 g


15


Hydrochemie – koncentrace a ředění (výpočty) Jakou hmotnost pevného chloridu sodného a jakou hmotnost vody je potřeba smísit k přípravě 250 g 2% roztoku?


16

17


Hydrochemie – koncentrace a ředění (výpočty) Jakou hmotnost pevného chloridu sodného a jakou hmotnost vody je potřeba smísit k přípravě 250 g 2% roztoku? K přípravě 100 g 1% roztoku je třeba 1g NaCl

+ 99 g vody

K přípravě 250 g 2% roztoku je třeba 2 x 2,5g NaCl + 245 g vody nebo pomocí směšovací rovnice m1 . w1 + m2 . w2 = (m1 + m2) . w3 m1 = ? g NaCl

m2 = ? g H2O

m3 = m1 + m2 = 250 g

w1 = 100 %

w2 = 0 %

w3 = 2 %

m1 . w1 + m2 . 0 = m3 . w3 m1 = m3 . w3 / w1 = 250 . 2 / 100 = 5 g m2 = m3 – m1 = 245 g



Hydrochemie – koncentrace a ředění (výpočty) V jakém poměru je třeba smísit 96% kyselinu s 3% kyselinou, abychom získali 6% kyselinu?


18


Hydrochemie – koncentrace a ředění (výpočty) V jakém poměru je třeba smísit 96% kyselinu s 3% kyselinou, abychom získali 6% kyselinu? směšovací rovnice m1 . w1 + m2 . w2 = (m1 + m2) . w3 m1 = ? g

m2 = ? g

w1 = 96 %

w2 = 3 %

m3 = m1 + m2 = ? g w3 = 6 %

m1 . w1 – m1 . w3 = m2 . w3 – m2 . w2 m1 / m2 = ? = (w3 – w2) / (w1 – w3) = (6-3) / (96-6) = 3 / 90 = 1 /30 nebo pomocí křížového pravidla


19


Hydrochemie – koncentrace a ředění (výpočty) Jaký objem 42,55% koagulačního činidla Fe2(SO4)3 o hustotě 1,538 g/cm3 je potřeba pro namíchání 1 litru 1% roztoku tohoto činidla. M(Fe2(SO4)3) = 399,8788 g/mol


20


Hydrochemie – koncentrace a ředění (výpočty) M(Fe2(SO4)3) = 399,8788 g/mol

1 = 1,538 g/cm3

w1 = 42,55 hm. %

V1 = ?

w2 = 0 (voda)

2 = 1 g/cm3 (voda)

V1 + V2 = 1 litr = 1000 ml w3 = 1 hm.% m1w1 + m2w2 = (m1 + m2)w3 V11w1 + V22w2 = (V11 + V22)w3 V1*1,538*42,55 + (1000 – V1)*1*0 = (V1*1,538 + (1000 – V1)*1) * 1 V1*1,538*42,55 = V1*1,538 + 1000 – V1 V1*1,538*42,55 = V1*0,538 + 1000 V1*1,538*42,55 – V1*0,538 = 1000 V1*(1,538*42,55 – 0,538) = 1000 V1 = 15,4074 ml


21


Hydrochemie – koncentrace a ředění (výpočty) V jakém poměru musíme smísit roztok soli (hydroxidu, kyseliny) o koncentraci 1 mol/dm3 s vodou, aby vznikl roztok o koncentraci 0,1 mol/dm3? Objemové změny při mísení zředěných roztoků zanedbáváme.


22


Hydrochemie – koncentrace a ředění (výpočty) V jakém poměru musíme smísit roztok soli (hydroxidu, kyseliny) o koncentraci 1 mol/dm3 s vodou, aby vznikl roztok o koncentraci 0,1 mol/dm3? Objemové změny při mísení zředěných roztoků zanedbáváme.

křížové pravidlo


23


Hydrochemie – koncentrace a ředění (výpočty) Z roztoku o koncentraci 500 mg/l připravte 1 litr roztoku o koncentraci 2 mg/L.


24


Hydrochemie – koncentrace a ředění (výpočty) Z roztoku o koncentraci 500 mg/l připravte 1 litr roztoku o koncentraci 2 mg/L. nepřímá úměra 500 mg/l

x ml

2 mg/l

1000 ml

x / 1000 = 2 / 500 x = 2000 / 500 = 4 ml roztoku doplníme do 1000 ml odměrné baňky


25


Hydrochemie – koncentrace a ředění (výpočty) Vyřešené úlohy pošlete do 28.11. do 12 h na [email protected]

1) Jakou hmotnost dusičnanu sodného je třeba navážit k přípravě 2,5 l 10% roztoku NaNO3 o hustotě 1,0674 g/cm3? 2) Jakou hmotnost glukosy je třeba navážit k přípravě 250 ml roztoku glukosy o koncentraci 0,1 mol/l? 3) Jak připravíme 250 g 2% roztoku NaOH, máme-li k dispozici 10% roztok o hustotě 1,1082 g/cm3 a vodu?

4) Z roztoku manganistanu draselného o koncentraci 1 mol/dm3 připravte po 100 ml roztoku 2krát, 10krát, 100krát a 1000krát zředěnějšího (objemovou kontrakci zanedbejte). 5) Z roztoku o koncentraci 200 mg/l připravte 500 ml roztoku o koncentraci 4 mg/L.


26

Hydrochemie koncentrace a ředění (výpočty)

Recommend Documents