PŘEVODY JEDNOTEK jednotky " 1. základní Fyzikální veličina
Jednotka
Značka
Délka l
metr
m
Hmotnost m
kilogram
kg
Čas t
sekunda
s
Termodynamická teplota T
kelvin
K
Látkové množství n
mol
mol
Elektrický proud I
ampér
A
Svítivost I
kandela
cd
PŘEVODY JEDNOTEK "
2. doplňkové (rad, sterad)" 3. odvozené (J, p, C, V, ...)" - objem V = l3 [V]= m3" - hustota p= m/V [psy]= kg/m3" - síla F= ma = mv/t = ml/t2 [F] = kg.m/s2 = 1 N" - tlak p = F/S [p] = kg /m.2 = N/m"
metrické pŘedpony
PŘEVODY JEDNOTEK
•
Tlak "
•
p = F/S ; [p] = N/m = Pa (pascal)"
•
standardní atmosférický/ barometrický tlak = 1 atm" = 1,01325.105 Pa"
• • •
1 Torr = 1 mmHg" 1 atm = 760 Torr = 760 mmHg" 1 bar = 105 Pa (1 mbar = 1 hPa)
PŘEVODY JEDNOTEK
•
Energie!
•
E = W = F.s ; [E] = N.m = J (joule)"
• •
schopnost hmoty konat práci" kalorie: 1 cal = 4,185J (množství energie, které zvýší teplotu 1 gramu vody ze 14,5 °C na 15,5 °C)"
•
kcal = 4,185kJ (velká kalorie)
PŘEVODY JEDNOTEK
•
Teplota"
•
°F Gabriel Daniel Fahrenheit"
•
0 °F (nejnižší teplota, jaké se podařilo Fahrenheitovi dosáhnout smícháním chloridu amonného, vody a ledu) a 96 °F (teplota lidského těla)"
•
F = 9/5 C + 32 ; F = 9/5 K - 459,67" "
•
°C Anders Celsius"
• •
0 °C (tání ledu) a 100 °C (var vody)" absolutní velikost 1 dílu stupnice = 1 K
PŘEVODY JEDNOTEK
•
Teplota"
•
K - William Thomson (lord Kelvin) " "
• • •
termodynamická teplota" 0 K = - 273,15 °C (absolutní nula)" 0 °C = 273, 15 K
ZÁKLADNÍ POJMY
•
•
Avogadrova konstanta Na! •
udává počet částic v 1 molu (Na = N/n) (6,023.1023mol-1)"
•
1mol je množství látky obsahující stejný počet částic jako je počet atomů ve 12 g izotopu 12C"
molární hmotnost M!
•
•
je rovna hmotnosti 1 molu částic"
•
v g/mol je číselne rovna Mr (relativní molekulová hmotnost = bezrozměrné číslo vyjadřují kolikrát je hmotnost molekuly větší než atomová hmotnostní jednotka u)"
standardní molární objem Vm! •
Vm = V / n = 22,41 dm3/mol
KONCENTRACE •
množství rozpuštěné látky v daném objemu roztoku či rozpouštědla"
1. hmotnostní zlomek !
• • •
w = m (A) / m (s) " podíl m rozpuštené látky k m celého roztoku" hmotnostní procenta = m (A) / m (s) . 100"
•
počet hmotnostních dílů rozpuštené látky na 100 hmotnostních dílů roztoku
KONCENTRACE 2. objemový zlomek!
• • •
V = V1 / Vr " podíl V rozpuštené látky k V celého roztoku" objemové procenta = V1 / Vr . 100" ! V roztoku se mění s teplotou -> V % závisí na teplotě
KONCENTRACE
3. molární zlomek!
• •
x (A) = n (A) / n (S)"
•
molární procenta = x (A) . 100
podíl n rozpuštené látky k n celého roztoku (všech jeho složek)"
KONCENTRACE •
procentuální koncentrace!
•
počet dílů látky rozpuštěných ve 100 dílech roztoku, používají se tři základní vyjádření % :" a)Počet gramů látky ve 100 gramech roztoku: g / 100g roztoku, W / W př. 10% NaOH = 10g NaOH + 90g H2O (= 100g roztoku), tj. 10g NaOH/ 100g roztoku " " b)Objem
látky v mililitrech ve 100ml roztoku: ml/ 100ml roztoku,V / V
př. 5% HCl = 5ml HCl / 100ml roztoku
c) Počet gramů látky ve 100 mililitrech roztoku: g / 100ml roztoku, W / V (tzv. smíšená procentuální koncentrace), často používaná v medicíně"
g / dl, mg / dl, μg / dl, g %
př. 20% KOH = 20g KOH / 100ml roztoku
KONCENTRACE
látková koncentrace!
