C H E M I E - P Ř Í K L A D Y

A : Z   á k   l a d n í c h e m i c k   é p o j m y a z   á k   o n y :

m a (X) – hmotnost atomu nějakého prvku X ma

mu – atomová hmotnostní jednotka Ar = ―― [Ar] = --- mu

Ar (X) - relativní atomová hmotnost prvku X

mu = 1,66 . 1027 kg (1/12 hmotnosti atomu nuklidu 12C)

Mr – relativní molekulová hmotnost Mr = ∑ Ar [Mr] = ---- mM - molová (molární hmotnost) M = ――― [M] = kg.mol -1

n m Nn – látkové množství (veličina SI) n = ―― n = ―― [n] = mol M NA

NA – Avogadrova konstanta – počet částic v 1 molu látky : NA = 6,023 . 1023 [NA] = mol -1

Vm – molární objem Vm = 22,414 l .mol -1 (m3.mol -1) za normálních podmínek

Normální podmínky : pn = 1,01325 .105 Pa tn = 00C (273,15 K)

mρ - hustota látky ρ = ------- [ρ] = kg . m -3

V

P – atom fosforu P4 – čtyřatomová molekula fosforu 3P – tři atomy fosforu5P4 – pět čtyřatomových molekul fosforu P5+ - kation fosforečný PO3

3- - fosforitanový anion

1 mol látky obsahuje 6,023.10 23 částic látky a má hmotnost M pro plyny V= 22,4 l

I. Určete hmotnost 1 atomu bromu

Řešení: Molární hmotnost bromu je podle tabulek 79,904 (g/mol). Protože 1 mol obsahuje 6,023.1023 částic (zde atomů), je hmotnost 1 atomu bromu

mBr = 79,904 : ( 6,023.1023 ) mBr = 1,326 . 10-22 g

Závěr: 1 atom bromu má hmotnost (váží) 1,326.10-22 g.

II. Určete hmotnost 3 mol NO.

Řešení: Hmotnost 1 mol je relativní molekulová hmotnost vyjádřená v gramech. Relativní molekulová hmotnost oxidu dusnatého NO je 14+ 16 = 30, 1 mol NO má tedy hmotnost 30 g a 3 moly NO mají hmotnost (váží) 90 g. – Pozn.: na méně přehledná čísla lze též použít trojčlenku.

Závěr: 3 moly NO mají hmotnost (váží) 90 g.

III. Máme k dispozici 49 g kyseliny sírové. Vyjádřete tuto hmotnost jako látkové množství.

Řešení:Relativní molekulová hmotnost H2SO4 je 2.1 + 1.32 + 4. 16 = 98, tedy 98 g/mol.Trojčlenkou nebo vzorcem n = m/M

n = 49/98 = 0,5

Závěr: 49 g kyseliny sírové představuje 0,5 mol H2SO4.

IV. Kolik atomů je ve 2 g uhlíku

Řešení: 1 mol C má hmotnost 12 g a obsahuje 6,023.1023 atomů. Trojčlenkou zjistíme, že

12 g C ................................ 6,023.1023 atomů 2 g C ................................ x atomů

x = 2 . 6,023.1023 / 12 = 1,004.1023

Závěr: 2 gramy uhlíku obsahují 1,004.1023 atomů C.

1. Máte k dispozici 2,8 molu jodidu draselného. Jakou má toto látkové množství hmotnost?( 464,8 g )

2. Na světě žije asi 6,1 miliard lidí. Vyjádřete toto číslo jako látkové množství (v molech). ( asi 1.10-14 mol )

3. Kolik gramů váží 1,6 mol chloridu sodného? ( 93,5 g )

4. Kolik atomů Cu je obsaženo ve 20 g mědi? (1,89.1023 )

5. Kolik atomů Fe je obsaženo ve 20 g železa? ( 2,156.1023)

6. Určete hmotnost 1 atomu chromu (8,632 .10-23 g )

7. Určete hmotnost 30 milionů atomů kyslíku ( 7,9689 .10-16 g)

8. Jakému látkovému množství HCl odpovídá 30 g HCl ? ( 0,823 mol )

9. Jakému látkovému množství Na+ odpovídá hmotnost 10 g Na+ ? ( 0,434 mol )

10. Určete látkové množství 10 dm3 ethenu ( C2H2) za normálních podmínek. ( 0,45 mol )

11. Smrtelná dávka KCN je asi 0,08 mmol na 1 kg hmotnosti lidského těla. Jaká hmotnost KCN představuje smrtelné nebezpečí pro osobu vážící 70 kg? ( 0,364 g )

12. Lidské tělo obsahuje asi 0,004% Fe. Kolik atomů Fe obsahuje osoba vážící 70 kg? ( 3,12.1022 )

13. V lidském těle je 65 % kyslíku, 18 % uhlíku, 10 % vodíku. Kterých atomů je v těle nejvíce?                                                                                         ( vodíku )

14. Jeden kg skandia, který je nejdražším prodávaným kovem, stál počátkem roku 1990 83 000 dolarů. Kolik atomů skandia byste koupili za 1 haléř při kurzu 1 dolar = 40 Kč.  ( 4,035.1016 )

15. Vyjádřete objem 45 cm3 vody v jednotkách látkového množství. Vypočítejte hmotnost dihydrátu síranu vápenatého v níž je toto množství vody obsaženo. ( 2,5 mol , 215 g )

16. Kolik mmolů chloridu vápenatého vznikne z 128 mg uhličitanu vápenatého reakcí s kyselinou chlorovodíkovou?. ( 1,278 mmol )

17. Kolik molekul je obsaženo ve 100 dm3 dusíku za norm. podmínek? (2,69 .1024)

18. Relativní atomová hmotnost berylia je 9,0122. Vypočítejte hmotnost jednoho atomu.( 1,496.10-23 g )

19. Jaká je hmotnost jednoho atomu hliníku? (4,48.10-23 g)

20. Kolik atomů uhlíku je obsaženo ve 32 g karbidu uhlíku CaC2? ( 6,023.1023 )

21. Kolik atomů zinku je v 10 g čistého kovu? ( 9,214.1022 )

22. Kde je více atomů – v l g atomového kyslíku nebo v l g atomového dusíku? Kolikrát?  ( N; 1,142krát )

23. Jakou hmotnost má 0,25 molu methanu? Jaký je počet molekul v tomto množství methanu? ( 4g ; 1,506.1023 )

24. Jaké látkové množství odpovídá 24,092.1026 atomů dusíku? ( 4 kmol )

25. Jakou hmotnost má 1,32.1023 atomů rtuti? ( 43,96 g )

26. Vypočítejte hmotnost síranu barnatého, který obsahuje 3,132.1024 atomů síry.(1213,7 g )

27. Kolika molům a gramům zinku odpovídá 9,0345.1023 atomů zinku? (1,5 mol; 98 g)

28. V kolika g draslíku je stejný počet atomů jako ve 12 g uhlíku? ( 39,06 g )

29. Jakou hmotnost má tolik atomů železa, kolik jich je ve 4 g síry? ( 6,98 g )

30. Citlivost analytických vah je 1.10-4 g . Jaké nejmenší množství molekul hydroxidu sodného je možné na analytických vahách zvážit? (1,5.1018 molekul )

31. Kapka vody má hmotnost 0,18 g. Na světě žije asi 6 miliard lidí. Kolik molekul vody z této kapky by připadlo každému člověku, kdybychom ji mezi ně rovným dílem rozdělili? (1 bilion neboli 1.1012 molekul)

32. V kapce mořské vody je asi 50 miliard atomů zlata. Váží-li 30 kapek mořské vody 1 g, vypočítejte hmotnost zlata v 1 tuně mořské vody. (4,905.10-4 g )

33. Vypočtěte hmotnost jednoho atomu scandia (monoizotopické). ma(Sc)Ar = ---------- => ma(Sc) = 45 . 1,66.10 - 27 = 7,464 . 10 - 26 kg mu

nebo

1 mol skandia má hmotnost M (Sc) = 45g.mol-1 a obsahuje 6,023.1023 atomu scandia.Tj. : 6,023.1023 atomu Sc váží 45g 1 atom Sc váží x g ---------------------------------- x = 7,47 .10-23 g34. Jaké látkové množství představuje 3,0115.1023 atomu uhlíku ? N 3,0115.1023

n = -------- = -------------- = 0,5 mol NA 6,023.1023

35. Vypočítejte, jaké látkové množství představuje 36,138.1026 atomů vodíku. (6 kmol)

36. Vypočítejte, jaký počet molekul představuje 10 molů CO2. Nn = -------- => N = n . NA = 10 . 6,023.1023 = 6,023..1024

NA

37. Vypočítejte jaké látkové množství představuje 18,069.1023 molekul vodíku. (3 mol)

38. Vypočtěte, kolik atomů stříbra obsahuje 1 cm3 ryzího stříbra (ρ = 10,5 . 103 kg.m-3).

Víme : 1mol Ag má hmotnost M(Ag) = 107,87g a obsahuje 6,023.1023 atomů stříbraMusíme tedy nejprve spočítat kolik váží 1cm3 Ag kg 1000 gρ = 10,5 . 103 ------ = 10,5.103 ---------------------- = 10,5 g.cm-3 tzn.: 1cm3 váží 10,5g m3 1 000 000 cm3

tedy : 1mol Ag má hmotnost M(Ag) = 107,87g a obsahuje 6,023.1023 atomů Ag 10,5g Ag obsahuje x atomů Ag ----------------------------------------------------- x = 5,863.1022 atomů Ag

39. Jaká je celková hmotnost 0,26mol atomů mědi a 5,0.1023 atomů mědi ?

1mol Cu váží 63,546g 6,023.1023 váží 63,546g0,26mol Cu váží x gramů 5,0.1023 váží x gramů-------------------------------- ------------------------------------- x = 16,521g x = 52,753g

Celkem : 69,274g

40. Kolik atomů zinku je v 10g volného kovů ?

1mol Zn váží M(Zn) = 65,39g a obsahuje 6,023.1023atomů Zn 10g obsahuje x atomů Zn ---------------------------------------------- x = 9,21.1022 atomů Zn

41. Vypočítejte molární hmotnost atomárního vodíku.

Hmotnost 1molu atomárního vodíku je podle periodické tabulky prvků M(H) = 1,00797 g.mol-1

42. Vypočítejte, jaké látkové množství představuje 3,02391g atomového vodíku. m(H) 3,02391 n = -------- = ------------- = 3 mol M(H) 1,00797

43. Vysvětlete, kde je více atomů – v 1g atomárního kyslíku nebo v 1g atomárního vodíku.

1mol atomárního kyslíku obsahuje 6,023.1023 atomů O a váží M = 16g 1mol atomárního vodíku obsahuje 6,023.1023 atomů H a váží M = 1,00797g

16g O obsahuje 6,023.1023 atomů O 1,00797g H obsahuje 6,023.1023 atomů H 1g O obsahuje x atomů O 1,0g H obsahuje x atomů H -------------------------------------------- --------------------------------------------------- x = 3,764.1022 atomů O x = 5,975.1023 atomů H

44. Jaké látkové množství odpovídá 32g mědi? (0,5mol)

45. Jaké látkové množství vápníku odpovídá 80,16g tohoto prvku? (2mol)

46. Jakou hmotnost v gramech má 0,25mol síry? m n = ------- => m = n . M(S) = 0,25 . 32 = 8g M(S)

47. Vypočítejte, jakou hmotnost v gramech má 1,32.1023 atomů rtuti. (43,96g)

48. Jakou hmotnost v gramech má tolik atomů železa, kolik jich je ve 4g síry? (6,98g)

49. Vypočtěte, kolik molů a kolik molekul oxidu boritého je ve 100g této látky. (1,436mol; 8,65.1023 molekul)

50. Kolik molekul obsahuje 0,65 kilomolu chloridu křemičitého? (3,915.1026)

51. Jaký objem zaujímá za normálních podmínek 8,5.1023 molekul vodíku?

6,023.1023 molekul vodíku zaujímá objem 22,4 l

8,5.1023 molekul vodíku zaujímá x litrů ------------------------------------------------------------ x = 31,625 litrů

52. V nádobě o obsahu 15dm3 je uchováván dusík. Kolik molekul dusíku je v nádobě? (4,031.1023)

53. Vypočtěte, kolik molů obsahuje 120g síranu draselného, 100g oxidu manganičitého,147,2g kyseliny sírové a 54,6915g kyseliny chlorovodíkové. (0,6885mol, 1,1502mol, 1,5008mol, 1,5mol)

54. vypočtěte, kolik molekul oxidu sírového obsahuje 2,5mol tohoto oxidu. (1,506.1024)

55. Kolik atomů vápníku je v 1,5mol uhličitanu vápenatého?

1mol CaCO3 obsahuje 1mol Ca, 1mol C a 3mol O 1,5mol CaCO3 obsahuje 1,5mol Ca, 1,5mol C a 4,5mol O

1molCa obsahuje 6,023.1023 atomů Ca 1,5mol Ca obsahuje x atomů Ca ----------------------------------------------- x = 6,023.1023 . 1,5 = 9,0345.1023 atomů Ca

56. Kolik atomů dusíku obsahují 3moly oxidu dusného? (3,61.1024)

57. Vypočtěte, kolik molů kyslíku a molů chlóru je v 5molech oxidu chloristého.(10mol Cl a 35mol O)

58. Kolik molekul obsahuje 20g oxidu uhličitého ? (2,7368.1023) Kolik molů uhlíku obsahuje 20g oxidu uhličitého ? (0,4544mol)

59. Kolik molů fosforu P4 je ve 25g fosforu? (0,2018mol)

60. Vypočtěte, kolik molekul obsahuje 1m3 vzduchu? A kolik molekul připadá na kyslík (20,94 %obj.) ? (2,6888.1025 molekul vzduchu, 5,630.1024 molekul kyslíku)

61. O jaký prvek se jedná je-li hmotnost jeho atomu 1,775.10-25kg? ma(X) 1,775.10-25

Ar(X) = --------- = ----------------- = 106,92 - jedná se o stříbro mu 1,66.10-27

62. Zjistěte, který prvek má hmotnost jednoho atomu 7,465.10-26kg. (Scandium)

63. Vypočítejte relativní atomovou hmotnost chlóru, víte-li, že izotopu 35Cl je 76% a izotopu 37Cl je v přírodě 24%. 76 24 Ar(Cl) = 35 ---------- + 37 ------------ = 35,453 100 100

64. Vypočítejte Ar(Cu) jestliže víte, že Cu má izotopy 63Cu, kterého je 69,4% a 65Cu,

kterého je 30,6%. (63,546)

65. Vypočítejte hmotnost jednoho atomu Co. (9,782.10-26kg)

66. Jaký je objem 9,034.1023 molekul vodíku? (33,598 l)

67. Máme 56g plynného dusíku. Vypočítejte objem tohoto množství a počet molekul v něm. (44,8 l ; 1,2046.1024)

68. Máme 56g plynného dusíku, kolik molů N je v tomto množství? (4mol)

69. Jaká je hmotnost 6,023.1021 molekul oxidu siřičitého? (0,64g)

70. Jaký je objem 220g oxidu uhličitého ? (112 dm3)

71. Kolik dm3 amoniaku vznikne teoreticky reakcí 7 molů H2 a 2 molů N2? Kolik kterého plynu nezreagovalo?

N2 + 3H2 ――> 2NH3 tedy: 1mol + 3moly ――> 2moly V našem případě : 2moly + 6molů ――> 4moly

Vzniknou 4moly amoniaku tj. 89,6 dm3 a 1mol tj. 22,4 dm3 vodíku zůstalo.

72. Vypočítejte kolik gramů NaOH je třeba na neutralizaci 1,5,molu kyseliny sírové.

2NaOH + H2SO4 Na2SO4+H2O z rovnice je zřejmé, že reagují 2 moly hydroxidu a 1 mol kyselinytedy : s 1,5,molu kyseliny zreagují 3 moly hydroxidu tj. 3 . M(NaOH) = 120g

73. Vypočítejte látkové množství N2 ve 30g dusíku.(1,07molů)

74. Vypočítejte látkové množství N ve 30 gramech dusíku. (2,14molů)

75. Vypočítejte látkové množství vody ve 278,0g síranu železnatého heptahydrátu. (7molů)

76. Kolik molekul vodíku je třeba, aby zreagovalo 3,0115.1022 molekul kyslíku za vzniku vody? (6,023.1022)

77. Zreaguje beze zbytku 75 dm3 vodíku s 258,585 g chloru? Produktem je chlorovodík. (ano, je třeba 81,58 dm3)

78.Bude za normálních podmínek počet molekul ve 36dm3 vodíku převyšovat hodnotu 1,052.1024? (9,6798.1023- ne)

79. Poměr relativních atomových hmotností fluoru a jodu je 18,9984 : 126,9045. Jsou ve stejném poměru i skutečné hmotnosti jejich molekul ? (ano – 0,1494)

80. Amoniak se vyrábí přímou syntézou z prvků. Vypočtěte kolik molů amoniaku vzniklo, jestliže zreagovalo 12 molů vodíku. Jaký objem bude vzniklý amoniak zaujímat? (8 molů a 179,28 l)

81. Vypočítejte kolik gramů KOH je třeba na neutralizaci 2 molů kyseliny dusičné. (112g)

82. Zreaguje beze zbytku 9,0345.1023 molekul amoniaku s 1,5 molem chlorovodíku?

HCl + NH3 NH4Cl Reagují v poměru 1:1 tedy budou reagovat v poměru 1,5:1,5

1,5 molu amoniaku je 6,023.1023 x 1,5 = 9,0345.10 23 molekul - ano

83. Vypočítejte hmotnost atomu berylia (Ar = 9,0122) [1,496.10-23kg

84. Vypočítejte hmotnost a objem 3,0.1024 molekul vodíku (10,041g,11,64l)

85. Argon se v přírodě vyskytuje jako směs tří nuklidů, jejichž procentuální zastoupení a

relativní at. Hmotnosti jsou : 36Ar: 0,337%, 35,968; 38Ar : 0,063%, 37,963; 40Ar : 99,6%,

39,962. Vypočítejte Ar přírodního argonu.(39,947)

86. Stříbro jako směs dvou stálých izotopů obsahuje51,35% nuklidu 107Ag (Ar=106,905).

Vypočtěte průměrnou relativní at. Hmotnost přírodního stříbra, jestliže druhý neklid 109Ag má

Ar=108,905.(107,878)

87. Přírodní gallium je směs nuklidů 69Ga a 71Ga o rel.at.hmotnostech 68,9257 a70,9248.

Vypočítejte procentuální zastoupení obou nuklidů v přírodním galliu.(60,27%,39,73%)

88. Prvek X o hmotnosti 19,665g se slučuje s 3,0.1023 atomy prvku Y za vzniku

sloučeniny XY2. Vypočítejte Ar(X).(78,96)

89. Vypočítejte látkové množství P4 v 10g fosforu,F2 v 10g fluoru, S8 v 10g síry a P v 10g

fosforu.(0,0807;0,039;0,263;0,323)

90. Kolik atomu mědi je obsaženo ve 20g Cu? (1,896.1023)

91. Vypočítejte, kolik je v 5,0g kyslíku molů, atomů a molekul. (0,156;1,8.1023; 9,4.1022)

92. Kolik molekul a kolik molů H2SO4 zůstane nezreagováno, použijeme-li na

neutralizaci jednoho molu kyseliny 1,0.1024 molekul NaOH?(1,023.1023; 0,1698)

P Ř Í K L A D Y Z  C H E M I C K Ý C H V Z O R C Ů A R O V N I C

Kolik % síry obsahuje oxid sírový

Řešení: Relativní molekulová hmotnost SO3 je 32 + 3 . 16 = 80, relativní atomová hmotnost síry je 32. Řešíme např. trojčlenkou:

80 j..................... 100 %32 j. .................... x %x = 32 . 100 / 80 = 40 (% S)

Závěr: Oxid sírový obsahuje 40 % síry.

Kolik g vody obsahuje 333 g dihydrátu chloridu vápenatého?

Řešení: Základní poměr mezi hmotností CaCl2 . 2 H2O a v molekule obsaženými 2 molekulami krystalové vody je dán molárními hmotnostmi. Molární hmotnost CaCl2 . 2 H2O je 40 + 2 . 35,5 + 2 . (2.1 + 16) = 111 g/mol a hmotnost 2 molů vody je 2 . (2.1 + 16) = 36 g.Řešíme jednoduchou trojčlenkou:

111 g CaCl2 . 2 H2O ........ (obsahuje) ............36 g H2O333 g CaCl2 . 2 H2O ...................................... x g H2O

x = 333 . 36 / 111 = 108 (g H2O)

Závěr: 333 g dihydrátu chloridu vápenatého obsahuje 108 g vody.

