Výpočty koncentrací • objemová % (objemový zlomek)
% obj. =
Vsložky Vcelku
⋅ 100
Objemy nejsou aditivní!!!
Příklad: Kolik ethanolu je v 700 ml vodky (40 % obj.)? Kolik promile ethanolu v krvi bude mít muž po vypití jednoho 10o piva?
methanolu = O OO v krvi mmuž ⋅ 0,68
methanolu = O OO v krvi mžena ⋅ 0,55
7,5 g ethanolu / h nebo 0,15 promile / h
Výpočty koncentrací • hmotnostní % (hmotnostní zlomek)
%=
msložky mcelku
⋅ 100
Nutná ρ roztoku Do 10-15 % zanedbáváme (ρ ρ = 1g/cm3)
Příklad: Kolik kyseliny borité odvážíte k přípravě 200 ml 3 % roztoku. Vypočítejte hmotnost HCl obsaženého v 550 ml 34 % roztoku. (ρ ρ = 1,169 g/cm3) Kolik NaCl odvážíte k přípravě 3 L fyziologického roztoku.
Výpočty koncentrací • molární koncentrace (1M = 1 mol/L) m = Mr . c . V Příklad: Kolik NaCl bude třeba k přípravě 100 ml 1M roztoku? (Mr = 58,44) Příklad: Kolik KCl bude třeba k přípravě 5000 ml 3M roztoku? (atomové hmotnosti: K = 39,098; Cl = 35,45)
Co je to mol? NA = 6,022 . 1023 částic
HCl + NaOH
V1molu = 22,414 dm3
NaCl + H2O
218,6 g 100 % HCl
36,46 + 39,99
58,44 + 18
Brønstedova teorie kyselin a zásad - formulovaná v roce 1923 (Brønsted a Lowry) - kyselina je částice schopná odštěpit proton, zásada je schopná proton přijímat k y s e l i n a
kyselina
zásada + proton
HA
A- + H+ protolytická reakce
konjugovaný pár
Příklad !
- při odštěpení protonu vzniká z kyseliny zásada a opačně Arheniova teorie – zásady odštěpují anionty OH-
Disociace • rozpad na ionty • míra disociace je vyjádřena disociační konstantou • udává sílu kyseliny kyseliny
Ka
Ka, Kb
nebo
–log Ka = pKa
KD > 10-2
silná
KD = 10-4 - 10-2
středně silná
KD < 10-4
slabá
pKa
H2SO4
0,4
HSO4-
1,05.10-2 1,98
NaOH
H3PO4
6,9.10-3
2,16
LiOH
0,66
0,18
6,3.10-8
7,2
Ca(OH)2
0,04
1,4
5.10-13
12,3
H2PO4HPO42HCOOH
0,4
1,74.10-4 3,76
CH3COOH 1,78.10-5 4,75
báze
Kb
-0,77
Ca(OH)+1 3,8.10-3 NH4OH
pKb
2,42
1,82.10-5 4,74
A co třeba H2O? H+ + OH-
H2O H2O + H+ 2H2O
autoprotolýza neutralizace
KV = [H3O+] . [OH-]
H3O+ H3O+ + OHKV = 10-14 mol2 . L-2 při 25 oC
pH stupnice [H3O+]
[OH-]
pH
10-14
10-0
14
10-13
10-1
13
10-12
10-2
12
10-11
10-3
11
10-10
10-4
10
10-9
10-5
9
10-8
10-6
8
10-7
10-7
7
10-6
10-8
6
10-5
10-9
5
10-4
10-10
4
10-3
10-11
3
10-2
10-12
2
10-1
10-13
1
10-0
10-14
0
z á s a d i t é neutrální
pOH = - log [OH-] pH = 14 - pOH KV = [H3O+] . [OH-] = 10-14 mol2 . L-2
k y s e l é
pH = - log [H3O+] Příklady!
disociační stupeň = α =
počet disociovaných částic celkový počet částic
pro silnou kyselinu či bázi
pH = -log [H3O+]
pro slabou kyselinu pro slabou bázi pro sůl silné kyseliny a silné zásady pro sůl slabé kyseliny a silné zásady pro sůl slabé zásady a silné kyseliny pro sůl slabé kyseliny a slabé zásady
pH = ½(pKA-log c) pH = 14 – ½(pKA – log c) pH = 7 pH = 7 + ½(pKA + log c) pH = 7 - ½(pKB + log c) pH = 7 + ½(pKA – pKB)
Henderson–Hasselbachova rovnice
[A-] pH = pKA + log [HA]
pro pufr tvořený slabou kyselinou a její solí pH = pKA + log csoli – log ckyseliny pro pufr tvořený slabou zásadou a její solí pH = 14 - pKB – log csoli + log cbáze
pH solí !
Pufry • tlumivé roztoky • roztoky slabé kyseliny či slabé zásady a jejich soli
Pufrační systémy lidského těla pH krve (ECT) - 7,4 (7,36 - 7,44)
• • • •
bikarbonátový pufr hemoglobin plazmatické proteiny fosfátový pufr
53% 35% 7% 5%
Příprava pufrů
http://vydavatelstvi.vscht.cz/knihy/uid_isbn-80-7080-586-2/pdf/245.pdf
Bikarbonátový pufr H2O + CO2
H2CO3
H+
+
HCO3
Otevřený pufrační systém regulován ledvinami regulován úrovní ventilace
ASTRUP
Hemoglobin jako pufr • Ve tkáni Hb uvolní O2 a naváže H+ • H+ vznikl takto: CO2+H2O→ HCO3 +H+
• V plicích Hb váže O2 a uvolní H+ + • H reaguje s HCO3 : HCO3 +H+ → CO2+H2O
• Bikarbonát se transportuje z ery výměnou za Cl-
• CO2 se vydýchá, bikarbonát se doplní z plazmy výměnou za Cl-
Základní poruchy ABR
• Acidoza – proces, vedoucí k poklesu pH krve
• Alkaloza – proces, vedoucí ke vzestupu pH krve
• Respirační poruchy = způsobené změnou pCO2 • Metabolické poruchy = zp. změnou [HCO3-] http://www.petrwaldauf.cz/index.php?option=com_docman&task=doc_d ownload&gid=1&Itemid=13&lang=cs
Základní poruchy ABR
• Respirační acidóza = pokles pH krve, způsobený vzestupem pCO2 • Respirační aklaloza = vzestup pH krve, způsobený poklesem pCO2 • Metabolická acidoza = pokles pH krve, způsobený snížením [HCO3-] • Metabolická alkaloza = vzestup pH krve, způsobený vzestupem [HCO3-]
Měření pH indikátory Lakmus přechází z kyselé červené formy na zásaditou modrou. Fenolftalein přechází z kyselé bezbarvé formy na zásaditou fialovou v oblasti pH 8,0–9,8. Methyloranž přechází z kyselé oranžové formy na zásaditou žlutou v oblasti pH 3,1–4,5. Methylčerveň přechází z kyselé červené formy na zásaditou žlutou v oblasti pH 4,4–6,3. Bromthymolová modř přechází z kyselé žluté formy na zásaditou modrou v oblasti pH 6,0–7,6. Thymolová modř přechází z kyselé červené formy na zásaditou žlutou v oblasti pH 1,2–2,8. Methylová žluť přechází z kyselé červené formy na zásaditou žlutou v oblasti pH 2,9–4,0. Thymolftalein přechází z kyselé bezbarvé formy na zásaditou modrou v oblasti pH 9,3–10,5. http://cs.wikipedia.org/wiki/PH
Měření pH Potenciometricky – skleněná elektroda a kalomelová elektroda
