ZÁKLADNÍ
CHEMICKÉ ˇ VÝPO CTY I
Tomáš Kuˇ cera & Karel Kotaška
[email protected]
Ústav lékaˇrské chemie a klinické biochemie 2. lékaˇrská fakulta, Univerzita Karlova v Praze a Fakultní nemocnice v Motole
2016
RELATIVNÍ
HMOTNOSTI
RELATIVNÍ ATOMOVÁ HMOTNOST Ar je ˇ císlo, které udává, kolikrát je hmotnost pr˚ umˇ erného atomu pˇrirozené smˇ esi izotop˚ u daného prvku vˇ etší než jedna atomová hmotnostní jednotka. ATOMOVÁ HMOTNOSTNÍ JEDNOTKA 1/12 hmotnosti volného neutrálního atomu izotopu uhlíku 12 6 C v jaderném a elektronovém základním stavu. . u = 1,660 56 · 10−27 kg RELATIVNÍ MOLEKULOVÁ HMOTNOST P Mr = i (Ar )i Mr udává, kolikrát je hmotnost pr˚ umˇ erné molekuly dané látky vˇ etší než 1 u ˇovat s molární hmotností! nezamˇ en
L ÁTKOVÉ
MNOŽSTVÍ
& CO .
ˇ MOL JE JEN CÍSLO Soustava má látkové množství jeden mol (n = 1 mol) právˇ e tehdy, když obsahuje tolik elementárních jedinc˚ u, kolik je atom˚ u 12 v 0,012 kg izotopu uhlíku 6 C. ˇ JAKÉ CÍSLO ?
NA = 6,022 141 29(27) · 1023 mol−1 Avogadrova konstanta – d˚ uležitá fyzikálnˇ e chemická konstanta ZÁKLADNÍ VZTAH Vztah hmotnosti, látkového množství a molární hmotnosti: m n= M
MOLÁRNÍ HMOTNOST M – hmotnost jednoho molu látky. Jednotkou je obvykle ˇ g mol−1 . Císelnˇ e rovna Mr , resp. Ar (platí pro g mol−1 ).
JAK
JE TO S PLYNY
MOLÁRNÍ OBJEM 1 mol (ideálního) plynu má za standardního tlaku a pˇri teplotˇ e 0 ◦C objem asi 22,414 dm3 , pˇri 25 ◦C asi 24,465 dm3 . Tento objem se nazývá molární objem a znaˇ cí se VM VM = 22,4 dm3 mol−1 ZÁKLADNÍ VZTAH Pro objem a látkové množství daného plynu platí: V = n · VM
ˇ VYJAD ROVÁNÍ
ESI SLOŽENÍ SM ˇ
HMOTNOSTNÍ ZLOMEK wi ˇ cásti celku je pomˇ er hmotnosti této ˇ cásti ku hmotnosti celku. Lze vyjádˇrit i jako % (m/m) ˇ ci % (w/w): wi =
mi mt
%(m/m) =
;
mi
X
· 100;
mt
i
wi = 1
HMOTNOSTNÍ KONCENTRACE %i složky celku je pomˇ er hmotnosti této složky ku objemu celku: %i =
mi Vt
g l−1 ;
X i
% (m/V)
ˇ ci
% (w/V)
= %i
%i = % g
100 ml
(hustota)
= 0,1%i g l−1
ne zcela správný, ale hojnˇ e používaný zápis %i .