III. Kolik g kyslíku je potřeba na úplné spálení 648 g práškového hliníku na oxid hlinitý?

Řešení: Nejdříve napíšeme potřebnou chemickou rovnici a pod vzorce látek, které nás ze zadání zajímají, si napíšeme molární hmotnosti. Tím máme většinou dán první řádek trojčlenky.

4 Al + 3 O2 = 2 Al2O3

4 . 27 3 . (2 . 16) = 108 = 96

108 g Al .............. (spotřebuje) ................96 g O2

648 g Al ....................................................x g O2

x = 648 . 96 / 108 = 576 (g O2)

Závěr: Na úplné spálení 648 g práškového hliníku je potřeba 576 g kyslíku.

ZnO obsahuje 20 % nečistot. Víme-li, že do reakce potřebujeme 255 g ZnO, kolik znečištěné látky musíme navážit?

Řešení: Nejlépe se řeší trojčlenkou, nebo dobře zvládnutými vzorci pro počítání s %. Hledáme velikost celku (100 %), protože nečistoty se vyjadřují jako podíl z celku.

255 g ZnO ................................ 80 % (z celkové hmotnosti směsi) x g ................................ 100 % (hmotnost směsi)

x = 255 . 100 / 80x = 318,8 g znečištěného ZnO

Závěr: Pro reakci navážíme 318,8 g znečištěného ZnO. Protože obsahuje 20 % nečistot a 80 % čistého ZnO, budeme mít k dispozici právě 255 g ZnO.

Železná ruda (FeO) obsahuje 37 % neželezné hlušiny. Kolik železa lze získat z 800 tun rudy, jesliže výtěžnost redukce je 80 %

Řešení: 1. krok – zjistíme obsah FeO v rudě. Ten je 63 % ( 100% - 37 %).

800 t .......................... 100 % x .......................... 63 % x = 800 . 63 / 100 = 504 (t FeO)

2. krok – teoretický obsah Fe v FeO. V prvním řádku trojčleny porovnáme molární hmotnosti Fe a FeO

72 t FeO .........(obsahuje).....................56 t Fe504 t FeO ............................................. y t Fe

y = 504 . 56 / 72 = 392 (t Fe)

3. krok – protože výtěžnost redukce ve vysoké peci je určena jako 80 %, nelze plné teoretické množství železa získat. Proto

392 t Fe .................................... 100 % z   t Fe .................................... 80 % z = 392 . 80 / 100 = 313,6 ( t Fe)

Poznámka: Zběhlý počtář by celý příklad počítal jedním krokem, výpočtem hodnoty výrazu:z = 800 . 0,63 . 0,8 . 56/72 = 313,6 (t FeO)

Je vidět, že se vyplatí být zběhlým počtářem a ušetřit spoustu času na jiné studijní povinnosti.

Závěr: Ze železné rudy lze za uvedených podmínek získat 313,6 t Fe

1. Chlorid vápenatý dihydrát byl uchováván v nevhodných podmínkách, takže navlhl ještě vzdušnou vlhkostí. Víme-li, že přijatá vlhkost činí 7 % hmotnosti skladované látky, určete, kolik bezvodého chloridu vápenatého získáme po vysušení a vyžíhání ze 150 g této látky? (Návod: Nejdříve vypočítejte přijatou vlhkost z celkového množství chemikálie. Po odečtení získáte hmotnost čisté chemikálie a dále se postupuje obvyklým postupem s využitím vzorce čisté chemické látky.( 105,3 g )

2. Nedopatřením se stalo, že bylo smícháno 60 g chloridu draselného a 90 g chloridu sodného. Protože však pro určitou reakci jsou potřeba jen chloridové anionty, chceme vědět, kolik chloru je v 50 g této směsi. (Návod: Nejdříve vypočítejte, kolik které chemikálie je ve směsi a kolik obsahuje chloru. Dílčí výsledky sečtete) ( 27,7 g )

3. Máte k dispozici 50 g síranu hlinitého. Tato chemikálie obsahuje 3 % nečistot. Kolik gramů hliníku je v ní obsaženo (není-li v nečistotách žádný hliník)?( 7,65 g )

4. Dusičnan amonný techn. vyráběný nejmenovanou firmou, obsahuje 12,5 % nečistot. Kolik takto znečištěné látky musíte použít, pokud pro nějakou výrobu potřebujete 4 kg čistého dusičnanu amonného? (Návod: Ujasněte si, kolik % potřebné čisté chemikálie obsahuje dodaný technický produkt) (4.57 kg )

5. Nejmenovaná firma vyrábí technický křemičitan draselný, obsahující 8,5 % nečistot.Kolik takto znečištěné látky musíte použít, pokud pro určitou reakci potřebujete 300 g čistého křemičitanu draselného?( 328 g )

6. Směs plynů obsahuje 30 kmol dusíku a 15 kmol oxidu uhličitého. Jaká je koncentrace obou plynů v objem.%? (66,7 % N2 - 33,3 % CO2 )

7. Ze 150 g roztoku NaCl nasyceného při 20ºC se odpařilo 85 g vody. Vypočítejte množství NaCl, které se z roztoku vyloučilo. (Návod: poměr mezi množství rozpuštěné látky a roztokem se při stejné teplotě nezmění). (30,6 g)

8. Jakou hmotnost modré skalice potřebujeme k rozpuštění v 800 ml vody na roztok nasycený při 60ºC. Jaké množství krystalů se vyloučí při ochlazení na 20ºC? . (245,4 g – 138,9 g )

9. Jakou hmotnost dihydrátu chloridu barnatého potřebujeme na vytvoření nasyceného roztoku při 60º C, aby po jeho ochlazení na 20º C vykrystalovalo 25 g dihydrátu chloridu barnatého.(103,1 g )

10. 50,3 g směsi obsahuje 82 % FeCr2O4. Kolik gramů chromu je v tomto množství směsi obsaženo?(19,2 g )

11. Do huti byla dodána železná ruda magnetovec Fe3O4, obsahující 32 % neželezné hlušiny. Kolik železa se získá z 5 000 tun rudy, je-li výtěžnost procesu 90 %.(2216 t )

12. Surový cínovec kromě SnO2 obsahuje 35 % cínuprosté hlušiny. Kolik surového cínovce potřebujeme na získání 500 kg cínu? (977 kg )

13. Kosti obsahují 58 % Ca3(PO4)3. Určete množství fosforu v 50 kg kostí. (5,8 kg )

14. Vypočítejte v % obsah síry v 90 %-ním sulfidu zinečnatém.(29,6 % )

15. Vypočítejte, kolik % síry je obsaženo v sulfidu železnatém?(36,4 % )

16. Vypočítejte, kolik g síry je ve 30 g sulfidu železnatého?(10,9 g )

17. Vypočítejte, kolik g chloru je ve 20 g chloridu hlinitého? (15,95 g )

18. Kolik % hmotnosti ztratí modrá skalice vypálením při teplotě kolem 110 oC, (přičemž ztratí krystalovou vodu.) ?(36 % )

19. Vypočítejte molární hmotnost zelené skalice (síran železnatý heptahydrát) a určete, kolik hmotnosti ztratí po vyžíhání krystalové vody)!(278 g, -126 g )

20. Kolik g vody vznikne při neutralizaci 14 g kyseliny sírové hydroxidem sodným? ( 5,14 g )

21. Kolik g vody vznikne při neutralizaci 50 g hydroxidu sodného kyselinou chlorovodíkovou?( 22,5 g )

22. Vodní pára, která vznikla při výbuchu 112 litrů vodíku, zkondenzovala na stěnách reaktoru. Kolik mililitrů vody tam bylo? (90 ml )

23. Kyselina sírová se připravuje rozpuštěním oxidu sírového ve vodě. Kolik g vody obsahuje 1 kg konc. kyseliny sírové?(184 g )

24. Kolik % kyslíku obsahuje modrá skalice?( 57,7 % )

25. V reaktoru je 60 g kyslíku a 5 g vodíku. Kolik g vody vznikne při explozi této směsi?(45 g )            .

26. Jaká je hmotnost kyslíku, který připadá v siřičitanu sodném na 15 g sodíku?(15,56 g)

27. Chemickou analýzou bylo zjištěno, že látka obsahuje 38,65% K , 13,85% N , 47,5% O. Určete empirický vzorec této sloučeniny. (KNO3 )

28. a) Jaká je hmotnost Ca, C, O v 5 g uhličitanu vápenatého? b) Jaký je hmotnostní zlomek Ca, C a O v této sloučenině?(2g Ca, 0,6 g C, 2,4 g O ) (Ca = 0,4 , C= 0,12 , O = 0,48)

29. Kolik % dusíku je v dusičnanu amonném?(35%)

30. Kolik g modré skalice musíme odvážit, chceme-li aby v něm bylo 100 g bezvodého síranu měďnatého?(156 g )

31. Kolik g chloridu zinečnatého a kolik cm3 vodíku vznikne¨reakcí 2 g zinku s kyselinou chlorovodíkovou? (4,17 g, 685 cm3)

32. Kolik g rtuti a kolik dm3 kyslíku vznikne rozkladem 108 g HgO?(100,27 g, 5,41 dm3)

33. K roztoku, který obsahuje 10 g kyseliny sírové bylo přidáno 9 g NaOH. Jakou reakci

bude mít roztok?(zásaditou, přebývá 0,021 mol NaOH)

34. Kolik gramů uhličitanu sodného je potřeba k reakci s 1,5 molu HCl?(79,5 g)

35. Kolik gramů dusičnanu stříbrného potřebujeme na výrobu 100 mmol fosforečnanu

stříbrného? (51 g)

36. Krystalická látka ztrácí při sušení 36,5 % vody. Zbytek po sušení obsahuje 29,14 %

Na, 40,45 % S a 30,41 % O. Vypočítejte stechiometrický vzorec hydrátu

sloučeniny. /Na2S2O3.5H2O/

37. Dokonalým spálením 0,29 g organické látky obsahující C a H vzniklo 0,88 g CO2 a

0,45 g H2O. Určete empirický a molekulový vzorec látky, je-li Mr=58,12. (C2H5 ,

C4H10 )

38. Vypočítejte stechiometrický vzorec sloučeniny, obsahující 82,8% C a 17,2 % H.

Molární hmotnost je větší než 80 a menší než 90 g/mol. (C6H15 )

39. Jen pro velmi zdatné počtáře - Směs 7,16 g NaOH + KOH reaguje s HCl za vzniku

10,08 g směsi chloridů. Jaké je složení směsi hydroxidů? Pozn: Výsledek je velmi

závislý na použitých molárních hmotnostech. Zde byly použity M(NaOH) = 40,00

M(KOH) = 56,10 M(NaCl) = 58,44 M(KCl) = 74,55. (2,96 g KOH a 4,2 g NaOH )

40. Kolik g ZnCl2 a kolik molekul vodíku vznikne při reakci 4,8 g Zn s HCl , je-li výtěžek

reakce 55 %.(5,52 g,  2,432.1022 molekul)

41. Fosfor reaguje s HNO3 podle rovnice: 3P + 5 HNO3 + 2 H2O → 3 H3PO4 + 5 NO

Kolik ml HNO3 (ρ = 1390 kg.m-3 ) je zapotřebí k přípravě 100 g kyseliny fosforečné.

(77,1 ml)

42. Kolik % krystalové vody obsahuje trihydrát dusičnanu měďnatého?(22,35 % )

43. Kolik gramů Na2CO3 . 10 H2O musíme navážit, jestliže do reakce potřebujeme 50 g Na2CO3? (135 g )

44. Při analýze organické látky bylo zjištěno, že obsahuje 60 % C a 13,35 % H. Určete její empirický vzorec. ( Návod: počítejte, že doplněk do 100% tvoří kyslík). (C3H8O)

45. Kolik ml 20% roztoku NaOH (ρ = 1219  kg.m-3 )  je potřeba k úplné neutralizaci 250 ml roztoku H2SO4 c = 0,05 mol/l.(4,1 ml )

46. Kolik gramů dusičnanu měďnatého vznikne rozpuštěním 0,24 mol mědi ve zředěné kyselině dusičné? (45,12g)

47. Kolik ml 10% H2SO4 (ρ = 1066 kg.m-3 ) je zapotřebí k neutralizaci roztoku, který obsahuje 16 g NaOH ? (183,86 ml)

48. Jaké množství 0,1M Ba(OH)2 je třeba přidat k 10 ml 0,25 M H2SO4, aby byl roztok neutrální? (25 ml )

49. 2,24 litrů chloru bylo zavedeno do 150 ml 2M roztoku KI. vypočítejte koncentraci KI po zreagování veškerého chloru. Změnu objemu roztoku zanedbejte.(0,667 M )

50. Kolik g síry je v  - a) 49 g kyseliny sírové, - b) 30 g pyritu (FeS2).(16g ; 16 g )

51. Do huti byla dodána ruda magnetovec Fe3O4 v množství 4640 t. Kolik železa se z ní vyrobí (3360 t )

52. Fosforečnan amonno-hořečnatý je obsažen v močových kamenech. Jaká je hmotnost jednotlivých prvků v kaménku o hmotnosti 4 g ? (0,408 g N ; 0,116 g H ; 0,700 g Mg ; 0,900 g P ; 1,868 g O )

53. Arsenitan amonno-hořečnatý (součást močových kaménků) má hmotnost 125 g. Určete v gramech jeho chemické prvkové složení.(10,6 g N ; 3,03 g H ; 18,8 g Mg ; 56,8 g As ; 36,4 g O )

54. Chalkopyrit je sulfid měďnato-železnatý CuFeS2. Kterého kovu obsahuje více a kolikrát?(Cu 34,6 % ; 1,13 krát více mědi než železa )

55. Kolik % uhlíku obsahuje - a) methan, - b) vápenec (CaCO3) ?(75 % ; 12 % )

56. V které z těchto sloučenin je největší % obsah vodíku – ve vodě, v kyselině sírové, kyselině fosforečné, v chlorovodíku, v sulfanu (sirovodíku) ? (ve vodě 11,1 % )

57. V které z uvedených dusíkatých sloučenin, užívaných jako umělá hnojiva, je největší obsah dusíku v % - chilský ledek (dusičnan sodný), Amonný ledek (dusičnan amonný), vápenný ledek (dusičnan vápenatý), síran amonný, močovina (NH2-CO-NH2)? (močovina 46,7 % )

58. V jakém množství kyseliny sírové je obsaženo 100 g vodíku?( 4,9 kg )

59. Z jakého množství cínovce SnO2 se může získat 238 kg cínu?( 300 kg )

60. V jakém množství červené krevní soli K3[Fe(CN)6] se nachází 25 g železa? (153,16 g )

61. Která sloučenina obsahuje 40 % síry a 60 % kyslíku? (Návod: obsah obou prvků vydělíme jejich molární atomovou hmotností a potom poměr získaných hodnot zkrátíme na malá celá čísla).(SO3 )

62. Která sloučenina obsahuje 75 % C a 25 % vodíku? (methan)

63. Která sloučenina obsahuje 7 hmotnostních dílů železa a 6 hmotnostních dílů síry?(Fe2S3 )

64. Napište vzorec sloučeniny, která obsahuje 43,9 % C, 7,3 % H a 48,8 % O. (C6H12O5 – sacharid rhamnosa )

65. Která sloučenina obsahuje 5 hmotnostních dílů vápníku, 9 hmotnostních dílů hořčíku, 14 hmotnostních dílů křemíku a 24 hmotnostních dílů kyslíku?(CaMg3Si4O12 neboli CaO.3MgO.4SiO2 )

66. Jaký je vzorec sloučeniny, která obsahuje 60 % molybdenu a 40 % síry?(MoS2 )

67. Zemědělská farma má v plánu pohnojit každý ha orné půdy 25 kg dusíku. Celkem má být pohnojeno 12 ha půdy močovinou. Kolik hnojiva musí být zakoupeno (močovina má složení NH2-CO-NH2 )? (643 kg )

68. Kolik % oxidu dusičného obsahuje hnojivo dusičnan vápenatý? (Návod: hodnota průmyslových hnojiv se vyjadřuje zastoupením oxidů, nikoliv čistých prvků. Rozložte si vzorec na oxidy.) (66% )

69. V přírodě se hořčík skládá ze 3 izotopů s tímto procentuálním zastoupením: 78 % Mg24, 11 % Mg 25 a 11 % Mg 26. Určete průměrnou relativní atomovou hmotnost hořčíku a porovnejte výpočet s tabulkovou hodnotou.(výpočet 24,33,tabulková hodnota 24,305 )

B. K   o n c e n t r a c e a j e j i c h p ř e p o č t y

W(X) – hmotnostní zlomek látky X [w(X)] = ---- nebo % (hmotnostní koncentrace) (procentní koncentrace) m(X) W(X) = ------------- . 100 m (celku)

Φ(X) – objemový zlomek plynu X [Φ(X)] = ---- nebo % (objemová koncentrace) (procentní koncentrace) V(X) Φ(X) = --------- . 100 V(celku)

c nebo cm – látková (molární) koncentrace [c] = mol . l -1 nebo molarita : 2M roztok

n m/M N/NA

c = ------- = ---------- = ---------- V  V V

I.Jaká je % koncentrace roztoku, který vznikl rozpuštěním 30 g soli v 170 kg rozpouštědla?  Řešení: Použijeme bez dalších úprav vztah (1)                                                                        w = 30/(30 + 170) . 100  = 30/200 . 100 = 0,15 . 100 = 15  (%) Závěr:   Získaný roztok má 15 %-ní koncentraci soli.  II. V kolika gramech 12,5  % roztoku je obsaženo 30 g NaCl a kolik g rozpouštědla roztok obsahuje? Řešení:     Pomocí vztahu (1), trojčlenkou nebo vzorci na výpočet %  (celku)               

a)                   12,5 = 30/mr  . 100         /. mr

                12,5 mr  = 3000                    / : 0,125                        mr  = 3000 : 12,5                        mr  = 240        ( g roztoku)a   protože roztok obsahuje 30 g soli, na rozpouštědlo zbývá 210 g ) b)                   30 g (NaCl) .................................... 12,5 %                        x   g (roztoku) .................................100 %                                        x = 30 .100 / 12,5 = 240     (g roztoku) 

Závěr:  Je-li roztok 12,5%-ní a obsahuje 30 g NaCl, pak jeho celková hmotnost je 240 g a kromě soli obsahuje 210 g rozpouštědla. III. Ve 400 ml roztoku je obsaženo 3,51 g chloridu sodného. Jakou látkovou koncentraci má roztok?  Řešení: podle vztahu (2)           m = M .c. V                                           3,51 = 58,5 .  c . 0,4                                                    c =  0,15     (mol/l)Závěr: Látková koncentrace NaCl v  uvedeném roztoku je 0,15 mol/l. IV. Kolik vody musíme přilít k 250 g  50%-ního  lihu, abychom dostali roztok 20 %-ní? Řešení:  použijeme směšovací rovnici (3)                               m1.c1  +  m2 . c2    =   (m1 + m2) . ca u přidávané vody použijeme koncentraci c2 = 0 (neobsahuje žádný líh)                            250.50  + m2 . 0    =   (250 + m2) . 20         (použité jednotky  -  ml, %)                                                           m2 =  375 (g)Závěr: K 250 g 50 %-ní lihu musíme přilít 375 g (ml) vody, abychom  získali roztok 20 %-ní. V. Kolik vody musíme přilít k 250 ml  50%-ního  lihu, abychom dostali roztok 20 %-ní?Hustota 50 %-ního roztoku lihu je ρ = 0,914 g/ml (zjišťujeme z tabulek). Řešení:  Nejdříve si vypočítáme hmotnost 50%-ního roztoku lihu - vztah (5)                                            m1 = ρ . V = 0,914 . 250 = 228,5  (g)a pak použijeme směšovací rovnici (3)                               m1.c1  +  m2 . c2    =   (m1 + m2) . c                       228,5 . 50  + m2 . 0    =   (228,5 + m2) . 20         (použité jednotky  -  g, %)                                                           m2 =  342,8  (g)Závěr: K 250 ml  50 %-ní lihu musíme přilít 342,8 g (ml) vody, abychom  získali roztok 20 %-ní. VI. Kolika %-ní je nasycený roztok KCl při 20 °C?  Řešení:   Tabulky udávají rozpustnost  KCl pro teplotu 20°C 34,0 g ve 100 g vodyPři použití vztahu (1) zjistíme, že                                                cKCl  = 34 / (34+100) .100 = 25,4 %                                                    Závěr: Nasycený roztok KCl je při 20°C 25,4 %-ní.                        VII. Určete látkovou koncentraci 50 %-ní kyseliny sírové.Řešení: 1. krok:  Zjistíme si hmotnost kyseliny sírové v libovolně zvoleném hmotnostním množství zředěné kyseliny, např. v 1 kg. Zde i bez počítání je zřejmé, že 1 kg zředěné kyseliny obsahuje                                                        500 g H2SO4

                                                         500 g H2O            2. krok:  Vypočítáme objem roztoku. (Stále platí, že počítáme s hmotností 1 kg=1000 g)                           V tabulkách zjistíme, že 50 %-ní H2SO4 má ρ = 1,395 g/ml.                                        V = m/ρ = 1000/1,395 = 716,84 (ml)  tj. 0,717 litru

            3. krok:  Teď můžeme použít vztah (2), protože potřebné údaje již známe .                                            Mr(H2SO4) = 98.                                            500 = 98 . c . 0,717                                                c = 7,116  mol/lZávěr. 50%-ní kyselina sírová má  látkovou koncentraci 7,116 mol/l  1. Jaká je % koncentrace roztoku, který vznikl rozpuštěním 525 g soli v 2,5 kg rozpouštědla?