• •
počet molů (n) rozpuštené látky v 1l roztoku" c (A) = n (A)/ V ; [c] = mol/dm3" -> c (A) = m(A) / M (A) . V
ŘEDENÍ snižování koncentrace rozpuštěné látky v roztoku (látkové množství se nemění!)" " "
1) směšovací rovnice
m1 · w1 + m2 · w2 + ... + mx · wx = w · (m1 + m2 + ... + mx ) m = hmotnost směšovaného roztoku "w = procentuální koncentrace" " "
2) křížové pravidlo
% koncentrace (1) hmotnostní díly (1)" " " "" " " % koncentrace konečného roztoku" " % koncentrace (2) hmotnostní díly (2)
"
ŘEDENÍ
"
3)dle definice ředění
n1 = n2 V1 · C1 = V2 · C2
n = látkové množství rozpuštěné látky
c = koncentrace rozpuštěné látky
V = objem roztoku"
"
vyjadřování ředění ! •
ředění 1 : 5 nebo 1 / 5 znamená, že jsme k 1 objemovému dílu ředěného vzorku (např. 2 ml) přidali 4 objemové díly rozpouštědla (tj. 4 x 2 = 8 ml) a získali tak celkem 5 objemových dílů roztoku (5 x 2 ml = 10 ml roztoku) => vzorek jsme naředili 5x, jeho koncentrace se 5x snížila."
•
C2 = 0,25 x 1/5 = 0,05M (= konečná koncentrace roztoku po naředění vzorku o koncentraci 0,25M 5x)
OSMOLARITA • Molalita (mol / kg)
– počet molů látky rozpuštěných v jednom kilogramu rozpouštědla" "
• Osmolalita (mol / kg nebo osmol / kg)
- počet osmoticky účinných částic látky rozpuštěných v 1 kg rozpouštědla
př. KCl ↔ K+ + Cl- tj. 1 mol KCl obsahuje 2 moly osmoticky účinných částic (1mol K+ a 1mol Cl- ) " "
• Osmolarita (mol / l nebo osmol / l)
- počet osmoticky účinných částic látky rozpuštěných v 1 l rozpouštědla
OSMOTICKÝ TLAK "
•osmóza - přestup rozpoštědla pře semipermeabilní membránu z prostoru s nižší koncentrací osmoticky aktivních částic do prostoru s jejich vyšší koncentrací
"
•osmotický tlak" •π = i · c · R · T
"
i = počtu osmoticky účinných částic (pro silné elektrolyty)" i = 1 (pro neelektrolyty)" R = molární plynová konstanta (= 8,3145 J/K.mol)" " onkotický tlak "
PŘÍKLADY II 1.Kolik gramů NaCl a kolik ml H2O potřebujeme k přípravě 600g 5% roztoku NaCl? [ 30g NaCl + 570ml vody ] 2.Kolik gramů Na2CO3 o 96% čistotě potřebujeme k přípravě 250g 8% roztoku Na2CO3 ? [ 20,83g 96% Na2CO3] 3.Jaká je % koncentrace roztoku, který obsahuje 0,8kg HNO3 v 1 dm3 (hustota = 1,36g / cm3 ) ? [58,82% HNO3 ]
PŘÍKLADY 1. Kolik ml ethanolu a kolik ml H2O potřebujeme k přípravě 250ml 39% roztoku ethanolu? [ 97,5ml ethanolu; 152,5ml vody ] 2. Látková koncentrace fyziologického roztoku je 150mM. Jaká je jeho procentuální koncentrace? (MrNaCl = 60) [0,9% ] 3. Ve 100ml roztoku je rozpuštěno 14g KOH, Mr = 56,1. Jaká je molární koncentrace? [ 2,5M ] 4. c (HNO3) = 5,62M; hustota = 1,18g / cm3 , Mr = 63, ? % [ 30% ] 5. 10% HCl; hustota = 1,047g / cm3 , Mr = 36,5 , ? c (HCl) [ 2,87M ]
PŘÍKLADY III 1. Jakou koncentraci bude mít roztok připravený smícháním 50g 3% a 10g 5% roztoku? [ 3,333% ] 2. Kolik g 38% HCl a kolik g H2O je třeba na přípravu 190g 10% roztoku? [ 50g HCl ] 3. Jak naředíte 300g 40% roztoku, abyste získali 20% roztok? [ 2x, tj. přidáme 300g vody ] 4. Kolik gramů pevného NaOH je nutno přidat k 20g 10% roztoku NaOH, abychom připravili roztok 20%? [ 2,5g NaOH ] 5. Jak připravíte 250ml 0,1M HCl z 1M roztoku HCl? [25ml 1M HCl doplníme do konečného objemu 250 ml]
PŘÍKLADY III 1. 10M roztok NaOH byl naředěn v poměru 1:20. Jaká je jeho koncentrace? [ 0,5M ] 2. Roztok glukózy (1000mg/l) byl nejprve naředěn v poměru 1:10, pak ještě 1:2. Jaká je jeho konečná koncentrace? [ 50mg/l ] 3. Kolikrát je naředěno sérum v této reakční směsi?
200μl séra
500ul fyziologického roztoku
300μl činidla
[ 5x, tj.1:5 ]
PŘÍKLADY IV 1. Vypočítejte osmolaritu 0,15M roztoku: " a) NaCl [ 0,3M ]
b) MgCl2 [ 0,45M ]
c) Na2HPO4 [ 0,45M ] " d) glukózy [ 0,15M ]" 2. Fyziologický roztok je 150mM roztok NaCl. Vyberte, které roztoky jsou izotonické s fyziologickým roztokem: [150mM NaCl = 300 mosmol/l] " 3.
a) 300mM glukóza [300mM]
b) 50mM CaCl2 [150mM]" c) 300mM KCl [600mM]
d) 0,15 M NaH2PO4 [300mM]"
4. Osmotický tlak krevní plazmy při 37 ºC je 781 kPa. Jaká molární koncentrace NaCl odpovídá tomuto tlaku? (i = 2) [151 mol/m3 tj.0,15mol/l]