ˇ VYJAD ROVÁNÍ
ESI SLOŽENÍ SM ˇ
OBJEMOVÝ ZLOMEK ϕi složky je pomˇ er objemu složky ku souˇ ctu objem˚ u všech V složek celku. Lze vyjádˇrit i jako % ( /V): Vi ϕi = P ; i Vi
Vi %(V/V) = P · 100; i Vi
X i
ϕi = 1
OBJEMOVÁ KONCENTRACE (cV )i složky je pomˇ er objemu složky ku objemu celku: (cV )i =
Vi Vt
Není totožná s ϕi , protože kv˚ uli objemové kontrakci a dilataci X Vi 6= Vt i
ˇ VYJAD ROVÁNÍ
ESI SLOŽENÍ SM ˇ
MOLÁRNÍ ZLOMEK χi ˇ cásti celku je pomˇ er látkového množství této ˇ cásti k látkovému množství celku. Lze vyjádˇrit i jako % (n/n): χi =
ni nt
;
%(n/n) =
ni nt
· 100;
X i
χi = 1
MOLÁRNÍ KONCENTRACE (MOLARITA) (cM )i složky je pomˇ er látkového množství složky k objemu celku: ni (cM )i = mol l−1 Vt (cM )i udává látkové množství rozpuštˇ ené látky v 1 l roztoku
ˇ VYJAD ROVÁNÍ
ESI SLOŽENÍ SM ˇ
MOLALITA (cm )i složky je pomˇ er látkového množství složky ku hmotnosti rozpouštˇ edla: (cm )i =
ni msolvent
mol kg−1
(cm )i udává látkové množství rozpuštˇ ené látky v 1 kg rozpouštˇ edla
ˇ ˚ ˚ SMˇEŠOVÁNÍ RUZN E KONCENTROVANÝCH ROZTOK U ˇ DOVACÍ ˇ SMˇEŠOVACÍ (Z RE )
ROVNICE
roztok o hmotnosti m1 a hmotnostním zlomku w1
+ roztok o hmotnosti m2 a hmotnostním zlomku!!w2 ! ky t á l ⇓ éže t y roztok o hmotnosti mt a hmotnostním tok zlomku wt z ro ro p n í je t a pl m1 · w1 + m !!! 2 · w2 + · · · + mi · wi = mt · wt m1 + m2 + · · · + mi = mt
ˇ PRÍKLAD 1 ZADÁNÍ Jakou hmotnost má 5 mol hydroxidu sodného? (Mr = 40)
ˇ PRÍKLAD 2 ZADÁNÍ Jaké látkové množství vody zaujme objem 216 cm3 ?
ˇ PRÍKLAD 3 ZADÁNÍ Jaký objem zabere 50,0 g vodíku pˇri teplotˇ e 0 ◦C? (Ar (H) = 1,008)
ˇ PRÍKLAD 4 ZADÁNÍ Kolikaprocentní (m/m) roztok vznikne rozpuštˇ ením 12 g 3 chloridu sodného v 48 cm vody? Kolikaprocentní (m/V) bude, je-li jeho hustota % = 1,148 kg dm−3 ?
ˇ PRÍKLAD 5 ZADÁNÍ Kolik cm3 0,10M roztoku AgNO3 pˇridáme k 15 cm3 0,30M roztoku KBr, aby se veškeré ionty Ag+ a Br− vysrážely jako AgBr?
ˇ PRÍKLAD 6 ZADÁNÍ Máte zásobní roztok moˇ coviny o koncentraci 0,5 mol l−1 . Jak z nˇ ej pˇripravíte 500 ml 3% (m/V) roztoku? Mr = 60
ˇ PRÍKLAD 7 ZADÁNÍ Kolik cm3 26 % (m/m) kyseliny fosforeˇ cné o hustotˇ e 1,1529 g cm−3 je tˇreba na pˇrípravu 1 l jejího dvoumolárního roztoku?
ˇ PRÍKLAD 8 ZADÁNÍ Kolikaprocentní (m/m) roztok vznikne smícháním 100,0 cm3 16,00 % (m/m) (%1 = 1,175 g cm−3 ) a 200,0 cm3 42,00 % (m/m) (%2 = 1,449 g cm−3 ) roztoku hydroxidu sodného?
ˇ PRÍKLAD 9 ZADÁNÍ Do smˇ esi pipetujete 0,2 ml roztoku laktátu (0,45 mol l−1 ), 0,1 ml roztoku NAD+ (3 mmol l−1 ), 0,2 ml destilované vody a 0,1 ml roztoku chloridu sodného (25 mmol l−1 ). Jaká je koncentrace NAD+ ve smˇ esi? (Neuvažujte žádnou chemickou reakci ani objemovou zmˇ enu.)
ˇ PRÍKLAD 10 ZADÁNÍ Máte pˇripravit infúzi noradrenalinu o koncentraci 40 mg l−1 v roztoku obsahujícím 0,9 % (w/V) NaCl a 5 % (w/V) glukosy (tento roztok máme k dispozici). Noradrenalin je k dispozici v ampulích obsahujících 2 ml roztoku o koncentraci 1 mg ml−1 . Jakým objemem roztoku NaCl+Glc naˇredíte obsah ampule noradrenalinu, abyste dosáhli jeho požadované koncentrace?
VÝSLEDKY 1. 200 g 2. 12 mol 3. 556 l 4. 20 % a 23 % 5. 45 ml
6. Prostˇ e použijeme 500 ml zásobního (zde 0,5M = 3% ). 7. 650 ml 8. 34,50 % 9. 0,5 mmol l−1 10. 48 ml
KONEC
KONEC
Dˇ ekuji za pozornost!