(17,36%)

2. V kolika gramech 6% roztoku je obsaženo 12 g NaCl ? (200 g)

3. Množství amoniaku, které odpovídá dvanáctinásobku jeho molární hmotnosti bylo rozpuštěno ve vodě za vzniku 1250 g roztoku. Jaký je hmotnostní zlomek amoniaku v tomto roztoku?(0,164)

4. Kolik cukru je nutné rozpustit v 4,5 litru vody, abychom získali 15% roztok? (794,1 g)

5. Alkoholický nápoj obsahuje 40 obj.% ethanolu. Jaký objem ethanolu a vody je v 600 ml tohoto roztoku? (240 ml ethanolu a 360 ml vody)

6. Ve 200 ml roztoku je obsaženo 4,24 g uhličitanu sodného. Jakou látkovou koncentraci má roztok? (0,2 mol/l)

7. Kolik gramů chloridu barnatého je potřeba k přípravě a) 1 litru 0,25 M roztokub) 0,5 litru 1 M roztoku (52,06 g,   104,125 g )

8. Určete molární koncentraci roztoku, který obsahuje 16,021 g methanolu ve 200 ml roztoku (2,5 mol/l)

9. Vypočítejte molární koncentraci roztoku, který vznikl smícháním 1 litru 1M roztoku se 2 litry 2M roztoku a se 4 litry 0,15 M roztoku téže sloučeniny (0,8 mol/l)

10. Kolik ml 1,5M roztoku je třeba přidat ke 2 litrům 0,1M roztoku , abychom získali 0,2M roztok? (153,8 ml)

11. 200 ml 2M roztoku kyseliny bylo zředěno vodou na objem 0,8 litru. Jakou látkovou koncentraci měl vzniklý roztok? (0,5 mol/l)

12. Kolik g 5,5 % roztoku HCl je potřeba přidat k 250 g 36 % roztoku HCl, aby vznikl 25% roztok?(141 g )

13. Kolik vody je potřeba přidat k roztoku který vznikl smícháním 250 g 65% kyseliny dusičné a 90 g 15% roztoku téže kyseliny, má-li vzniknout 25 % roztok?(364 g)

14. Vypočítejte koncentraci roztoku, který vznikl rozpuštěním 25 g fenolu ve 100 ml methanolu  (= rozpouštědlo), jehož hustota je 0,792 g/ml. (24%)

15. Kolik gramů kyseliny sírové obsahuje 1 ml 44% roztoku této kyseliny.Hustota je 1,3384 g /ml. (0,5889 g)

16. Kolik gramů NaOH je potřeba na přípravu 3 litrů 10% roztoku, jehož hustota je 1,115 g/ml. (334,5 g)

17. Na jaký objem je nutné zředit 500 ml 20% roztoku NaCl (hustota = 1,152 g/ml), aby vznikl 4,5 % roztok (hustota = 1,03 g/ml ). ( 2485,44 ml)

18. Kolik gramů dekahydrátu uhličitanu sodného a kolik g vody potřebujeme k přípravě 1 litru 10% roztoku uhličitanu sodného (hustota = 1,124 g/ml).( 303,45 g a 820,55 g) 

19. Jaká je % koncentrace roztoku, který obsahuje: a) 30 g NaCl ve 120 g vody (20%)

b) 70 g KNO3 ve 130 g vody ( 35%) c) 12 g KCl ve 200 g roztoku ( 6% )

20. V 1000 g vody se při 20°C rozpustí 621 g látky. Jakou % koncentraci má roztok?(38,3 % )

21. Kolik gramů cukru musíme rozpustit ve 5 l vody, abychom získali 10% roztok? (555,5 g ) 

   22. Kolik g 10 % roztoku HCl je třeba přidat k 200 g 36% roztoku HCl, aby vznikl 20 %

roztok?(320 g )

23. Kolik pevného NaOH musíme přidat do roztoku o w = 0,34 a m = 0,9 kg, abychom získali roztok o w = 0,55. (420 g )

24. Smícháním 50 g roztoku fruktózy s 380 g vody vznikl roztok o w = 0,04. Jaký byl hmotnostní zlomek roztoku fruktózy?( 0,32 )

25. Kolik gramů modré skalice a kolik g vody je třeba k přípravě 80 g 12 % roztoku síranu měďnatého? (15 g modré skalice, 65 g vody )

26. Kolik gramů látky je potřeba k přípravě: a) 1 litru 0,5 M roztoku chloridu barnatého ( 104,125 g )b) 100 ml 0,2 M roztoku uhličitanu sodného ( 2,12 g )c) 500 ml roztoku KOH c = 0,75 mol.dm-3 ( 21 g )

27. Kolik gramů kyseliny octové obsahuje 10 ml 10,633 M roztok kyseliny?( 6,378 g )

28. V jakém objemu 0,365 M roztoku chloridu železitého je obsažen 1 g železa? (49,07 ml ) 

29. Vypočítejte látkovou koncentraci roztoku, který vznikl smícháním 1 litru 0,5 M roztoku se 2 litry 1 M roztoku a se 6 litry 0,15 M roztoku téže sloučeniny. ( 0,378 mol.dm-3 )

30. K objemu 0,1 ml moči byl přidán 1 ml vody. Ve zředěném vzorku byla zjištěna koncentrace glukózy c = 10 mmol/l. Vypočítejte koncentraci glukózy v moči.

31. Vypočítejte látkovou koncentraci kreatininu v moči ( mmol/l ), jestliže pacient vyloučil 1500 cm3 moči, která obsahovala 2,625 g kreatininu (Mr = 113 ).( 15,5 mmol/l )

32. V jakém objemu 0,365 M roztoku chloridu železitého je obsažen 1 g železa? (49,07 ml )

33. Vypočítejte látkovou koncentraci roztoku, který vznikl smícháním 1 litru 1 M roztoku se 2 litry 21 M roztoku a se 4 litry 0,15 M roztoku téže sloučeniny. ( 0,8 mol.dm-3 )

34. K objemu 0,1 ml moči byl přidán 1 ml vody. Ve zředěném vzorku byla zjištěna koncentrace glukózy c = 10 mmol/l. Vypočítejte koncentraci glukózy v moči.(0,11 mol/l )

35. Vypočítejte látkovou koncentraci kreatininu v moči ( mmol/l ), jestliže pacient vyloučil 1500 cm3 moči, která obsahovala 2,625 g kreatininu (Mr = 113 ). ( 15,5 mmol/l )

36. Roztok V=1,5 l, ρ = 1,150 kg/l obsahuje 276 g síranu sodného. Vypočítejte % koncentraci. (16%)

37. Ve 180 ml vody je rozpuštěno 75 g síranu kademnatého. Vypočítejte % koncentraci. (29,4%)

38. Kolik kg kyseliny sírové obsahují 3 litry 82 % roztoku (ρ = 1,749 kg/dm3 )? (4,303 kg)

39. K jakému množství vody v litrech je potřeba přidat 3,5 litru 80% kyseliny sírové , aby se získala výsledná koncentrace 50 % kyseliny sírové? (Potřebné hustoty zjistíte z tabulek) (3,627 l )

40. 0,36 litru 20% HCl zředíme 0,25 litry vody. Jaká je výsledná % koncentrace roztoku? (Potřebné hustoty zjistíte z tabulek).( 12,26% )

41. První roztok ethanolu má w=0,62 %, druhý roztok má w = 5%. Určete hmotnosti těchto roztoků, které musíme smíchat, abychom získali 120cm3 roztoku ethanolu s w= 32% a ρ = 0,95 g.cm-3. (54 g, 60 g)

42. Vypočítejte w roztoku připraveného přidáním 1 molu NaOH k 198 g 1M roztoku NaOH (ρ = 1,0411 g.cm-3 ).(w =0,2)

43. Jakou hmotnost dichromanu draselného a jaký objem vody použijete k přípravě 224 g nasyceného roztoku při teplotě 20ºC. Vyjádřete složení roztoku hmotnostním zlomkem. ( 24 g, 200 ml, w = 0,107 )                                           

44. Máme k dispozici 20% kyselinu dusičnou. V jakých objemových poměrech musíme smísit kyselinu s vodou, abychom získali 3 litry kyseliny w = 0,15 % (hmotn). (Potřebné hustoty zjistíte v tabulkách).( 0,82 l vody a 2,19 litrů 20% kyseliny)

. 45. Vypočítejte látkovou koncentraci 90 % roztoku kyseliny sírové. (Hustotu zjistíte z

tabulek).(16,65 mol/l)

46. Vypočítejte objem 63 % kys. dusičné, potřebné k přípravě 1 dm3 15 % kyseliny. (Hustotu zjistíte z tabulek).(186,8 ml)

47. Ze 150 g roztoku NaCl nasyceného při teplotě 20°C se odpařilo 85 g vody. Vypočítejte množství NaCl, které se z roztoku vyloučilo.(30,6 g )

48. K přípravě 1,6 kg roztoku NaOH w = 0,15, byl použit hydroxid, který obsahoval 2,8 % vlhkosti. Vypočítejte jeho hmotnost a objem vody potřebný k rozpuštění. (247g, 1,353  l )

49. 160 g 40% roztoku HNO3 bylo přidáním 5% roztoku HNO3 zředěno na 15% roztok. Vypočítejte kolik cm3 5% roztoku bylo na ředění použito. (Hustoty zjistíte z tabulek) ( 392,11 cm3)

50. Vypočítejte % koncentraci 1,33 M roztoku K2CO3 o hustotě 1,1490 g.cm-3 (16 %)

51. Jaký je hmotnostní zlomek KOH v roztoku, který vznikl rozpuštěním 50g této látky ve 150g vody ? m(KOH) m(KOH) 50W(KOH)= ------------ = --------------------- = ------------ = 0,25 (0,25 x 100 = 25%) m (celku) m(KOH) + m(vody) 50 + 150

52. Jaký je hmotnostní zlomek HCl v roztoku, jehož 90g obsahuje 15g HCl ? m(HCl) 15W(HCl) = ------------ = -------- = 0,167 nebo 16,7 % m (roztoku) 90

53. Jaký je hmotnostní zlomek dusičnanu stříbrného v roztoku, který vznikl rozpuštěním 2g dusičnanu ve 198g vody ? (1%)

54. Kolik procent vody je v krystalické sodě (uhličitan sodný dekahydrát) ? (62,9%)

55. Kolik procent síry obsahuje kyselina sírová ? (32,69%) Kolik procent dusíku obsahuje dusičnan sodný ? (16,4%)

56. 50g NaOH bylo rozpuštěno v 750g vody. Bude hmotnostní zlomek NaOH větší než 0,07? (ne, 0,0625)

57. Kolik gramů vody je třeba, aby byl z 65g KBr připraven roztok, ve kterém je hmotnostní zlomek této soli 0,05? m(KBr) 65W(KBr) = ------------------- => 0,05 = --------------- (1235g) m(KBr) + m(vody) 65 + x

58. Kolik gramů KI je rozpuštěno v roztoku, ve kterém je w(KI) = 0,05, bylo-li pro jeho přípravu použito 90g vody ? m(KI) xW(KI) = ------------------- => 0,05 = --------------- (4,74g) m(KI) + m(vody) x + 90

59. Kolik gramů HCl je rozpuštěno v roztoku, ve kterém je hmotnostní zlomek této látky 0,12, bylo-li pro jeho přípravu použito 245g vody? (33,41g)

60. Ve 100g vody se při 200C rozpustí 3,47g bromu. Vypočítejte hmotnostní zlomek roztoku. (3,35%)

61. Kolik gramů 5% roztoku CuSO4 můžeme připravit z 25g CuSO4.5H2O?M(CuSO4.5H2O) = 250g.mol-1

M(CuSO4) = 160g.mol-1

Nejprve vypočítáme, kolik bezvodého CuSO4 obsahuje 25 g pentahydrátu síranu měďnatého :

Ve 250g CuSO4.5H2O je obsaženo 160g CuSO4

Ve 25 g CuSO4.5H2O je obsaženo x g CuSO4

--------------------------------------------------------x = 16g CuSO4

m(CuSO4) 16w(CuSO4) = --------------------- . 100 => m(CuSO4 roztok) = ------- . 100 = 320g roztoku m(roztokCuSO4) 5

62. Kolik g NaCl a kolik g H2O potřebujeme na přípravu 300g 10% roztoku NaCl? (30 a 270g)

63. 300 cm3 obsahuje 164 cm3 100% ethanolu (lihu). Jaká je objemová procentní koncentrace ethanolu? V(ethanol) 164 . 100Φ = ------------- . 100 = -------------- = 54,6% V (roztok) 300

64. Kolik dm3 alkoholu a kolik dm3 vody obsahuje 2,5 dm3 39% roztoku alkoholu ?

V(alkohol) Φ = ------------- . 100 => V(alkohol) = Φ . V(roztok) : 100 = 0,39 . 2,5 = 0,975 dm 3 V (roztok) Voda : 2,5 – 0,975 = 1,525 dm 3

65. Směs plynů obsahuje 11m3 CO, 9m3 H2, 4m3 CO2 a 6m3 N2 . vypočtěte objemová procenta jednotlivých složek ve směsi. V(CO) 11Celkový objem je 30 m3 tedy Φ(CO) = ----------- . 100 = ------- . 100 = 36,6 % V(směs) 30

Podobně ostatní složky. (30%,13,3%,20%)

I. Kolika % je 1,33 M roztok uhličitanu draselného (=1,149 g/ml)?  M (K2CO3) = 138,2 g/mol Řešení:1,33M roztok znamená:  1,33 molu K2CO3 …………….1000 ml roztoku                                        1,33 molu = 1,33 . 138,2 g = 183,8 g K2CO3

                                        1000 ml roztoku = 1000 . 1,149 = 1149 g roztokutj. 183,8 g K2CO3 ………………..1149 g roztoku       x       g K 2CO3 ……………….         100 g roztoku                             x =  16 g    …. tj. 16%

 Závěr: 1,33 molární roztok K2CO3 je roztok 16%-ní. II. Jakou molární koncentraci má 8 % roztok kyseliny sírové (=1,0522 g/ml)? Mr(H2SO4)=98 Řešení: 8% roztok znamená:   8 g H2SO4 …………………100 g roztoku , tj.   100/1,0522 =95 ml                                    x   g H 2SO4    ……………………………………….…..1000ml                                           x = 84,2 g H2SO4  tj. (m/M = 84,2/98) 0,86 mol H2SO4

 Závěr: 8 %-ní roztok  H2SO4  má koncentraci  c = 0,86 mol/l .  III. Jakou reakci bude mít roztok, který vznikl smícháním 40 ml 0,2M roztoku kyseliny sírové s roztokem, který obsahoval 2 g hydroxidu sodného? Řešení: H2SO4     +      2NaOH →    Na2SO4    +   2 H2O Určíme, kolik mol H2SO4  je potřeba na neutralizaci 2 g NaOH:1 mol H2SO4 …………………2 moly (tj. 80 g ) NaOH   x   mol H 2SO4…………………………….2 g NaOH                      x = 0,025 mol H2SO4   (je potřeba na 2 g NaOH)                      n = c.V = 0,04 . 0,2 = 0,008 molu H2SO4 máme k dispozici Závěr: Máme  přebytek NaOH a proto bude roztok zásaditý.                    IV. Jakou látkovou koncentraci NaCl bude mít roztok vzniklý smícháním 40 ml 0,2M HCl a 30 ml 0,5M NaOH? Řešení:HCl    +    NaOH   →   NaCl    +    H2Opodle rovnice reaguje 1 mol HCl ( 36,5 g)  …………….1 mol ( 40 g) NaOH  ( tj. poměr 1: 1)a musíme zjistit, jestli v našem případě je tento poměr zachován:                        n = V.c                   (dosadíme-li  ml, vyjde látkové množství v mmol)            n (HCl) = 40 . 0,2 = 8 mmol HCl            n (NaOH) = 30 . 0,5 = 15 mmol NaOHJe vidět, že hydroxidu sodného přebývá, pro výpočet tedy uvažujeme HClZ chemické rovnice plyne:  1 mol HCl ………. 1 mol NaCl                                          8 mmol HCl ………8 mmol NaCl8 mmol NaCl je v celkovém objemu 30 + 40 = 70 ml roztoku c = n/V = 8 . 10-3 / (70 . 10-3) = 0,114 mol/l

 Závěr. Látková koncentrace NaCl je c = 0,114 mol/l . 

V. Kolik ml 5% roztoku NaOH musíme přidat k 25 ml 0,5M roztoku kyseliny sírové, aby výsledný roztok byl neutrální? Řešení:H2SO4     +      2 NaOH →    Na2SO4    +   2 H2O80 g NaOH ( 2 moly) ………………..1 mol H2SO4

 x   g NaOH …………………………. 0,0125 mol H 2SO4 ( c . V = 25 . 10 -3 . 0,5 )                               x = 1 g NaOH5% roztok znamená že    5  g NaOH…………………….. 100 g roztoku                                      1   g   NaOH…………………….     x   g roztoku                                          x = 20  g     pomocí hustoty (z tabulek) přepočítáme na ml                                            V = 20/1,0538  = 18,97 ml Závěr: Na neutralizaci 25 ml 0,5M roztoku kyseliny sírové potřebujeme  18,97 ml 5%-ního roztoku NaOH. VI. Kolik  dekahydrátu uhličitanu sodného navážíme do 400 g vody, aby vznikl roztok, který obsahuje 5% uhličitanu sodného?Mr ( Na2CO3) = 106Mr ( Na2CO3 . 10 H2O) = 286 Řešení:                                   w(Na2CO3) = m(Na2CO3) / [m (Na2CO3) + m (H2O)]                                  0,05 = m(Na2CO3) /[m (Na2CO3) + 400]                                    m (Na2CO3) = 21 g V roztoku musí být 21 g uhličitanu sodného, který musíme přepočítat na dekahydrát 286 g Na2CO3 . 10 H2O …………….. 106 g Na2CO3        x       ………………………………… 21 g Na 2CO3

               x = 56,8    g Na2CO3 . 10 H2O  Závěr: Do 400 g vody musíme navážit 56,8    g Na2CO3 . 10 H2O  VII. Do 450 g vody bylo přidáno 80 g modré skalice. Jaký hmotnostní zlomek síranu měďnatého obsahoval vzniklý roztok? Mr (CuSO4 . 5 H2O) = 250                                          Mr (CuSO4 ) = 160    450 + 80 = 530 g roztoku                                                                            250 g CuSO4 . 5 H2O …………………. 160 g  CuSO4                                                 80 g CuSO4 . 5 H2O ………………….     x g CuSO 4

                                                                                x = 51,2 g CuSO4 Do vody tedy bylo přidáno 51,2 g CuSO4 530 g roztoku ………………..51,2 g CuSO4

100 g roztoku ………………..   x   g CuSO 4

                      x = 9,67 g  , tj. 9,67 % Závěr: v získaném roztoku je 9,67 %  CuSO4.

VIII. K roztoku látky C ( m=335 g, w=0,065 ) bylo přidáno 35 g čisté látky C. Zředěním nebo odpařením roztoku má být připraven roztok w=0,2. Kolik vody se odpaří nebo přidá? Řešení:l. krok - zjistíme, jaký je hmotnostní zlomek směsiw1.m1   +  w2.m2   =  w .(m1+m2)0,065 . 335  + 1. 35  = w (335 + 35)                           w   =  0,15    ( to je méně než 0,2 - musíme odpařit vodu z 370 g roztoku) 2. krok  (odpařovaná voda neobsahuje látku C)w.m    =  w1. m1  + w2.m2

0,15 . 370 = 0,2 . m1  +  0 . m2

           m1  = 277, 5 g roztoku ( tj. musíme odpařit 370 – 277,5 = 92,5 g vody ) Závěr. Potřebné koncentrace dosáhneme odpařením 92,5 g vody. IX. Vypočítejte hmotnost, na jakou se musí zahustit (odpařit) roztok, obsahující 25 g pentahydrátu thiosíranu sodného, aby byl nasyceným při 20° C. (rozpustnost = 183 g  na 100 g rozpouštědla-vody) Řešení:rozpustnost:  183 g Na2S2O3.5H2O ………………….100 g H2O ……… 283 g roztoku                       25   g ……………………………………………………….x   g roztoku                                                              x= 38,7 g roztoku Závěr. Roztok, obsahující 25 g  Na2S2O3.5H2O bude nasycený, bude-li jeho celková hmotnost  38,7 g. X. Rozpuštěním krystalické kyseliny trihydrogenborité ve 150 g 5% roztoku této kyseliny má být připraven roztok nasycený při teplotě 60° C. Vypočítejte hmotnost přidané kyseliny. (rozpustnost = 14,8 g na 100 g rozpouštědla-vody) Řešení:1. krokmusíme spočítat, jaký hmotnostní zlomek má mít nasycený roztok:14,8 g H3BO3 ………. 100 g H2O …………114,8 g roztoku  x g ……………………………………….100       g roztoku                       x = 12,9 g  tj. 12,9 % roztok  ( máme vyrobit ) 2. krokdosadíme do směšovací rovnice: 150 . 5  + m2 . 100   = ( 150 + m2 ) . 12,9                                                                               m2  = 13,6 g kyseliny Závěr: Nasyceného roztoku dosáhneme přídavkem 13,6 kyseliny trihydrogenborité. 

XI. Ze 150 g roztoku NaCl nasyceného při 20° C se odpařilo 85 g vody. Kolik krystalů se vyloučilo? (rozpustnost = 36 g na 100 g vody)     Řešení: l. krok - kolik g NaCl roztok obsahuje?36 g NaCl ……………………. . 100 g H2O …………………136 g roztoku   x g NaCl …………………….       y g H 2O ……………………150 g roztoku        x = 39,7 g NaCl                        y = 110,3 g H2O        2.krok - kolik NaCl může být v roztoku po odpaření části vody? odpařením 85 g vody bude mít nový roztok  110,3 – 85 = 25,3 g vodyv tomto množství vody se rozpustí:  100 g vody ………..36 g NaCl                                                      25,3 g vody ………y   g NaCl                                                             y = 9,1 g  NaCl V roztoku tedy oproti původním 39, 7 g NaCl může být max. 9,1 g NaCl . To znamená, že 39,7 – 9,1 = 30,6 g NaCl se vyloučilo jako krystaly. Závěr: Po částečném odpaření roztoku z nběj vykrystalovalo 30,6 g NaCl. XII. Připravte 200 ml 0,5M roztoku kyseliny dusičné zředěním 63 % roztoku této kyseliny. Řešení:Mr(HNO3) = 63,  z tabulek ρ(HNO3) = 1,098 g/mlc =  m / (M.V)   to  znamená, že  m = c.M.V= 0,5 . 63 . 0,2 = 6,3 g HNO3  bude-li kyselina čistá ( 100%), budeme ji potřebovat  6,3 g :    6,3 g HNO3………100 %-níje-li méně koncentrovaná, budeme jí potřebovat více:                 x g HNO3 …       …63 %  -ní        (nepřímá úměra!!!!)                                                                               x = 10 g HNO3

                                                                                                 V = m/ρ = 10/1,098 = 9,1 ml Závěr: Použijeme 9,1 ml 63 % HNO3 a doplníme na 200 ml roztoku. 66. Určete molaritu 1 %-ního roztoku KCl (hustota ρ=1,005 g.cm-3).( 0,1348 mol.l-1 )

67. Máte 1,5 litru 0,2000 M roztoku NaCl. Vodu zcela odpaříte a přilijete 100 ml vody

k odparku.Určete koncentraci chloridu sodného v %!(14,92% )

68. Do 250 g 4 %-ního roztoku dusičnanu draselného přidáme 27 g dusičnanu draselného.

Jaká bude výsledná koncentrace v % ? (13.35 % )

69. V titrační baňce je 155 ml roztoku hydroxidu sodného o neznámé koncentraci. Na jeho

neutralizaci potřebujete právě 70 ml 0,1234 M roztoku kyseliny šťavelové. Určete

množství a koncentraci NaOH. ( 0,6909 g, 0,11146 M rozt. NaOH )

70. Připravte 250 ml roztoku manganistanu draselného o c = 0,0200 mol/l

( 0,7902 g manganistanu draselného, doplnit na 250 ml vodou )

71. Kolik g chloridu sodného navážíte k získání 200 ml 0,2000 M roztoku?( 2,3377 g )

72. Jaký objem má 700 g 20 %-ní kyseliny sírové. Hustotu zjistíte z tabulek.(asi 614 ml )

73. Jak se opraví 750 ml roztoku NaOH c= 1,5023 mol/l na hodnotu c = 1 mol/l ? (+ 376,73

g H2O)

74. Opravte 750 ml roztoku NaOH c = 0,6773 mol/l na hodnotu c = 1 mol/l. (+ 9,6803 g

NaOH)

75. Kolik modré skalice navážíme na přípravu 250 g roztoku, který má w(CuSO4)=11%?

( 43,0198 g )

76. Jaký objem 20 %-ní HCl odměříme, chceme-li připravit 0,5 litru 0,5 M roztoku HCl?

(Hustotu HCl zjistěte z tabulek) .( 41,5 ml)

77. Stačí 25 g NaCl na opravu 2 litrů roztoku c = 1,5 mol/l na hodnotu c = 2 mol/l?              

( ne, je zapotřebí 58, 44 g NaCl )

78. Kolik vody musíme odpařit z roztoku vzniklého smícháním 150 g 10 %-ního roztoku a

320 g 5%-ního roztoku, má-li výsledná koncentrace roztoku být 8 %. ( - 82,5 g H2O

79. Bylo rozpuštěno 150 g modré skalice ve 350 g vody. Kolik % síranu měďnatého

obsahoval   vzniklý roztok?( 19,2 % )

80. Z 350 ml 0,2 M roztoku KOH byla odpařena veškerá voda. K odparku se přidalo 150 g

vody. Kolikaprocentní roztok vznikl?(2,55 % )

81. Kolik g NaOH, který obsahuje 20 % příměsí, musíme odvážit, jestliže chceme připravit

500 ml 0,2M roztoku. (5 g )

82. Kolik 0,25 M roztoku připravíme z 85 g uhličitanu sodného?( 3,2 l)

83. Z 20 ml 36% roztoku HCl ( = 1,1789 g/ml) byl připraven 1,5 M roztok. Jaké množství

roztoku mohlo být připraveno?(155ml )

84. Roztok objemu 1,5 litru a hustoty 1,150 g/ml obsahuje 200 g síranu sodného. Vypočítejte

% koncentraci roztoku.( 11,59 % )

85. K přípravě 1,6 kg roztoku NaOH (w=0,15) byl použit hydroxid, který obsahoval 2,8%

vlhkosti. Vypočítejte jeho hmotnost a objem vody k rozpuštění. ( 0,247 g 1,353 litru )

86. Kolik ml 10% kyseliny sírové (ρ = 1,07 g/ml) je zapotřebí k neutralizaci roztoku, který

obsahuje 16 g NaOH? ( 183,2 ml )

87. Vypaříme-li do sucha 50 g vodného roztoku dusičnanu sodného,nasyceného při 10¨C,

získáme 22,3 g dusičnanu sodného. Jaká je rozpustnost dusičnanu při této teplotě?

( 80,5 g )

88. Stačí 15 g KI, který obsahuje 12 % nečistot na přípravu 200 ml 0,1 molárního roztoku

KI? ( ano, je potřeba3,77 g )

89. Jakou molární koncentraci má roztok chloridu vápenatého, který obsahuje v 1 ml roztoku

0,13 g CaCl2 ? ( 1,17 mol/l )

90. Jaký hmotnostní zlomek má roztok KNO3, nasycený při 60º C? ( 0,524 )

91. 1 dm3 roztoku HNO3 obsahuje 0,8 kg kyseliny a má hustotu 1,36 kg.dm-3. Jaký je

hmotnostní zlomek?(0,588 )

92. Je třeba připravit 300 g 12 % roztoku síranu měďnatého. Kolik modré skalice budeme

potřebovat?( 56,25 g )

93. Rozpustnost látky při 20°C je 50 g. Kolik g látky musíme přidat do 200 g 18% roztoku

této látky, má-li vzniknout nasycený roztok?( 45,88 g )

94. Jaká je % a molární koncentrace roztoku (ρ=1,225 g/ml), který vznikl přidáním 400 g

vody ke 100 ml 96% roztoku H2SO4 (ρ=1,84 g/ml).( 30,25% - 3,78 mol/l )

95. 10 g 34,89 % roztoku ZnCl2 bylo zředěno vodou na objem 200 ml. Vypočítejte molaritu

vzniklého roztoku. ( 0,128 mol/l )

96. V jakém objemu 0,365 M roztoku FeCl3 je obsažen 1 g Fe? ( 49,06 ml )

97. Kolik ml 0,125 M roztoku KOH lze připravit z 3,5 g KOH? ( 499,2 ml )

98. Kolik manganistanu draselného je potřeba na přípravu odměrného roztoku V = 1,5 l,

c = 0,02 mol/l.(4,74 g )

99. Kolik gramů KOH obsahuje 500 ml roztoku c = 0,04 mol/l , f = 1,0062? ( 1,129 g )

100. 500 ml roztoku obsahuje 1,000 g NaOH. Vypočítejte titr odměrného roztoku.

(0,0500 mol/l )

101. Připravte 6 litrů 0,5 M roztoku HCl z koncentrace 20% ( ρ = 1,11 g/ml ) (493,2 ml )

102. Jakou molaritu má 10% roztok HCl (ρ = 1,049 g/ml.( 2,87 mol/l )

103. Připravte 1500 ml 0,2 M roztoku kyseliny sírové z koncentrace 96 %,

(ρ = 1,8 g/ml). . ( 17 ml )

104. Jaký je titr 33 % kyseliny sírové (ρ = 1,25 g/ml).( 4,2092 mol/l )

105. Jaký je titr 0,05 M roztoku uhličitanu sodného. Do odměrné baňky na 100 ml bylo

naváženo 2,6497 g.( 0,24999 mol/l nebo 0,2500 mol/l)

106. Jaký faktor má 0,05 M kyselina šťavelová, jestliže do 1000 ml roztoku bylo

naváženo 6,1111 g dihydrátu kyseliny šťavelové.(0,9696 mol/l)

107. Jaká je % koncentrace roztoku, který vznikl rozpuštěním 525 g NaCl ve 2,5 kg

vody? (17,36 % )

108. Kolik g NaOH je potřeba k přípravě 3 litrů 10 % roztoku, ρ = 1,115 g/cm3?

(334,5 g )

109. Kolik gramů cukru je potřeba rozpustit ve 4,5 litrech vody, abychom získali 15%-ní

roztok?( 794,1 )

110. Ve 200 ml roztoku je 16,021 g CH3OH. Jakou látkovou koncentraci má roztok?(2,5

mol/ dm3 )

111. Kolik CH3COOH obsahuje 10 ml 10,633 M roztoku CH3COOH?( 6,385 g )

112. Jaký titr má roztok, který obsahuje 1,0282 g Na2CO3 ve 250 ml roztoku?(0,0388

mol/l )

113. Kolik vody přilijeme do 450 g 12 % roztoku NaCl, má-li koncentrace klesnout na

7 %?   ( 321,43 ml )

114. Kolik vody přilijeme do 0,5 l roztoku KMnO4 c = 0,0325 mol/l, má-li koncentrace

klesnout na c = 0,02 mol/l?( 312,5 ml )

115. Jak opravíme titr roztoku NaCl z hodnoty c = 0,25 mol/l na c = 0,2 mol/l? (do 1 l

roztoku přidáme 250 ml vody )

116. Kolik g KCl dovážíme do 300 g 2 % roztoku, má-li výsledný roztok být 5 %?( 9,474 g

)

117. Kolik g NaOH přidáme do 3 litrů 0,15 M roztoku, má-li být koncentrace 0,2 mol/l?(6

g )

118. Opravte roztok NaOH z hodnoty c = 0,4 mol/l na c = 0,5 mol/l. (4 g do 1 l roztoku )

119. Kolik Na2C2O4 obsahuje 0,2 l roztoku c = 0,3009 mol/l?( 8,064 g )

120. Jaké množství roztoku AgNO3 c = 0,7500 mol/l připravíme ze 25 g AgNO3.(196 ml)

121. Kolik g NaOH potřebujeme na přípravu 2 litrů roztoku NaOH, o c = 0,1 mol.l-1?

1M roztok NaOH obsahuje v 1 litru 1mol NaOH tj. 40g NaOH (23+16+1)0,1M roztok NaOH obsahuje v 1 litru NaOH ……… 4g NaOH0,1M roztok NaOH obsahuje ve 2 litrech NaOH…….. 8g NaOH

n(NaOH) m m/MNebo : Platí : c(NaOH) = ------------ n = ------- => c(NaOH) = --------- => V  M V

m(NaOH) = c(NaOH) . M(NaOH) . V = 0,1 . 40 . 2 = 8g

122. Jaká je látková koncentrace roztoku, jestliže v 5 litrech roztoku je obsaženo 800gNaOH?

n(NaOH) m m/M 800/40Platí : c(NaOH) = ------------ n = ------- => c(NaOH) = --------- = ------------- = 4mol/l V  M V 5 ≡ 4M roztok NaOH.

123. Jaký objem roztoku o c= 0,5 mol/l můžeme připravit z 340g AgNO3?M(AgNO3) = 170g m/M(AgNO3) 340/170V = ----------------- = ------------- = 4 litry c(AgNO3) 0,5

124. Jaká je látková koncentrace KOH, jestliže ve 2 l roztoku je obsaženo 56g KOH? (0,5M)

125. Kolik KOH potřebujeme na přípravu 3 l roztoku o c=0,1 mol/l? (1,68g)

126.Kolik g CuSO4.5H2O potřebujeme na přípravu 2 litrů 0,2M roztoku?(100g)

127. Kolik g NaOH obsahuje 150ml jeho 0,125M roztoku? (0,75g)

128.70ml vodného roztoku dusičnanu draselného obsahuje 7,077g rozpuštěné látky. Jaká je molarita rozroku? (1M)

129.Kolik g síranu draselného je třeba k přípravě 1000ml 0,25M roztoku?(43,565g) Kolik g síranu draselného obsahuje 122ml tohoto roztoku?( 5,31g)

130.Kolik g chlorovodíku je ve 2000cm3 0,2M roztoku této kyseliny?(14,6g)

131.Vypočítejte kolik g hydroxidu vápenatého je ve 100cm3 jeho 0,2M roztoku. (1,48g)

132.Kolik g NaCl je třeba použít k přípravě 4000cm3 0,1M roztoku?(23,4g)

133.Vypočítejte, kolik cm3 0,1M roztoku chloridu železitého je možné připravit rozpuštěním 648,84g této látky ve vodě. (40000cm3)

134.Jaká je látková koncentrace 250 ml roztoku připraveného rozpuštěním 7,3g NaCl ve vodě? (c=0,5mol.l-1)

135. Vypočítejte molární koncentraci 180cm3 roztoku, který obsahuje 11,476g KOH. (1,14 M roztok)

136.Kolik g Ba(OH)2.8H2O je zapotřebí na přípravu 2dm3 0,125M roztoku Ba(OH)2?M(Ba(OH)2.8H2O) = 315,464g/molM(Ba(OH)2) = 171,342g/mol

n(Ba(OH)2 m Platí : c(Ba(OH)2) = ------------ n = ------- => m(Ba(OH)2) = c .M .V V  M

m(Ba(OH)2) = 0,125 . 2 . 171,342 = 42,837g

Nyní přepočteme na oktahydrát : 315,464g Ba(OH)2.8H2O obsahuje 171,342g Ba(OH)2 x g Ba(OH)2.8H2O obsahuje 42,837g Ba(OH)2

------------------------------------------------------------------- x = 78,866g Ba(OH)2.8H2O

137.V jakém objemu 0,365M roztoku chloridu železitého je obsažen 1g železa?M(FeCl3) = 162,5g/mol

162,5g FeCl3 obsahuje 56g Fe 162,5gFeCl3 v l litru ……1M roztok x g FeCl3 obsahuje 1g Fe x g FeCl3 v 1 litru ……..0,365M roztok------------------------------------- -------------------------------------------------- x = 2,9 g FeCl3 obsahuje 1g Fe x = 59,313g FeCl3

59,313g FeCl3 v 1 litru2,9 g FeCl3 v x litrech------------------------------

x = 0,049 l

138. Určete objem 0,01M roztoku chlorečnanu draselného, který obsahuje 2,45 g této látky.(2 l)

139.Roztok NaOH o koncentraci 0,25 mol/l se připravil rozpuštěním NaOH ve vodě tak, že výsledný roztok měl objem 2dm3. Vypočítejte hmotnost použitého NaOH. (20g)

140.Roztok chloridu vápenatého má koncentraci 0,35 mol/l. Vypočítejte hmotnost hexahydrátu chloridu vápenatého, potřebného na přípravu 750cm3 uvedeného roztoku.(57,5g)

141.Jaké množství skalice modré musíme odvážit, máme-li připravit 500cm3 0,2M roztoku?(25g)

142.Vypočítejte objem roztoku dusičnanu stříbrného o koncentraci 0,01 mol.dm-3, který je možno připravit z 3,397g dusičnanu stříbrného. (2dm3)

143.Kolik cm3 64% kyseliny dusičné (= 1,3866g.cm-3) potřebujeme na přípravu 1000 cm3 jejího 2M roztoku? 1 mol HNO3 = 63g 1M roztok kyseliny v 1000 cm3 má 63 g HNO3

2M roztok kyseliny v 1000 cm3 bude obsahovat 2 x 63 = 126g HNO3

Budeme tedy potřebovat 100% HNO3 ….. 126g K dispozici je jen 64% HNO3 …… x g --------------------------- x = 196,9g tj. 196,9/1,3866 = 142 ml 64% HNO3

144.Kolik ml HCl o w= 36% a o hustotě 1,179g/cm3potřebujeme k přípravě 1000cm3 roztoku HCl o koncentraci 0,1mol/dm3 (8,599ml)

145.Kolik ml 20% HCl (= 1,098g.cm-3) a kolik ml vody je třeba na přípravu 2dm3 jejího 1,117 M roztoku o hustotě 1,0181 g.cm-36?(371,3ml HCl a 1628,7 ml vody)

146.Kolik cm3 64% kyseliny dusičné (= 1,3866g.cm-3) zneutralizuje 1000 cm3 2M roztoku NaOH?HNO3 + NaOH NaNO3 + H2O látky reagují v poměru 1:1 tedy : na zneutralizování 1000 ml 2M roztoku NaOH potřebujeme 1000ml 2M roztoku HNO3

tj. 1000ml 2M roztoku HNO3 obsahuje 126g 100% kyseliny a 64% kyseliny dusičné budeme potřebovat více – 196,9 g to je 196,9:1,3866 = 142 ml 64% HNO3

147.Jaká je procentní (hmotnostní) koncentrace 2,591 M roztoku kyseliny sírové. Roztok má hustotu 1,1548 g.cm-3

1M roztok kyseliny sírové v 1 litru obsahuje 98 g H2SO4 2,591M roztok H2SO4 v 1 litru obsahuje 2,591 x 98 = 253,918 g H2SO4

hmotnostní koncentrace je vyjádřená jako množství látky ve 100 gramech tedy zjistíme, že 253,918 g H2SO4 v 1 litru to je ve 1154,8 gramechx g H2SO4 ………………….. ve 100 gramech------------------------------------------------------------x = 253,918 .100/1154,8 = 22 gramů H2SO4 ve 100 gramech roztoku tj. 22% roztok

148.Vypočítejte molaritu a procentuální koncentraci roztoku NaOH, jestliže 500g tohoto roztoku obsahuje 136,52 g NaOH. Hustota roztoku je 1,2411 g.cm-3

Hmotnostní (procentní) koncentrace je definována : počet gramů látky ve 100 gramech roztoku : 500g roztoku obsahuje 136,52 g NaOH 100g roztoku obsahuje x g NaOH ----------------------------------------------- x = 136,52 . 100/500 = 27,3% roztok NaOHLátková (molární) koncentrace je definována : počet gramů v 1000 ml roztoku, tedy :27,3 g NaOH je obsaženo ve 100 g roztoku, v 1000 g roztoku je obsaženo 273 g NaOH

273 g NaOH je v 1000g roztoku to je v 805,7 ml roztokux g NaOH je obsaženo v ……………1000 ml roztoku---------------------------------------------------------------------x = 273 . 1000/805,7 = 338,8 g NaOH – to znamená, že

1M roztok NaOH v 1000 ml obsahuje 40 g NaOH x M roztok NaOH ………………….338,8 g NaOH x = 338,8 : 40 = 8,7 M roztok NaOH

Ř E D Ě N Í : Směšovací rovnice nebo křížové pravidlo.

m1c1 + m2c2 = m3c3 objemy se nesčítají, platí : V1ρ1c1 + V2ρ2c2 = V3ρ3c3

m1 + m2 = m3

Přidání čistého rozpouštědla : m1w1(A) = (m1 + m2) . w3(A) Koncentrace látky v čistém rozpouštědle (vodě) je 0%

Přidání čisté látky : m1 . 1 + m2w2(A) = (m1 + m2) . w3(A) 1 = koncentrace č. látky je 100%

Křížové pravidlo : výchozí roztok 1 w3 - w2 ……. m1

w1(%)

výsledný roztok 3 w3(%)

výchozí roztok 2 w1 - w3 ……. m2 w2(%)

-----------------------------------------------

m3 počet dílů výsledného roztoku w3

149.Kolika procentní roztok dostaneme, smícháme-li 1,5 dm3 10% roztoku kys. sírové (ρ = 1,0661g/ml) s 0,5 dm3 40% roztoku téže kyseliny (ρ = 1,3028g/ml).

m1c1 + m2c2 = m3c3 m1 = ρ1.V1 = 1500 . 1,0661 = 1599,15 g

m2 = ρ2 .V2 = 500 . 1,3028 = 651,4 g

1599,15 . 10 + 651,4 . 40 = 2250,55 . x

x = 18,68 %

150.Kolik cm3 80% roztoku kys.fosforečné (ρ = 1,633g/ml) a kolik cm3 vody je nutné smíchat, aby vzniklo 500 cm3 4% roztoku této kyseliny (ρ = 1,02g/ml)?

80 % 4 díly 4 díly 80% : 80 dílům 4% = x g : 500 . 1,02 g x = 25,5 g 80% kys.fosforečné 4 % Sčítáme hmotnosti, ne objemy! voda = 510 g 4% – 25,5 g 80% = 484,5g0 % 76 dílů ----------------- 80 dílů 4 % roztoku

Nakonec převedeme hmotnost na objem : 25,5 g : 1,633 = 15,6 ml 80% kys. fosforečné

151. Kolik cm3 vody musíme přidat ke 180 cm3 35% roztoku HCOOH (ρ = 1,0847g/ml), aby vznikl roztok 20% (ρ = 1,0488g/ml)? Jaký bude objem vzniklého roztoku?(146,4cm3,325,78cm3)

152. Jaká bude koncentrace roztoku, který vznikl smícháním uvedených množství těchto roztoků K2CO3 . 1dm3 10% (ρ = 1,09g/ml) s 2kg 20% a 2dm3 30% roztoku (ρ = 1,3g/ml)?(22,65%)

153.Vypočítejte procentovou koncentraci roztoku, který vznikne smícháním 1dm3 14% roztoku NaCl (ρ=1,1g.cm-3) s 2 kg 5% roztoku NaCl a 1kg vody.1,1 . 14 + 2 . 5 + 0 = (1,1 + 2 + 1) . xx = 6,2 %

154.Kolik kg vody je nutno odpařit ze 2kg 10% roztoku NaOH, aby vznikl 35% roztok?2 . 10 = (2-x) . 35x = 1,428 kg

155.Jak se změní koncentrace 600 ml 1% roztoku KOH (ρ = 1,0074g/ml), přidáme-li do roztoku 5g KOH?604,44 . 1 + 5 . 100 = (604,44 + 5) . xx = 1,82 %

156.Kolik gramů NaCl je třeba přidat k 1dm3 10% roztoku NaCl (ρ = 1,0707g/ml), aby vznikl roztok 20% (ρ = 1,1478g/ml) ? Jaký je objem roztoku?(133,8375g, 1049,43ml)

157.Kolik gramů BaCl2.2H2O je třeba přidat k 800g 10% roztoku BaCl2, aby vznikl 30% roztok?(263,7g)

158.Odpařením vody bylo 180g 23,5% roztoku NaBr zahuštěno na roztok 40%. Vypočítejte hmotnost zahuštěného roztoku a objem odpařené vody.(105,75g,74,25ml)

159.Na naplnění akumulátorů je třeba 125kg 24% kys. sírové. Kolik 96% kyseliny je třeba zředit vodou, aby vznikla akumulátorová kyselina (31,25kg)

160.V jakém hmotnostním poměru a objemovém poměru musíme smíchat 10% roztok amoniaku (ρ = 0,9575/ml) s 26% roztokem amoniaku (ρ = 0,9040g/ml), aby vznikl 20% roztok? (3:5, 1:1,5735)

161.Kolik cm3 96% kys.sírové (ρ = 1,8355g/ml) a kolik vody potřebujeme na přípravu 1dm3 20% roztoku kys.sírové (ρ = 1,1394g/ml)?(129,324ml a 902 ml)

162.Přidáním 5% roztoku kys.dusičné (ρ = 1,0256g/ml) bylo 160g 40% roztoku kyseliny HNO3 (ρ = 1,22g/ml) zředěno na 15% roztok HNO3. Kolik cm3 5% roztoku HNO3 bylo třeba na ředění? (390ml)

163.Kolik cm3 1,5M roztoku je nutné přidat ke 2dm3 0,1M roztoku téže látky, abychom získali 0,2M roztok? (hustoty 1g.cm-3). (153,8cm3)

164.Určete procentovou konc. roztoku kys. sírové, připraveného zředěním 12,963g 96% kyseliny(ρ = 1,8355g/ml) a 70cm3 vody. (15%)

165.Kolik vody je nutno použít pro přípravu 40% kys.sírové (ρ = 1,205g/ml) z 250ml jejího 98% roztoku ?

166.Kolik litrů 20% roztoku kys.dusičné (ρ=1,1134g/ml) je možno připravit z 900 cm3 jejího 80% roztoku (ρ=1,633g/ml). Kolik litrů vody budeme na ředění potřebovat?

P Ř Í K L A D Y Z  T E R M O C H E M I E

1. věta termodynamická řeší otázky energetického (zpravidla tepelného) zabarvení chemických reakcí. Omezíme-li se na reakce isobarické (p = konst.) pak můžeme podle energetické bilance rozlišit :

1. reakce (děje) exotermní  (exotermické)  -  při nichž se teplo uvolňuje a reakční enthalpie ΔH° < 0

2. reakce (děje) endotermní  (endotermické) - při nichž se teplo pohlcuje a reakční enthalpie ΔH° > 0.

Úplný zápis chemické rovnice pak vypadá například takto:

 Sn (s)  + Cl2(g)  = SnCl2 (l)        ΔH°298 = - 349,4 kJ/mol 

což chápeme tak, že

1 mol cínu v tuhém skupenství (s) reaguje s 1 molem plynného chloru (g) a vznikne 1 mol kapalného chloridu cínatého, přičemž se uvolní teplo o velikosti 349 kJ/mol a to při reakční teplotě 298 K.

Pro obecnou rovnici

A + B = C + D                            ΔH°298 = - 100 kJ/mol

pak platí, že bude-li popsána s dvojnásobnými  stechiometrickými koeficienty, tj.

2A + 2B = 2C + 2D    pak          ΔH°298 =  - 200 kJ/mol

 

to znamená, že údaj o reakční enhalpii je přímo vázán na konkrétní zápis chemické rovnice a bez něj postrádá smysl.

l. termochemický zákon říká, že změní-li se směr chemické reakce, změní se znaménko enthalpie. 

Pro obecnou exotermní reakci, popsanou např. rovnicí       

A + B = C + D        ΔH°298 = - 200 kJ/mol   to znamená, že pro reakci opačnou platí 

C +D = A + B         ΔH°298 = + 200 kJ/mol .

2. termochemický zákon říká, že nezáleží na tom, jakou cestou se od reaktantů dostaneme k produktům, celková energetická bilance je vždy stejná.

Je tedy stejné, proběhne-li reakce najednou, např.

 

                    Sn + 2 Cl2 =  SnCl4                              ΔH°298 =  - 544,6 kJ/mol 

nebo dvoustupňově

                    Sn   + Cl2  = SnCl2                        ΔH°298 = - 349,4  kJ/mol

                    SnCl2  + Cl2 =  SnCl4                    ΔH°298  = -195,2 kJ/mol

protože sečteme-li uvolněná tepla ve druhém případě, dostaneme stejný výsledek jako u jednostupňové syntézy. To nám často umožňuje vypočítat reakční enthalpie reakcí, u nichž je přímé měření z nějakého důvodu nemožné, reakcí hypotetických a podobně, známe-li jinou reakční cestu.

Řešený příklad - výpočet reakčního tepla určité reakce z jiných termochemických rovnic:

I. Víme, že

                             (a)   C + O2  =  CO2            ΔH°298 =  - 395 kJ/mol

                             (b)   CO + ½ O2 = CO2       ΔH°298 =  - 284 kJ/mol,

ale přímou měřící metodou nelze zjistit reakční enthalpii reakce 

                                (c)  C + ½ O2 = CO,        ΔH°298 =  ?

 protože nelze zajistit, aby při spalování uhlíku vznikl pouze CO a nikoliv zčásti též CO2. Úkolem je přesto zjistit, jaké je reakční teplo této reakce (c).

Řešení: Zjevně platí že reakce (c) je prvním stupněm, po němž následuje stupeň druhý (b), přičemž celou reakci lze realizovat též jednostupňově (a). Protože na cestě nezáleží, musí obě cesty dávat stejný výsledek a musí tedy platit:

                                    (c) + (b) = (a)

v číslech pak                 (c) + (-284) = (-395)

                                     (c) = - 111                a tedy i ΔH°298 = -111 kJ/mol

Závěr: Reakční entalpie  reakce  C + ½ O2 = CO je ΔH°298 = -111 kJ/mol

V praxi se k podobnému účelu  používají tabelovaná (v tabulkách uvedená) tepla spalná a tepla slučovací.

Tepla spalná jsou tepla, která se uvolní spálením 1 molu nějaké sloučeniny, přičemž výsledkem tohoto spalování jsou oxidy a voda. Tato metoda se velmi často používá v organické chemii. Je jasné, že spalná tepla oxidů jsou "0". Máme-li určit reakční enthalpii reakce                                            

                                                                A + B = C + D         ΔH°298 =  ?

a známe-li spalná tepla látek A, B, C, D, postupujeme podle slovního vzoru (zápis v symbolech je poněkud nepřehledný)

   (1)      ΔH°298 = (součet spalných tepel reaktantů) - (součet spalných tepel produktů).

Řešený příklad - výpočet reakčního tepla určité reakce ze spalných tepel zúčastněných sloučenin:

II. Určete reakční enthalpii reakce K + 2 L = 3 M + N, znáte-li spalná tepla všech látek.

                                                        Spalná tepla     K:        (ΔH°)spal =  - 100 kJ/mol

                                                                                L:         (ΔH°)spal =  - 150 kJ/mol

                                                                                M:        (ΔH°)spal =  - 80 kJ/mol

                                                                                N:         (ΔH°)spal =  - 60 kJ/mol               

    Řešení: Postupujeme podle vzoru (1)    

   ΔH°298 =  [ (-100) + 2 .(-150) ] - [ 3 . (-80) + (-60)]  = - 400 + 300 = -100      (kJ/mol)  

Závěr: Reakční enthalpie uvedené reakce, vypočítaná ze spalných tepel je   ΔH°298 = - 100 kJ/mol.

Tepla slučovací jsou vlastně tepla (reakční enthalpie) uvolněná (pohlcená) při syntéze molekul sloučenin z atomů prvků. je tedy zřejmé, že slučovací tepla prvků jsou "0".

Máme-li určit reakční enthalpii reakce :

                                        A + B = C + D         ΔH°298 =  ? 

a známe-li slučovací tepla látek A, B, C, D, postupujeme podle slovního vzoru (zápis v symbolech je poněkud nepřehledný)

   (2)      ΔH°298 = (součet spalných tepel produktů) - (součet spalných tepel reaktantů).

Pozor! Vzor (2) se od vzoru (1) liší, což je častým zdrojem chyb!

Řešený příklad - výpočet reakčního tepla určité reakce ze slučovacích tepel zúčastněných sloučenin:

III. Určete reakční enthalpii reakce K + 2 L = 3 M + N, znáte-li slučovací tepla všech látek.

                                                        Spalná tepla     K:        (ΔH°)sluč  =  - 50 kJ/mol

                                                                                L:         (ΔH°)sluč  =  - 100 kJ/mol

                                                                                M:        (ΔH°)sluč =  - 150 kJ/mol

                                                                                N:         (ΔH°)sluč  =  - 200 kJ/mol

Řešení: Postupujeme podle vzoru (2)    

   ΔH°298 =  [ 3.(-150) + (-200) ] - [  (-50) + 2 .(-100)]  = - 650 + 250 = - 450      (kJ/mol)  

Závěr: Reakční enthalpie uvedené reakce, vypočítaná ze slučovacích tepel je   ΔH°298 = - 450  kJ/mol. 

1. Reakční enthalpie reakce A +B = C +  D je  ΔH°298 = - 450 kJ/mol. Určete ΔH°298 = ? pro reakci C + D = A + B. ( + 450 kJ/mol )

2. Reakční enthalpie reakce ½ A + B = C je  ΔH°298 = - 250 kJ/mol.     Určete ΔH°298 = ? pro reakci    A + 2 B = 2 C. ( -500 kJ/mol )

3. Reakční enthalpie reakce ½ A + B = C + 2 D je  ΔH°298 = - 350 kJ/mol.     Určete ΔH°298 = ? pro reakci  2 C + 4 D = A + 2 B.( + 700 kJ/mol)

4. Reakční enthalpie reakce  A = ½ C + 2 D je  ΔH°298 = - 150 kJ/mol.Určete ΔH°298 = ? pro reakci   C + 4 D = 2 A .( + 300 kJ/mol)

5. Slučovací enthalpie  sloučenin jsou podle fyzikálně-chemických tabulek tyto: H2SO4        (ΔH°)sluč  =  - 811  kJ/molNa2SO4      (ΔH°)sluč  =  - 1385 kJ/molNa2CO3      (ΔH°)sluč  =  - 1131 kJ/molH2O             (ΔH°)sluč  =  - 286 kJ/molCO2             (ΔH°)sluč  =  - 394 kJ/molUrčete reakční enthalpii   ΔH°298 = ?    pro reakci H2SO4 + Na2CO3  = Na2SO4 +  H2O + CO2  ( -123 kJ/mol)

6. Slučovací enthalpie  sloučenin jsou podle fyzikálně-chemických tabulek tyto: CuSO4       (ΔH°)sluč  =  - 2278 kJ/molBaSO4       (ΔH°)sluč  =  - 1465 kJ/mol   CuCl2         (ΔH°)sluč  =  - 206 kJ/mol   BaCl2         (ΔH°)sluč  =  - 860 kJ/molUrčete reakční enthalpii   ΔH°298 = ?    pro reakci CuSO4 + BaCl2 = BaSO4 + CuCl2   ( + 1467 kJ/mol)

7. Slučovací enthalpie  sloučenin jsou podle fyzikálně-chemických tabulek tyto: CaCO3             (ΔH°)sluč  =  - 1287 HCl                   (ΔH°)sluč  =  - 92CaCl2               (ΔH°)sluč  =  - 795 H2O                 (ΔH°)sluč  =  - 286 kJ/mol

CO2                  (ΔH°)sluč  =  - 394 kJ/mol   Určete reakční enthalpii   ΔH°298 = ?    pro reakci CaCO3 + 2 HCl = H2O  + CO2 + CaCl2 (- 4 kJ/mol )      

8. Fyzikálně chemické tabulky uvádějí tyto spalovací enthalpie pro sloučeniny:CH3COOH                - 874 kJ/molCH3COOCH3           - 1595 kJ/molCH3OH                      - 726 kJ/mol  Určete reakční enthalpii pro reakci:CH3COOH  +  CH3OH = CH3COOCH3  + H2O ( - 5 kJ/mol )

9. Fyzikálně chemické tabulky uvádějí tyto spalovací enthalpie pro sloučeniny:kyselina benzoová  - 3228 kJ/molmethanol                           - 726 kJ/molmethylbenzoát                   - 3978 kJ/mol Určete reakční enthalpii pro esterifikaci kyseliny benzoové methanolem.(+ 24 kJ/mol )

10. Známe tyto spalovací enthalpie  sloučenin:kyselina mravenčí    - 255 kJ/molmethanol                 - 726 kJ/molmethylformiát          -  975 kJ/molUrčete reakční enthalpii pro esterifikaci kyseliny mravenčí methanolem.(- 6 kJ/mol )

11. Známe tyto spalovací enthalpie  sloučenin:kyselina octová        -  874 kJ/molethanol                     - 1368 kJ/molethylacetát                - 2249 kJ/molUrčete reakční enthalpii pro esterifikaci kyseliny octové ethanolem. (+ 7 kJ/mol )

12. Tabulky uvádějí tyto hodnoty spalovacích enthalpií pro sloučeniny:ethen                            -1411 kJ/molbenzen                          - 3267 kJ/molethylbenzen                   - 4565 kJ/mol Určete reakční enthalpii adice benzenu na ethen. (-113 kJ/mol )

 

Samovolnost chemických dějů

Důležitým úkolem chemické termodynamiky je studium podmínek, za nichž určité chemické

děje probíhají samovolně. Zkušenost nám říká, že samovolně probíhají většinou děje, při

nichž se uvolňuje teplo, u nichž je tedy  ΔH° < 0. To je případ například hoření, či rozpouštění

hydroxidu sodného ve vodě a pod. Zřídka, ale přece, vyskytují se i samovolné reakce a děje,

při nichž   reakční směs teplo spotřebovává a to i na úkor okolní teploty, čili při reakci (ději)

dochází k samovolnému ochlazování - např, při rozpuštění některých solí je tento jev velmi

nápadný. Z toho je vidět, že k tomu, aby proběhl nějaký děj samovolně,nestačí jenom, aby při

něm došlo k uvolnění tepla (k poklesu potenciální energie), ale že se na celém průběhu podílí

ještě nějaký další faktor. Tím faktorem je tzv. entropie, stavová veličina, která je mírou

neuspořádanosti systému. Opět za zkušenosti víme, že každý systém spěje samovolně k

menší míře uspořádanosti, ledaže bychom tento stav vnějším energetickým zásahem změnili

(otevřeme-li tlakovou nádobu s dusíkem, plyn bude expandovat samovolně do okolí a

samovolně se již do tlakové nádoby nevrátí. Abychom ho tam vrátili, museli bychom např.

zkapalnit okolní vzduch, oddestilovat od sebe kyslík a dusík ten vtlačit nebo nalít do tlakové

nádoby, museli bychom tedy vynaložit určitou energii.). Při expanzi dusíku se dusík dostává

do neuspořádaného stavu a entropie roste.

Výpočet změny entropie je početně i matematicky poměrně náročná záležitost, kterou

přenecháme studentům chemických vysokých škol. Omezíme se pouze na některé jednoduché

výpočty, které nám ukáží při jakých teplotách může (nebo naopak nemůže) určitá chemická

reakce nebo děj probíhat.

Vhodným kriterii pro samovolnost dějů je  Gibbsova rovnice (nebo  Helmholtzova rovnice,

tou se zde však zabývat nebudeme):

                                            G = H  -  T.S    v absolutním vyjádření

kde  G ...  Gibbsova energie, též zvaná volná entalpie

        H ...  enthalpie

         T ...  teplota ( ve stupních K)

         S ... entropie.

G, H, S se však v absolutním vyjádření obtížně zjišťují, a proto v praxi pracujeme pouze s

jejich změnami, tedy

(3)                                      ΔG = ΔH - TΔS      ( J )        p = konst.,    T=konst.

Tato rovnice má na pravé straně dva členy:  

ΔH je člen enthalpický,  TΔS   je tzv. člen entropický.

Děj probíhá samovolně v případě, že

(4)                    ΔG < 0 (tzn. že volná enthalpie klesá, ΔG je záporné číslo).

To může nastat jen tehdy, jestliže 

                                                        TΔS  > ΔH

Známe-li tedy velikost těchto dvou členů, můžeme rozhodnout, zda děj za určité teploty

probíhá samovolně nebo zjistit teplotu T nad níž (resp.pod níž) děj probíhá.

I. Vstupní údaje chemické reakce:   ΔH° = + 100 kJ/mol,  TΔS = + 0,6.T.zjistěte, zda existuje teplotní interval, v němž bude reakce probíhat samovolně.

Řešení:                                ΔG < 0                                        ΔH - TΔS < 0                                        100 - 0,6 . T < 0                                            100 < 0,6 . T       /vydělíme nerovnost číslem 0,6                                            166,7 < T       (v K)Závěr: Reakce může probíhat při teplotách vyšších než 166,7 K neboli  -106,7 °C. Jedná se o reakci endotermní, protože ΔH° > 0.

II. Určete zda reakce, pro níž platí ΔH° = - 200 kJ/mol a TΔS = - 0,6.T, může samovolně probíhat při teplotě 25 °C

Řešení: Aby reakce mohla probíhat samovolně, musí mít změna volné enthalpie zápornou hodnotu (volná enthalpie musí během reakce klesat). Dosadíme-li do vztahu (3) zadané hodnoty, zjistíme, že

ΔG = ΔH - TΔS

ΔG = - 100 - [-0,6 .(273,2 + 25)] =  -100 + 178,9 = 78,2 > 0

Závěr: Při teplotě 25°C tato chemická reakce nemůže samovolně probíhat, protože by došlo ke vzrůstu volné enthalpie.

13. Pro chemickou reakci máme k dispozici tyto vstupní údaje:   ΔH° = - 200 kJ/mol,    

TΔS = 1,2 . T . Vypočítejte ΔG a rozhodněte, zda tato reakce bude probíhat samovolně

při teplotě 200 °C. ( ΔG = - 767,6 ; samovolný průběh je možný)

14. Pro chemickou reakci máme k dispozici tyto vstupní údaje:   ΔH° = - 150 kJ/mol,

 TΔS = -05 . T . Vypočítejte ΔG a rozhodněte, zda tato reakce bude probíhat

samovolně při teplotě 25 °C. ( ΔG = + 28,2 ; reakce samovolně probíhat nebude )

15. Zjistěte, v jakém teplotním intervalu bude samovolně probíhat reakce, o níž známe

tyto údaje: ΔH° = -324 kJ/mol , TΔS = -1,3 . T .

( Samovolná reakce je možná při teplotách nižších než -24°C)

16. Zjistěte, v jakém teplotním intervalu bude samovolně probíhat reakce, o níž známe

tyto údaje: ΔH° = 600 kJ/mol , TΔS = + 2 . T .

( Samovolná reakce je možná při teplotách vyšších  než 26,8 °C )

17. Zjistěte, v jakém teplotním intervalu bude samovolně probíhat reakce, o níž známe

tyto údaje: ΔH° = 200 kJ/mol , TΔS = - 3,2 . T .

(reakce není možná při žádné teplotě, Kelvinova stupnice nemá záporné hodnoty )

V ý p o č t y p r o i d e á l n í p l y n

Zákon Boylův – Mariottův vyjadřuje závislost tlaku plynu a jeho objemu za konstantní

teploty : p . V = konst., tj. p1 . V1 = p2 . V2

Zákon Gay – Lussacův vyjadřuje závislost objemu na teplotě za konstantního tlaku :

V1 V2 V----- = ------ čili ------- = konst T1 T2 T

Zákon Charlesův vyjadřuje závislost tlaku plynu na jeho teplotě za konstantního

objemu :

p p1 p2

----- = konst., nebo ------ = ------- T T1 T2

Stavová rovnice ideálního plynu : p . V = n . R . T za n dosazujeme známé vztahy

R = 8,31 J.K-1.mol-1

Nebo :

p1 . V1 p2 . V2

--------- = ---------- T1 T2

I. Určete hustotu oxidu uhelnatého za normálních podmínek.Řešení: Molární hmotnost CO je 28 g/mol.

ρ = 28 / 22,4 = 1,25 (kg/m 3 )

Závěr: Hustota CO za normálních podmínek je 1,25 kg/m3

II. Určete molární hmotnost plynu, který má za normálních podmínek hustotu ρ = 1,429 kg/m3.

Řešení: a) M = ρ . 22,4 ( při použití vzorce v této podobě vyjde molární hmotnost přímo v g/mol, vyžaduje však zkušenost při používání jednotek )

M = 1,429 . 22,4 = 32,01 (g/mol)

b) úvahou a trojčlenkou:

1 000 litrů (tj. m3 ) plynu ............................. 1,429 kg22,4 litru plynu .......................................... x kg (1 mol)

x = 22,4 . 1,429 / 1000 = 0,03201 (kg) = 32,01 (g)

Závěr: Molární hmotnost neznámého plynu je 32 g/mol, tedy je to pravděpodobně kyslík.

III. Určete objem plynu při 100 °C a tlaku 50,7 kPa, víte-li, že za normálních podmínek má objem 50 litrů.

Řešení: Známe určité hodnoty stavových veličin ve dvou stavech, použijeme tedy stavovou rovnici v podobě

p1 . V1 / T1 = p2 . V2 / T2

a dosadíme v jednotkách SI

101325 . 0,050 / 273,16 = 50 700 . V2 / 373,1618,546 = 135,867 . V2

V2 = 0,136 (m 3 )

Závěr: Daný plyn zaujímá za požadovaných podmínek objem 136,6 litru  IV. Jaký objem zaujímá 5 molů (ideálního) plynu při tlaku 100 kPa a teplotě 50 °C?

Řešení: Známe některé veličiny jenom v 1 stavu, použijeme tedy stavovou rovnici ve tvaru

p.V = n . R . T

100 000 . V = 5 . 8,14 . (273,16 + 50)V = 0,1343 (m3)

Závěr: 5 molů ideálního plynu zaujímá za požadovaných podmínek objem 134,3 litru.

V. Kolik litrů vodíku (za n.p.) vznikne rozpuštěním 327 g Zn v kyselině chlorovodíkové?

Řešení: Zinek reaguje s kyselinou chlorovodíkovou dle rovnice

Zn + 2 HCl = ZnCl2 + H2

to znamená, že z l molu Zn (65,38 g) vznikne 1 mol (22,4 l) vodíku. S výhodou tedy řešíme trojčlenkou nebo logickou úvahou

65,38 g Zn ....................................... 22,4 l H2

327 g Zn ........................................ x l H2

x = 327 . 22,4 / 65,38 = 112 (litru H2)

Závěr: Ze 327 g Zn se získá 5 molů vodíku, tj. za normálních podmínek 112 litrů H2 .

1.Jakou molární hmotnost má plyn, jestliže 1 litr tohoto plynu má za normálních podmínek hmotnost 2,86 g ?(mol )

2.Určete hmotnost l molu plynu, víte-li, že jeho hustota je 1,34 g/l . ( 30 g/mol )

3.Jak velký objem má za normálních podmínek 25 g oxidu uhelnatého ?(20 l )

4Jakou molární hmotnost má plyn, jestliže půl litru tohoto plynu má za normálních podmínek hmotnost 1,43 g ?(64 g/mol )

5.Určete molární hmotnost plynu, když víte, že jeho hustota je 1,66 g/l.( 37,18 g/mol )

6. Jak velký objem má za normálních podmínek 25 g oxidu dusnatého?( 18,7 l )

7. Který z plynů H2O, O2, CO2, N2, CO se bude hromadit v uzavřené místnosti po delší době u země a proč? (Určete jejich hustotu a použijte Archimédův zákon).( CO2 )

(K zamyšlení: Je třeba vůbec hustotu počítat?)

8. Vzduch obsahuje zhruba 80 % dusíku a 20 % kyslíku. Množství ostatních plynů je zanedbatelné. Určete hustotu vzduchu za normálních podmínek. (výpočtem 1,286 kg/m3 - tabulková hodnota 1,295 kg/m3 )

9. Jaký objem zaujme za n.p. 6 g vodíku? (67,24 dm3)

10. Jaká je hmotnost dusíku, který za n.p. zaujímá objem 112 dm3?( 140 g)

11. 1 dm3 plynu má hmotnost (za n.p.) 1,25 g. Jaká je relativní molekulová hmotnost plynu?(28)

12. Kolik dm3 oxidu uhličitého vznikne rozkladem 125 g uhličitanu vápenatého, který obsahuje 10% nečistot?(25m3)

13. Kolik kg CO lze vyrobit ze 100 m3 oxidu uhličitého, jestliže reakce C + CO2 → 2 CO probíhá jen z 80 %?(200 kg)

14. Kyslík se získává v dýchacích přístrojích reakcí peroxidu sodíku s vydechovaným CO2. ( Na2O2 + CO2 → Na2CO3 + 1/2 O2 ).  Kolik g kyslíku lze získat z 1 kg peroxidu, jestliže obsahuje 5% inaktivního Na2O.(194,87 g)

15. Oxid nikelnatý reaguje za vyšší teploty s amoniakem takto: 3 NiO + 2NH3 → 3 Ni + N2 + 3 H2O Kolik litrů dusíku vznikne ze 100 g NiO, obsahuje-li výchozí surovina 25 % nečistot. (7,5 l)

16. Vypočítejte objem vodíku v dm3, který vznikne reakcí 4 molů sodíku s vodou.(44,8 dm3)

17. Jaký objem oxidu uhličitého se spotřebuje při tvrdnutí malty obsahující 30 kg hašeného vápna. (9068 dm3)

18. 25 litrů dusíku má za normálních podmínek hmotnost 31,25 g. Jaká je jeho realitní atomová hmotnost?(14)

19. 3,5 litru fosforových par má za normálních podmínek hmotnost 19,375 g. Z kolika atomů se skládají molekuly těchto par?(4)

20. Jakou hmotnost má za normálních podmínek 7 litrů argonu?(12,5g)

21. 1,4 bromových par má za normálních podmínek hmotnost 10 g, Z kolika atomů se skládají molekuly těchto par?(2)

22. l litr vzduchu má za normálních podmínek hmotnost 1,293 g. Je stejný objem fluoru lehčí nebo těžší než vzduch a kolikrát?( těžší asi 1,3 x)

23. Je amoniak lehčí nebo těžší než vzduch a o kolik %?(lehčí asi o 42 %)

24. Kolikrát je oxid uhličitý těžší než vzduch?(asi 1,5x)

25. Plynojem o objemu 50 m3 obsahuje 25 t kapalného amoniaku. Kolikrát by musel být jeho objem větší, aby pojal za normálních podmínek stejné množství amoniaku plynného?(660 x )

26. Místo čistého vodíku se k plnění vzducholodí používá směsi vodíku (obj. 20 %) a helia (obj. 80 %), jejíž předností je, že nehoří. Vypočítejte hmotnost 1 m3 této směsi.(160 g)

27. Jaký objem v m3 má za normálních podmínek 1024 molekul dusíku?( 0,0373 m3)

28. Jaký objem má za normálních podmínek 3,011.1024 molekul chloru?(112 litrů)

29. Za konstantní teploty je objem určitého množství plynu 950ml a tlak 999,91 hPa.

Vypočítejte, jak se změní objem daného plynu, zvýší-li se tlak na 1013,25 hPa. (938ml)

30. Za konstantní teploty je v ocelové láhvi 20 dm3 dusíku pod tlakem 15MPa. Jaký objem

zaujme dusík při tlaku 102MPa? (2,94m3)

31. O kolik procent se zvětší objem 100 cm3 kyslíku, zvýší-li se za stálého tlaku jeho teplota

z 200C na 800C? (20,5%)

32. Pneumatiky osobního vozu jsou při teplotě -100C nahuštěny na tlak 180kPa.Za

předpokladu konstantního objemu vypočítejte, jak se změní tlak za teploty 150C?

(17,1kPa)

33. Určité množství plynu zaujímá při teplotě 300C a tlaku 109,3 kPa objem 270 cm3. Jaký

je objem tohoto množství plynu při normálních podmínkách? (262,4cm3)

34. Při teplotě 180C a tlaku 102kPa je hmotnost 1290 cm3 plynu 2,71g. Vypočítejte relativní

molekulovou hmotnost plynu: (49,85)

35. Vypočítejte hustotu oxidu uhličitého při teplotě 200C a tlaku 100 kPa: (1,806kg/m3)

36. Tlak kyslíku, který zaujímá objem 25 dm3 je 115 kPa. Na jakou hodnotu klesne tlak

kyslíku po jeho expanzi na objem 30 dm3, zůstane-li teplota nezměněna? (95,83kPa)

37. Jak se změní tlak dusíku, zvětší-li se za stálé teploty jeho objem 4x? (na 0,25)

38. Jaké množství kyslíku je v tlakové láhvi o obsahu 25 dm3 při tlaku 1,519.107 Pa a teplotě

180C: (5022,615g)

39. Vypočítejte hodnotu a rozměr univerzální plynové konstanty :

P Ř Í K L A D Y Z  E L E K T R O C H E M I E

1. Výpočet elektrodového potenciálu se děje podle Nernstovy rovnice :

E = E0 + ln cMn+

. R.T / (n.F)

nebo :

E = E0 + log cMn+

. 0,059 / n

E ….potenciál elektrody změřený vůči standardní vodíkové elektrodě- elektrodový potenciálE0 …standardní elektrodový potenciál(250C,jednotková koncentrace vlastních iontů)R … molární plynová konstanta (8,314 J.K-1.mol-1)T … termodynamická teplotaF … Faradayova konstanta (96485 C.mol-1)n … počet elektronů vyměněných v elektrodové reakcicM

n+ … koncentrace iontů Mn+ v roztoku

2. Oxidačněredukční potenciály : dovolují určovat průběh redox reakcí.

Platí obecná rovnice :

Ox + z.e- --------- Red

Pro potenciál elektrody z ušlechtilého kovu (Pt, Au) ponořené v roztoku oxidované a

redukované formy téže látky (potenciál redox elektrody) platí rovnice Petersova, která je

modifikací rovnice Nernstovy

R . T [ox]E = E0 + ----------- . ln -------- n . F [red]

nebo : R . T [ox]E = E0 + ----------- . log -------- n . F [red]

pro standardní podmínky je T = 298K, R = 8,31 J.K-1.mol-1 – universální plynová konstanta, F = 96500 C.mol-1 – Faradayova konstanta[ox] je molární koncentrace oxidované formy látky v systému[red] je molární koncentrace redukované formy látky v systému

Po dosazení konstant dostaneme tvar Peterovy rovnice :

0,059 [ox]E = E0 + ----------- . log -------- n [red]

Hodnoty standardních redox potenciálů jsou tabelovány můžeme podle nich usoudit zda daná

rekce proběhne či nikoli. Potenciály oxidačně-redukčních potenciálů soustav :

pořadí poloreakce potenciál(V)+75 Li+1 / Li Li+1 + e---› Li - 3,04+74 Rb+1 / Rb Rb+1 + e---› Rb - 2,98

+73 K+1 / K K+1 + e---› K - 2,93+72 Cs+1 / Cs Cs+1 + e---› Cs - 2,92+71 Fr+1 / Fr Fr+1 + e---› Fr - 2,92+70 Ba+2 / Ba Ba+2 + 2e---› Ba - 2,92+69 Ra+2 / Ra Ra+2 + 2e---› Ra - 2,92+68 Sr+2 / Sr Sr+2 + 2e---› Sr - 2,89+67 Ca+2 / Ca Ca+2 + 2e---› Ca - 2,84+66 Na+1 / Na Na+1 + e---› Na - 2,71+65 La+3 / La La+3 + 3e---› La - 2,38+64 Y+3 / Y Y+3 + 3e---› Y - 2,37+63 Mg+2 / Mg Mg+2 + 2e---› Mg - 2,36+62 Pr+3 / Pr Pr+3 + 3e---› Pr - 2,35+61 Ce+3 / Ce Ce+3 + 3e---› Ce - 2,34+60 Ho+3 / Ho Ho+3 + 3e---› Ho - 2,33+59 Nd+3 / Nd Nd+3 + 3e---› Nd - 2,32+58 Er+3 / Er Er+3 + 3e---› Er - 2,32+57 Tm+3 / Tm Tm+3 + 3e---› Tm - 2,32+56 Tb+3 / Tb Tb+3 + 3e---› Tb - 2,31+55 Sm+3 / Sm Sm+3 + 3e---› Sm - 2,30+54 Lu+3 / Lu Lu+3 + 3e---› Lu - 2,30+53 Pm+3 / Pm Pm+3 + 3e---› Pm - 2,29+52 Dy+3 / Dy Dy+3 + 3e---› Dy - 2,29+51 Gd+3 / Gd Gd+3 + 3e---› Gd - 2,28+50 Yb+3 / Yb Yb+3 + 3e---› Yb - 2,22+49 Ac+3 / Ac Ac+3 + 3e---› Ac - 2,13+48 Cm+3 / Cm Cm+3 + 3e---› Cm - 2,06+47 Sc+3 / Sc Sc+3 + 3e---› Sc - 2,03+46 Es+3 / Es Es+3 + 3e---› Es - 2,0+45 Lr+3 / Lr Lr+3 + 3e---› Lr - 2+44 Eu+3 / Eu Eu+3 + 3e---› Eu - 1,99+43 Be+2 / Be Be+2 + 2e---› Be - 1,97+42 Fm+3 / Fm Fm+3 + 3e---› Fm - 1,96+41 Cf+3 / Cf Cf+3 + 3e---› Cf - 1,93+40 Th+4 / Th Th+4 + 4e---› Th - 1,83+39 Md+3 / Md Md+3 + 3e---› Md - 1,7

+38 Hf+4 / Hf Hf+4 + 4e---› Hf - 1,70+37 Al+3 / Al Al+3 + 3e---› Al - 1,68+36 Zr+4 / Zr Zr+4 + 4e---› Zr - 1,55+35 Pa+4 / Pa Pa+4 + 4e---› Pa - 1,47+34 U+4 / U U+4 + 4e---› U - 1,38+33 Np+4 / Np Np+4 + 4e---› Np - 1,30+32 Pu+4 / Pu Pu+4 + 4e---› Pu - 1,25+31 Ti+3 / Ti Ti+3 + 3e---› Ti - 1,21+30 No+3 / No No+3 + 3e---› No - 1,2+29 Mn+2 / Mn Mn+2 + 2e---› Mn - 1,18+28 V+2 / V V+2 + 2e---› V - 1,13+27 Bk+4 / Bk Bk+4 + 4e---› Bk - 1,05+26 SiO2

/ Si SiO2 + 4H+1 + 4e- --› Si + 2H2O - 0,91+25 Am+4 / Am Am+4 + 4e---› Am - 0,90+24 Cr+2 / Cr Cr+2 + 2e- --› Cr - 0,90+23 H3BO3

/B H3BO3 + 3H+1 + 3e- --› B + 3H2O - 0,89+22 TiO+2 / Ti TiO+2 + 2H+1 + 4e- --› Ti + H2O - 0,86+21 Ta+5 / Ta Ta+5 + 5e---› Ta - 0,81+20 Zn+2 / Zn Zn+2 + 2e- --› Zn - 0,76+19 Cr+3 / Cr Cr+3 + 3e- --› Cr - 0,74+18 Se -2 / Se Se + 2e- --› Se -2 - 0,67+17 SO3

-2 / S SO3 -2 + 6H+ + 4e- --› S + 3 H2O - 0,66

+16 Nb2O5 / Nb Nb2O5 + 10H+1 + 10e- --› 2Nb + 5H2O - 0,65

+15 Ga+3 / Ga Ga+3 + 3e---› Ga - 0,53+14 H3PO3

/ P H3PO3 + 3H+ + 3e- --› P + 3 H2O - 0,50

+13 S -2 / S S + 2e- --› S -2 - 0,48+12 Fe+2 / Fe Fe+2 + 2e- --› Fe - 0,44+11 Cd+2 / Cd Cd+2 + 2e- --› Cd - 0,40+10 In+3 / In In+3 + 3e- --› In - 0,34+09 Tl+1 / Tl Tl+1 + e- --› Tl - 0,34+08 Co+2 / Co Co+2 + 2e- --› Co - 0,28+07 Ni+2 / Ni Ni+2 + 2e- --› Ni - 0,23+06 In+1 / In In+1 + e- --› In - 0,20+05 Sn+2 / Sn Sn+2 + 2e- --› Sn - 0,14+04 Pb+2 / Pb Pb+2 + 2e- --› Pb - 0,13

+03 WO3 / W WO3 + 6H+1 + 6e- --› W + 3H2O - 0,09

+02 PH3 / P P + 3H+ + 3e- --› PH3 - 0,06

+01 Fe+3 / Fe Fe+3 + 3e- --› Fe - 0,04+00 H+ / H2(g) 2H+1 + 2e- --› H2 +0,00- 01 H2MoO4

/Mo H2MoO4 + 6H+1 + 6e- --› Mo + 4H2O +0,11- 02 Ge+4 / Ge Ge+4 + 4e- --› Ge +0,12- 03 Sb4O6

/ Sb Sb4O6 + 12H+1 + 12e- --› 4Sb + 6H2O +0,15- 04 At -1 / At2 At2

+ 2e- --› 2 At -1 +0,2- 05 HAsO2

/ As HAsO2 + 3H+1 + 3e- --› As + 2H2O +0,24- 06 TcO2

/ Tc TcO2 + 4H+1 + 4e- --› Tc + 2H2O +0,27- 07 ReO4

-1 / Re ReO4-1 + 8H+1 + 7e- --› Re + 4H2O +0,42

- 08 Bi+3 / Bi Bi+3 + 3e- --› Bi +0,32- 09 Cu+2 / Cu Cu+2 + 2e- --› Cu +0,34- 10 Po+2 / Po Po+2 + 2e- --› Po +0,37- 11 Cu+1 / Cu Cu+1 + e- --› Cu +0,52- 12 OH -1 / O2 O2

+ 2e- --› 2 OH -1 +0,54- 13 I -1 / I2 I2

+ 2e- --› 2 I -1 +0,54- 14 Te+4 / Te Te+4 + 4e- --› Te +0,57- 15 OsO2

/ Os OsO2 + 4H+1 + 4e- --› Os + 2H2O +0,69- 16 Rh+3 / Rh Rh+3 + 3e- --› Rh +0,76- 17 Hg2

+2/ Hg Hg2+2 + 2e- --› 2Hg +0,79

- 18 Ag+1 / Ag Ag+1 + e- --› Ag +0,80- 19 Ru+2 / Ru Ru+2 + 2e- --› Ru +0,80- 20 Hg+2/ Hg Hg+2 + 2e- --› Hg +0,85- 21 PdO / Pd PdO + 2H+1 + 2e- --› Pd + H2O +0,92- 22 Br -1 / Br2 Br2

+ 2e- --› 2 Br -1 +1,09- 23 Ir+3 / Ir Ir+3 + 3e- --› Ir +1,16- 24 Pt+2 / Pt Pt+2 + 2e- --› Pt +1,19- 25 NO3

-1 / N2 NO3 -1 + 6H+ + 5e- --› N2 + 3 H2O +1,25

- 26 Cl -1 / Cl2 Cl2 + 2e- --› 2 Cl -1 +1,36

- 27 Au+3 / Au Au+3 + 3e- --› Au +1,42- 28 H4XeO6

/ Xe H4XeO6 + 8H+ + 8e- --› Xe + 6 H2O +2,18

- 29 F -1 / F2 F2 + 2e- --› 2 F -1 +2,87

pořadí poloreakce potenciál(V)

+05 Se -2 / Se Se + 2e- --› Se -2 - 0,67+04 SO3

-2 / S SO3 -2 + 6H+ + 4e- --› S + 3 H2O - 0,66

+03 H3PO3 / P H3PO3

+ 3H+ + 3e- --› P + 3 H2O - 0,50+02 S -2 / S S + 2e- --› S -2 - 0,48+01 PH3

/ P P + 3H+ + 3e- --› PH3 - 0,06+00 H+ / H2(g) 2H+1 + 2e- --› H2 +0,00- 01 At -1 / At2 At2

+ 2e- --› 2 At -1 +0,2- 02 OH -1 / O2 O2

+ 2e- --› 2 OH -1 +0,54- 03 I -1 / I2 I2

+ 2e- --› 2 I -1 +0,54- 04 Br -1 / Br2 Br2

+ 2e- --› 2 Br -1 +1,09- 05 NO3

-1 / N2 NO3 -1 + 6H+ + 5e- --› N2 + 3 H2O +1,25

- 06 Cl -1 / Cl2 Cl2 + 2e- --› 2 Cl -1 +1,36

- 07 H4XeO6 / Xe H4XeO6

+ 8H+ + 8e- --› Xe + 6 H2O +2,18- 08 F -1 / F2 F2

+ 2e- --› 2 F -1 +2,87

3. Elektrolýza

Pokud na elektrody z kovů ponořených do roztoků jejich iontů přivedeme stejnosměrný

elektrický proud, nastává další elektrochemický jev – elektrolýza.

Množství vyloučené látky při elektrolýze : Faradayovy zákony

m = A . Q nebo m = A . I . t A = M/z . F

A – elektrochemický ekvivalent

F – Faradayova konstanta

M – molární hmotnost elektrolýzovaného iontu

Z – počet vyměněných elektronů na elektrodě

Příklady :

Určete elektrodový potenciál zinkové elektrody, při koncentraci  elektrolytu 0,5 mol/l a teplotě 0°C Řešení: Dosadíme potřebné veličiny do vztahu (1):

 E = E° +  RT. ln c / (z.F) = -0,763 + 8,314. 273,16 . ln 0,5/(2 . 9,65.104) =

 = -0,763 + (-1574,17)/193000 = -0,771  (V) 

Závěr: Zinková elektroda, ponořená do elektrolytu o koncentraci 0,5 mol/l má při teplotě 0°C elektrodový potenciál -0,771 V.    

 

 II. Jaké napětí se objeví mezi zinkovou a měděnou elektrodou při 0°C, budou-li oba kovy ponořeny do elektrolytů s c = 1 mol/l? Řešení: Protože koncentrace c = 1 mol/l  a ln c = ln 1 = 0, budou elektrodové potenciály nezávislé na teplotě. S použitím vztahu (2) pak zjistíme, že mezi elektrodami se ustaví elektrické napětí                                         U =  | E1 - E2 |  = | -0,763 - 0,337 | = | -1,1 |  = 1,1 VZávěr: Mezi zinkovou a měděnou elektrodou se za uvedených podmínek ustaví elektrické napětí  1,1 V III. Jaké napětí bude produkovat elektrochemický článek, tvořený beryliovou elektrodou ponořenou v elektrolytu Be2+ o koncentraci 0,01 mol/l a  stříbrnou elektrodou ponořenou do elektrolytu Ag+ o koncentraci 0,05 mol/l, při teplotě 10°C? Řešení: Nejdříve spočítáme elektrodové potenciály jednotlivých elektrod: Be:        E1 = E° +  RT. ln c / (z.F) = -1,847 + 8,314 . 283,16 . ln 0,01/(2 . 9,65.104) = -1,903Ag:        E2 = E° +  RT. ln c / (z.F) =  0,799 + 8,314 . 283,16 . ln 0,05/(1 . 9,65.104) = 0,726 a napětí opět zjistíme jako absolutní hodnotu rozdílu elektrodových potenciálů             U =  | E1 - E2 |  = | -1,903 - 0,726 | = | -1,1 |  = 2,629 V  Závěr: Elektrochemický článek bude zpočátku produkovat napětí o velikosti 2,629 V IV. Elektrické napětí se může objevit i mezi stejnými elektrodami, pokud jsou ponořeny do elektrolytů různých koncentracích. Těmto článkům se říká koncentrační. Zjistěte, jaké napětí se objeví mezi zinkovými elektrodami, bude-li 1 elektroda ponořena do roztoku 0,1 mol/l a druhá do roztoku 0,001 mol/l při teplotě 25 °C) Řešení:     Postup je v podstatě stejný jako v příkladu III., ale není potřeba použít standardní elektrodové potenciály, protože jsou shodné a při odečítání potenciálů se vzájemně zruší. Můžeme proto rovnou psát: U =  | 8,314.298,16.ln 0,1/(2 . 9,65.104) - 8,314.298,16.ln 0,001/(2 . 9,65.104)| nejdříve provedeme vytknutí stejných čísel před závorku, abychom zbytečně dvakrát nepočítali totéž U = 8,314 . 298,16/(2 . 9,65.104) . | ln 0,1  -   ln 0,001|  =     0,01284 . | -2,3026 + 6,9077 | = 0,05913 V

  Závěr: Elektrochemický koncentrační článek bude  produkovat napětí o velikosti  0,05913 V .                                                             

1. Určete potenciál zinkové elektrody ponořené do 0,5 M roztoku Zn2+ při teplotě 50°C.  (-0,7726 V )

2. Jaký potenciál má barnatá elektroda ponořená do 0,01 M roztoku Ba 2+ při teplotě 100°C?(-2,98 V )    

3. Pásek čistého hliníku je ponořen do roztoku o koncentraci iontů Al3+  c = 0,02 mol/l    při teplotě 25°C. Určete potenciál této elektrody.( -1,6955 V )

4. Na jaký potenciál se nabije měděná elektroda při teplotě 0°C, bude-li ponořena do roztoku  s obsahem Cu2+ o koncentraci  c = 0,1 mol/l?( +0,31 V)     

5. Jaké napětí se ustaví na elektrodách článku při 35°C, jehož 1 elektroda je zinková v elektrolytu o c = 0,5 mol/l Zn2+ a druhá elektroda je měděná v elektrolytu s měďnatými ionty Cu2+  0,1 mol/l?( 1,0786 V)

6. Vypočítejte napětí, které bude mezi elektrodami při teplotě 25°CI. - barnatá ponořená do roztoku Ba2+ c = 0,003 mol/lII. - stříbrná ponořená do elektrody tvořeného roztokem Ag+ o c= 0,002 mol/l               ( 3,6199 V )

7. Určete napětí v koncentračním článku tvořeném kobaltovými elektrodami při teplotě 20°C. Jedna elektroda je ponořená do roztoku c = 0,01mol/l, druhá do c = 2 mol/l Co2+. ( 0,0669 V )

8. Vypočítejte napětí mezi elektrodami koncentračního článku při teplotě 25°C. 4lánek má platinové elektrody, z nichž jedná je v elektrolytu koncentraci iontů Pt2+ c= 1,5 mol/l, druhá v elektrolytu s c = 0,002 mol/l. ( 0,0850 V )

9. Elektrochemický článek má měděné elektrody, obě ponořené do elektrolytu  s c = 0,01 mol/l Cu2+. Teplota jednoho elektrolytu je 0°C, teplota druhého elektrolytu 100°C. Určete napětí článku. ( 0,0198 V )

10. Elektrochemický článek má stříbrné elektrody, obě ponořené do elektrolytu  s c = 0,001 mol/l Ag+. Teplota jednoho elektrolytu je 0°C, teplota druhého elektrolytu 100°C. Určete napětí článku.( 0,0595 V )

11. Jaké napětí se ustaví na elektrodách článku při 20°C, jehož 1 elektroda je zlatá v elektrolytu o c = 0,1 mol/l Au3+ a druhá elektroda je magnesiová  v elektrolytu s hořečnatými ionty Mg2+  1,5 mol/l? ( 3,8364 V)

12. Jaké bude napětí při teplotě 20°C na berylio-rtuťném článku s elektrolyty c = 0,1 mol Be2+/l  a c = 0,001 mol Hg2+ /l ?( 2,5768 V )

13. Určete napětí mezi elektrodami článku při teplotě 25°C, jestliže železná elektroda je ponořená do elektrolytu o c = 01 mol/l Fe2+ a paladiová elektroda je v elektrolytu  0,5 mol/l Pd2+.( 1,4476 V )

Ř E Š E N Í R E D O X

1. Atomy dvou prvků mění svá oxidační čísla

2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H2O MnVII + 5e = MnII | 2SIV - 2e = SVI      | 5 redukce : MnVII MnII

oxidace : SIV SVI

redukční činidlo : Na2SO3

oxidační činidlo : KMnO4

2. Atomy jednoho prvku mění své oxidační číslo – proporcionační a synproporcionační

a) 3Cl2 + 6KOH = 5KCl + KClO3 + 3H2O

Cl20 + 2e = 2Cl-I   10 | 5

Cl20 - 10e = 2ClV    2 | 1

redukce : Cl20 2Cl-I

oxidace : Cl20 2ClV

redukční činidlo : část molekul Cl20

oxidační činidlo : část molekul Cl20

b) KBrO3 + 5KBr + 3H2SO4 = 3Br2 + 3K2SO4 + 3H2OBr+V - 5e = Br0 | 1Br-I + 1e = Br0  | 5 redukce : Br+V Br0

oxidace : Br-I Br0

redukční činidlo : KBroxidační činidlo : KBrO3

3. Atomy tří prvků mění svá oxidační čísla

10FeCl2 + 6KMnO4 + 24H2SO4 = 5Fe2(SO4)3 + 10Cl2 + 6MnSO4 + 3K2SO4 + 24H2OFeII - 1e = FeIII

2Cl-I - 2e = Cl20

MnVII + 5e = MnII

Sečteme množství elektronů, které odevzdává molekula FeCl2, to jest 1 atom FeII a 2 atomy Cl-I, součet zapíšeme jako koeficient pro mangan. Vzhledem k tomu, že v pravé části rovnice nemůžeme zapsat pět atomů železa (měli bychom zapsat koef. 2,5, což se nepoužívá), oba koeficienty vynásobíme dvěma. FeII - 1e = FeIII    \

                               5 x 2 = 102Cl-I - 2e = Cl2

0  /

MnVII + 5e = MnII - 3 x 2 = 6 redukce : MnVII MnII

oxidace : FeII FeIII, 2Cl-I Cl2

0

redukční činidlo : FeCl2

oxidační činidlo : KMnO4

 

1. 2KMnO4 + 5Zn + 8H2SO4 = 2MnSO4 + 5ZnSO4 + K2SO4 + 8H2O  redukce : MnVII + 5e = MnII | 2oxidace : Zn0 - 2e = ZnII | 5redukční činidlo : Znoxidační činidlo : KMnO4

2. 2KMnO4 + 3KNO2 + H2O = 2MnO2 + 3KNO3 + 2KOH  redukce : MnVII + 3e = Mn | 2oxidace : NIII - 2e = NV | 3redukční činidlo : KNO2

oxidační činidlo : KMnO4

3. 2KMnO4 + K2SO3 + 2KOH = 2K2MnO4 + K2SO4 + H2O  redukce : MnVII + 1e = MnVI | 2oxidace : SIV - 2e =SVI | 1redukční činidlo : K2SO3

oxidační činidlo : KMnO4

4. K2Cr2O7 + 6NaI + 7H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3I2 + K2SO4 + 3Na2SO4 + 7H2O  redukce : 2CrVI + 6e = 2CrIII | 2 | 1oxidace : 2I-I - 2e = I2

0 | 6 | 3redukční činidlo : NaIoxidační činidlo : K2Cr2O7

5. 5PbO2 + 2Mn(NO3)2 + 6HNO3 = 5Pb(NO3)2 + 2HMnO4 + 2H2O  redukce : PbIV + 2e = PbII | 5oxidace : MnII - 5e = MnVII | 2redukční činidlo : Mn(NO3)2

oxidační činidlo : PbO2

6. 3Br2 + 6NaOH = 5NaBr + NaBrO3 + 3H2O  redukce : Br2

0 + 2e = 2Br -I | 5oxidace : Br2

0 - 10e = 2BrV | 1redukční činidlo : část molekul Br2

0

oxidační činidlo : část molekul Br20

7. H2SO4 + 3H2S = 4S + 4H2O  redukce : SVI + 6e = S0 | 1oxidace : SII - 2e = S0 | 3redukční činidlo : H2S

oxidační činidlo : H2SO4

8. 3As2S3 + 28HNO3 + 4H2O = 6H3AsO4 + 9H2SO4 + 28NO  redukce : NV + 3e = NII | 28

oxidace : 2AsIII - 4e = 2AsV

3S-II - 24e = 3SVI | 3

redukční činidlo : As2S3

oxidační činidlo : HNO3

9. Au + HNO3 + 3HCl = AuCl3 + NO + 2H2O  redukce : NV + 3e = NII | 1oxidace : Au0 - 3e = AuIII | 1redukční činidlo : Au0

oxidační činidlo : HNO3

10. 5H2SO4 (konc.) + 2P = 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O  redukce : SVI + 2e = SIV | 5oxidace : P0 - 5e = PV | 2redukční činidlo : P0

oxidační činidlo : H2SO4

11. Fe2O3 + 3H2 (1100 oC) = 2Fe + 3H2O  redukce : 2FeIII + 6e = 2Fe0 | 1oxidace : H2

0 - 2e = 2HI | 3redukční činidlo : H2

oxidační činidlo : Fe2O3

12. 2HBr + H2SO4 (konc.; to) = Br2 + SO2 + 2H2O  redukce : SVI + 2e = SIV | 1oxidace : 2Br -I - 2e = Br2

0 | 1redukční činidlo : HBroxidační činidlo : H2SO4

13. 2CuCl2 + 4KI = 2CuI + I2 + 4KCl  redukce : CuII + 1e = CuI | 2oxidace : 2I-I - 2e = I2

0 | 1redukční činidlo : KIoxidační činidlo : CuCl2

14. SiO2 + 2F2 = SiF4 + O2  

redukce : F20 + 2e = 2F-I | 4 | 2

oxidace : 2O-II - 4e = O20 | 2 | 1

redukční činidlo : SiO2

oxidační činidlo : F2

15. H2SO4 + 4F2 = 2HF + SF6 + 2O2  redukce : F2 + 2e = 2F-I | 8 | 4  oxidace : 4O-II - 8e = 2O2

0 | 2 | 1redukční činidlo : H2SO4

oxidační činidlo : F2

16. KClO3 + 6HCl (to) = KCl + 3Cl2 + 3H2O  redukce : ClV + 6e = Cl-I | 2 | 1oxidace : 2Cl-I - 2e = Cl2

0 | 6 | 3redukční činidlo : HCloxidační činidlo : KClO3

17. K2Cr2O7 + 14HCl (to) = 2CrCl3 + 3Cl2 + 2KCl + 7H2O  redukce : 2CrVI + 6e = 2CrIII | 2 | 1oxidace : 2Cl-I - 2e = Cl2

0 | 6 | 3redukční činidlo : HCloxidační činidlo : K2Cr2O7

18. Na2SO3 + Cl2 + H2O = Na2SO4 + 2HCl  redukce : Cl2

0 + 2e = 2Cl-I | 2 | 1oxidace : SIV - 2e = SVI | 2 | 1redukční činidlo : Na2SO3

oxidační činidlo : Cl2

19. 2KClO3 + 3S (to) = 2KCl + 3SO2  redukce : ClV + 6e = Cl-I | 4 | 2oxidace : S0 - 4e = SIV | 6 | 3redukční činidlo : Soxidační činidlo : KClO3

20. NH3 + 3O3 = HNO2 + 3O2 + H2O  redukce : O3

0 + 6e = 3O-II | 6 | 1oxidace : N-III - 6e = NIII | 6 | 1redukční činidlo : NH3

oxidační činidlo : O3

21. 6KI + 3O3 + 3H2O = 6KOH + 3I2 + 3O2 po vykrácení2KI + O3 + H2O = 2KOH + I2 + O2  redukce : O3

0 + 6e = 3O-II | 2 | 1oxidace : 2I-I - 2e = I2

0 | 6 | 3redukční činidlo : KIoxidační činidlo : O3

22. 2KMnO4 (200 oC) = K2MnO4 + MnO2 + O2  

redukce : MnVII + 1e = MnVI

MnVII + 3e = MnIV | 8 | 2

oxidace : 4O-II - 8e = 2O2O | 4 | 1

redukční činidlo : část molekul KMnO4

oxidační činidlo : část molekul KMnO4

23. 6KNO3 (to) = 6KNO2 + 3O2 po vykrácení 2KNO3 (to) = 2KNO2 + O2  redukce : NV + 2e = NIII | 12 | 6oxidace : 6O-II - 12e = 3O2

O | 2 | 1redukční činidlo : část molekul KNO3

oxidační činidlo : část molekul KNO3

24. 2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2  redukce : 2HI + 2e = H2

0 | 3oxidace : Al0 - 3e = AlIII | 2redukční činidlo : Aloxidační činidlo : H2O

25. CaH2 + 2H2O = Ca(OH)2 + H2  redukce : 2HI + 2e = H2

0 | 2 | 1oxidace : 2H-I - 2e = H2

0 | 2 | 1redukční činidlo : CaH2

oxidační činidlo : H2O

26. 2F2 + 2H2O = 4HF + O2  redukce : F2

0 + 2e = 2F-I | 2oxidace : 2O-II - 4e = O2

0 | 1redukční činidlo : H2Ooxidační činidlo : F2

27. 3S + 6KOH (to) = K2SO3 + 2K2S + 3H2O  

redukce : S0 + 2e = S-II | 2oxidace : S0 - 4e = SIV | 1redukční činidlo : část atomů Soxidační činidlo : část atomů S

28. 2FeCl3 + H2S = 2FeCl2 + S + 2HCl  redukce : FeIII + 1e = FeII | 2oxidace : S-II - 2e = S0 | 1redukční činidlo : H2Soxidační činidlo : FeCl3

29. 2H2S + 4Ag + O2 = 2Ag2S + 2H2O  redukce : O2

0 + 4e = 2O-II | 1oxidace : 2Ag0 - 2e = 2AgI | 2redukční činidlo : Agoxidační činidlo : O2

30. 3CuS + 8HNO3 (konc.) = 3CuSO4 + 8NO + 4H2O  redukce : NV + 3e = NII | 8oxidace : S-II - 8e = SVII | 3redukční činidlo : CuSoxidační činidlo : HNO3

31. SO2 + Br2 + 2H2O = H2SO4 + 2HBr  redukce : Br2

0 + 2e = 2Br-I | 1oxidace : SIV - 2e = SVI | 1redukční činidlo : SO2

oxidační činidlo : Br2

32. 4FeIIS2 + 11O2 (to) = 2Fe2O3 + 8SO2  redukce : O2

0 + 4e = 2O-II | 11

oxidace : FeII - 1e = FeIII

2S-I - 10e = 2SIV | 4

redukční činidlo : FeS2

oxidační činidlo : O2

33. H2SO3 + Br2 + H2O = H2SO4 + 2HBr  redukce : Br2

0 + 2e = 2Br -I | 1oxidace : SIV - 2e = SVI | 1redukční činidlo : H2SO3

oxidační činidlo : Br2

34. 5SO3 + 2P = P2O5 + 5SO2  redukce : SVI + 2e = SIV | 5oxidace : 2P0 - 10e = 2PV | 1redukční činidlo : Poxidační činidlo : SO3

35. 2Ag + 2H2SO4 (konc.; to) = Ag2SO4 + SO2 + 2H2O  redukce : SVI + 2e = SIV | 2 | 1oxidace : 2Ag0 - 2e = 2AgI | 2 | 1redukční činidlo : Agoxidační činidlo : H2SO4

36. 2Fe + 6H2SO4 (70 %; to) = Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O  redukce : SVI + 2e = SIV | 6 | 3oxidace : 2Fe0 - 6e = 2FeIII | 2 | 1redukční činidlo : Feoxidační činidlo : H2SO4

37. Zn + 2H2SO4 (konc. 93 - 98 %) = ZnSO4 + SO2 + 2H2O  redukce : SVI + 2e = SIV | 2 | 1oxidace : Zn0 - 2e = ZnII | 2 | 1redukční činidlo : Znoxidační činidlo : H2SO4

38. 3Zn + 4H2SO4 (konc. 50 %) = 3ZnSO4 + S + 4H2O  redukce : SVI + 6e = S0 | 2 | 1oxidace : Zn0 - 2e = Zn0 | 6 | 3redukční činidlo : Znoxidační činidlo : H2SO4

39. 4Zn + 5H2SO4 (konc. 30 %) = 4ZnSO4 + H2S + 4H2O  redukce : SVI + 8e = S-II | 2 | 1oxidace : Zn0 - 2e = ZnII | 8 | 4redukční činidlo : Znoxidační činidlo : H2SO4

40. Zn + H2SO4 (zředěná: < 20 %) = ZnSO4 + H2  redukce : 2HI + 2e = H2

0 | 2 | 1oxidace : Zn0 - 2e = ZnII | 2 | 1

redukční činidlo : Znoxidační činidlo : H2SO4

41. C + 2H2SO4 (konc.) = CO2 + 2SO2 + 2H2O  redukce : SVI + 2e = SIV | 4 | 2oxidace : C0 - 4e = CIV | 2 | 1redukční činidlo : C0

oxidační činidlo : H2SO4

42. 8HI + H2SO4 (konc.) = 4I2 + H2S + 4H2O  redukce : SVI + 8e = S-II | 2 | 1oxidace : 2I-I - 2e = I2

0 | 8 | 4redukční činidlo : HIoxidační činidlo : H2SO4

43. H2O2 + KNO2 = KNO3 + H2O  redukce : 2O-I + 2e = 2O-II | 2 | 1oxidace : NIII - 2e = NV 2O-I + 2e = 2O-II

redukční činidlo : KNO2

oxidační činidlo : H2O2

44. 5H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5O2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O  redukce : MnVII + 5e = MnII | 2oxidace : 2O-I + 2e = O2

0 | 5redukční činidlo : H2O2

oxidační činidlo : KMnO4

45. 2H2O2 (to) = O2 + 2H2O  redukce : 2O-I + 2e = 2O-II | 2 | 1oxidace : 2O-I - 2e = O2

0 | 2 | 1redukční činidlo : část molekul 2H2O2

oxidační činidlo : část molekul 2H2O2

46. 6Na2O2 + 6CO2 = 6Na2CO3 + 3O2 po vykrácení 2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2  redukce : 6O-I + 6e = 6O-II | 2 | 1oxidace : 2O-I - 2e = O2

0 | 6 | 3redukční činidlo : část molekul Na2O2

oxidační činidlo : část molekul Na2O2

47. Bi + 6HNO3 (konc.) = Bi(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O  

redukce : NV + 1e = NIV | 3oxidace : Bi0 - 3e = BiIII | 1redukční činidlo : Bioxidační činidlo : HNO3

48. NH4NO2 (to) = N2 + 2H2O  redukce : 2NIII + 6e = N2

0 | 1oxidace : 2N-III - 6e = N2

0 | 1redukční činidlo : část molekul NH4NO2

oxidační činidlo : část molekul NH4NO2

49. 2(NH4)2Cr2O7 (to) = 2Cr2O3 + N2 + 8H2O  redukce : 2CrVI + 6e = 2CrIII | 1oxidace : 2N-III - 6e = N2

0 | 1redukční činidlo : část molekul (NH4)2Cr2O7

oxidační činidlo : část molekul (NH4)2Cr2O7

50. 3CuO + 2NH3 (to) = 3Cu + N2 + 3H2O  redukce : CuII + 2e = Cu0 | 6 | 3oxidace : 2N-III - 6e = N2

0 | 2 | 1redukční činidlo : NH3

oxidační činidlo : CuO 

Vyčíslete redoxní rovnice:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

P r o t o l y t i c k é r o v n o v á h y

Protolyt je sloučenina, která ve vhodném rozpouštědle je schopná odštěpit (kyselina) nebo vázat (zásada) proton (hydron). Reakce kyseliny a zásady je protolýza.

Protolytická reakce : látky si při reakci vyměňují protony H+:

HCl + H2O -------- H3O+ + Cl-

K1 Z2 K2 Z1

NH3 + H2O --------- NH4+ + OH-

Z2 K1 K2 Z1

(K1 – Z 1) = konjugované páry (K2 – Z2) = konjugované páry

Konjugované páry se liší o proton : K1 - H+ ↔ Z1 a Z2 + H+ ↔ K2

Vzniká-li ze dvou molekul téže sloučeniny kyselina a zásada : H2O + H2O ↔ H3O+ + OH -

jedná se o autoprotolýzu.

Nejběžnějším amfiprotním rozpouštědlem je voda

Rovnováha je definována iontovým součinem (produktem vody) KV , KW

KV = [H3O+] . [OH-] = 10-14 mol2. l-2 při 250C

pKV = pH + pOH = 14

čili : pH = - log [H3O+] pOH = - log [OH-]

tedy : [H+] = 10-pH [OH-] = 10-pOH

ELEKTROLYT : látka, která v roztocích nebo v taveninách vykazuje elektrickou vodivost tím, že vznikly ionty procesem zvaným elektrolytická disociace.

Elektrolyty :

Pravé : iontové sloučeniny – obsahují ionty již v pevném skupenství a při jejich rozpouštění v polárních rozpouštědlech dochází pouze k rozptýlení iontů mezi molekuly rozpouštědla a jejich solvataci

Nepravé : sloučeniny s kovalentní polární vazbou, která se teprve účinkem polárního rozpouštědla štěpí za vzniku iontů

Elektrolytická disociace je rozpad původní struktury pravých i nepravých elektrolytů na pohyblivé ionty v roztoku.Do jaké míry jsou elektrolyty v roztoku disociovány závisí na vlastnostech elektrolytu, rozpouštědla, koncentraci atd.Elektrolyty :

Silné : úplná ionizace (disociace) elektrolytu - silné kyseliny a zásady

Slabé : sloučeniny ionizují (disociují) jen částečně, elektrolytická disociace je rovnovážný děj – slabé kyseliny a zásady, disociační stupeň – α

Disociační rovnovážná konstanta Kd = disociační konstanta kyseliny nebo disociační konstanta zásady - je mírou disociace elektrolytu

[H+].[A-] [B+].[OH-]

Ideální – velmi zředěné roztoky : KHA = ---------------- KBOH = ----------------- [HA] [BOH]

aH+ . aA

-

Reálné - (koncentrovanější roztoky) : Kd = -------------- a = aktivita složky aHA

U reálných roztoků dochází k vzájemnému ovlivňování složek systému a jejich účinnost nelze vyjadřovat koncentracemi jako u ideálních roztoků, ale aktivitami. Vzájemný vztah aktivity a koncentrace určuje aktivitní koeficient : fi (tabulky)

ai = ci . fi hodnota aktivitního koeficientu se mění s iontovou sílou roztoku I

Disociační stupeň : α vyjadřuje kvantitativně disociaci (ionizaci) elektrolytu v roztoku.Nabývá hodnot 1 – 100% (0 – 1)

Teorie kyselin a zásad :

Arhenius : kyselina odštěpuje H+ - zásada odštěpuje OH-

Broensted,Lowry : kyselina odštěpuje H+ - zásada je schopna H+ přijmout

Lewis : kyselina je elektrofilní částice schopná přijmout (akceptor) elektronový pár – zásada je nukleofilní částice, která má volný elektronový pár a je jeho dárcem (donor)

1. Vypočítejte disociační konstantu kys.octové při teplotě 25ºC, je-li při této teplotě stupeň disociace 1 molární kyseliny a = 0,0134.[pK = 3,74; K = 1,82.10-3]

2. Vypočítejte disociační konstantu amoniaku, jestliže 1 molární roztok je při 25ºC disociován z 0,42 %. [K = 1,77.10-5]

3. Jak velká je disociační konstanta kyseliny mravenčí, jestliže stupeň disociace 0,1 molární kyseliny při 25ºC je a = 0,041.[1,75.10-4]

4. Kyselina propionová o c = 0,1 mol/l je při 25ºC disociována na 1,2 %. Jakou hodnotu má při této teplotě její disociační konstanta?[1,46.10-5]

5. Triethylamin je při 25ºC disociován z poloviny při koncentraci 1,1.10-3 mol/l. Určete jeho disociační konstantu.[5,5.10-4]

6. Jak je disociována 0,5 molární kyselina chlorná, když její disociační konstanta     K =  5,6.10-8?[ a = 3,35.10-4]

7. 0,01 molární kyselina siřičitá má disociační konstanty K1 = 1,5.10-2 a K2 = 10-7 (při 18ºC). Jak je kyselina disociována v tomto roztoku do 1. a do 2. stupně ? [přibližně 70 %, 0,4 %]

8. Disociační konstanty kyseliny fosforečné mají při 20ºC hodnoty K1 = 7,5.10-3; K2 = 6,2.10-8; K3 = 1,8.10-12. Z kolika % je disociována do jednotlivých stupňů kyselina a) 0,1 molární b) 0,001 molární?[a) 24 %, 0,16 %, 0,068 %; b) 90 %, 0,8 %, 0,05 %] 

9. Vypočtěte potřebné hodnoty a sestrojte graf závislosti stupně disociace na zředění (t.j. na klesající koncentraci pro kyselinu mravenčí K = 1,77.10-4 (25ºC). Návod: počítejte aproximativním vzorcem pro koncentrace 100, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5, 10-6 (mol/l). Pokud vyjde a > 0,1 použijte úplnou rovnici. Souřadný systém: vodorovná osa - disociace v %, svislá osa: konc.v mol/l (100 v počátku). [1,3 %; 4,2 %; 12,4 %; 34,1 %; 71,3 %; 94,9 %; 99,4 %]

10. Při teplotě 25ºC má disociační konstanta kyseliny mravenčí hodnotu K = 1,8.10-4, kyseliny octové 1,8.10-5. Je více disociována kyselina mravenčí v 0,1 molárním roztoku anebo kyselina octová v 0,01 molárním roztoku?[4 % v obou případech]

11.Jak velký je stupeň disociace 0,001 molární kyseliny octové?[a = 0,125]

12. 0,001 molární roztok kyseliny octové je při 25ºC disociován z 12,5 %. Vypočítejte jaký je při stejné teplotě stupeň disociace 1 molární kyseliny? [a = 0,0042]

13.Vypočítejte celkovou koncentraci kyseliny octové, která při 25ºC má a = 0,041. Disociační konstantu kyseliny naleznete v tabulkách.[0,01 mol/l]

14. Jaká je koncentrace kyseliny kyanovodíkové, je-li její stupeň disociace a = 1.10-4 a K =  7,2.10-10. [0,072 mol/l]

15. Při které koncentraci je vodný roztok ethylaminu K = 4.10-4 disociován na 20 % ? [přibližným vzorcem 0,01 mo/l][úplným vzorcem 0,008 mol/l]

16. Kyselina máselná o koncentraci 0,01 mol/l je při 25ºC disociována na 3,9 %. Při které koncentraci bude disociována na 75 % ? [přibl.vzorec 2,7.10-5 mol/l]

17.Kyselina benzoová má disociační konstantu K = 6,4.10-5 při 25ºC.Při které koncentraci je disociována na 50 %?[úplný vzorec 1,3.10-4 mol/l]

18.Kolik vody je nutno přidat ke 100 ml 0,1 molárního roztoku kyseliny mravenčí K = 1,8.10-4, aby se disociace zdvojnásobila?[300 ml]

19.Vypočítejte [H3O+] a stupeň disociace v O,5 molárním roztoku kyseliny mravenčí K = 1,76.10-4.[9,4.10-3 mol/l; 1,86 %]

20.Vypočítejte [OH-] a stupeň disociace 0,05 molárního roztoku hydroxidu amonného při teplotě 25ºC, je-li K = 1,77.10-5. [9,4.10-4 mol/l; a = 0,0188]

2 . pH, iontový součin vody

Všechny hodnoty koncentrací v mol/l, pokud není uvedeno jinak.

1. Jaké pH má roztok, jehož c(H3O+) = a) 5,2.10-4 mol/l,b) 3,8.10-9 mol/l,c) 6,3.10-11 mol/l

[a) 3,28 b) 8,4 c) 10,2]

2.Jaké je pH roztoku v němž c(OH-) = a) 4,2.10-5 mol/l,b) 2,36.10-2 mol/l,c) 6,4.10-12 mol/l                                            a) 9,6 b) 12,4 c) 2,8]

3. Vypočtěte c(H3O+) a c(OH-) je-li pH  a) 9,18,b) 4,1 ,c) 1,8[c(H3O+)=6,6.10-10;7,9.10-5;1,6.10-2mol/l],[c(OH-) = 1,5.10-5; 1,26.10-10; 6,25.10-13 mol/l]

4.Určete pH roztoku v němž c(H3O+) má tyto hodnoty: 3,2.10-3 mol/l; 6,5.10-7; 2,3.10-13

[2,49; 6,19; 12,64]

5.Vypočtěte pH roztoku v němž c(OH-) je rovno: 1,7.10-1 mol/l; 4,8.10-7; 6,3.10-9  [13,23; 7,68; 5,80]

6. Určete koncentraci oxoniových a hydroxidových iontů roztoku, jehož pH je: a) 2,13;    b) 6,50;    c) 10,10 [c(H3O+): a) 7,41.10-3, b) 3,16.10-7, c) 7,94.10-11]

[c(OH-): a) 1,35.10-12, b) 3,16.10-8, c) 1,26.10-4]

7.Jaké pH má neutrální roztok při teplotě : a)10ºC b) 60ºC c) 150ºC má-li iontový součin vody při těchto teplotách hodnoty: a) 2,92.10-15; b) 9,65.10-14; c) 2,30.10-12[7,27; 6,51; 5,82]

8.Za teploty 40ºC má neutrální roztok pH = 6,75. Vypočítejte hodnotu Kv a pKv pro tuto teplotu.[3,16.10-14; 13,52]

9.Jaká je koncentrace oxoniových iontů ve vodě při 100ºC, kdy její pH činí 6,14 ? Jakou hodnotu má při této teplotě iontový součin vody? [7,24.10-7; 5,25]

3. pH silných kyselin a silných zásad

1. Jaké pH má roztok HCl o konc. a) 0,0001 mol/l b) 0.002 mol/l c) 0,05 mol/l? [a) 4,00; b) 2,70; c) 1,30]

2. Vypočtěte pH roztoku kyseliny sírové o koncentraci a) 0,0005 mol/l; b) 0,0025 mol/l; c) 0,01 mol/l[a) 3,00; b) 2,30; c) 1,70]

3.Jaké pH mají a) 0,1 molární roztok HCl,b) 0,75 molární roztok kyseliny sírové,c) 0,1 molární roztok NaOH,d) 0,0003 molární roztok Ca(OH)2 [a) 1,00; b) 0,176; c) 13,00; d) 10,78]

4.Určete pH těchto roztoků H2SO4: a) 0,04 molárního b) 0,02 molárního c) 0,2 molárního

[a) 1,10 ; b) 1,40; c) 0,40]

5.Vypočtěte pH roztoku kyseliny dusičné, je-li její koncentrace v roztoku 9,0.10-4 mol/l .[3,05]

6.Určete pH těchto roztoků KOH a) 0,1 molárního b) 0,05 molárního c) 0,002 molárního, a  to pro teplotu 25ºC a pro teplotu 5ºC, při které je iontový součin vody Kv = 2.10-15. [25ºC: a) 13,00; b) 12,70; c) 11,30],[5º C: a) 13,70; b) 13,40; c) 12,00]

7.Určete hmotnost rozpuštěné kyseliny chloristé v 500 ml roztoku, který má pH = 5 [5,023.10-4 g]

8.Kolik g KOH je rozpuštěno v 1 litru roztoku, jehož pH je 11?[0,0561 g]

9.Vypočtěte pH 2% roztoku hydroxidu sodného, je-li hustota roztoku 1,021 g/ml.[13,71]

10.Vypočítejte pH 0,01 % roztoku kyseliny chlorovodíkové, jejíž hustota je 1 g/ml. [2,56]

11.Vypočítejte pH roztoku HCl, který ve 400 ml obsahuje 0,146 g HCl.[2]

12.Jak se změní pH vody přidáme-li do 2 litrů a) 0,0002 mol HCl; b) 0,0001 mol HCl; c) 0,0001 mol H2SO4 [a) klesne o 3,00 b) klesne o 2,70 c) klesne o 3,00]

13.Určete pH vody, jestliže do 500 ml přidáme a) 1 ml 0,5 molárního NaOH b) 10 ml 0,2 molárního NaOH[a) stoupne o 4,00; b) stoupne o 4,60]

14.Roztok, který má pH 12 zředíme stokrát. Určete pH zředěného roztoku.[14]

15.Jaké bude pH roztoku, smícháme-li 20 ml 0,1 molární HCl s 980 ml vody?[2,7]

16.Jaké pH má roztok vzniklý zředěním 50 ml hydroxidu sodného o koncentraci 0,5 mol/l na celkový objem 1000 ml ? [12,4]

17.Ke 150 ml roztoku kys. dusičné o pH = 2 přidáme 350 ml roztoku téže kyseliny o pH = 3. Jaké pH bude mít výsledný roztok?[2,43]

18.Kolik ml vody musíme přidat ke 200 ml HCl o koncentraci 0,02 mol/l, aby pH výsledného roztoku bylo 3,00?[3,8 litru]

19.Bylo smícháno 150 ml vodného roztoku HCl o pH 3,62 a 150 ml vodného roztoku téže kyseliny o pH 4,70. Jaké je výsledné pH směsi?[3,89]

20.Kolik  ml 0,05 molární kyseliny chloristé je třeba přidat k 1000 ml roztoku téže kyseliny o pH 4,20, aby pH kleslo na [5,1 ml]

21.Jaké pH má roztok vzniklý zředěním 30 ml 0,5 molárního NaOH na 250 ml?[12,78]

22.Kolik ml 20,0 % HCl (hustota = 1,008 g/ml ) je třeba přidat ke 150 ml roztoku NaOH, aby jeho pH kleslo z 9,80 na 8,00?[0,168 ml]

23.Ke 200 ml 0,5 molární kys.chlorovodíkové bylo přidáno 5 g NaOH. Vypočtěte pH za předpokladu, že přídavkem hydroxidu nenastala objemová změna.[13,10]

24. Vypočítejte pH roztoku HCl o látkové koncentraci 0,01 mol.dm-3

Silná kyselina je ve zředěných roztocích úplně disociována, takže [H3O+] resp. [OH-] v jejich roztocích lze určit z molární koncentrace elektrolytu : HCl + H2O ↔ H3O+ + OH-

[H3O+] = cHCl = 0,01 mol.dm-3 tedy pH = - log[H3O+] = - log0,01 = 2

25.Vypočítejte pH roztoku kyseliny sírové o koncentraci 0,3 mol.dm-3

Také silná kyselina, ale dvojsytná : H2SO4 + 2H2O ↔ 2H3O+ +SO4

2-

[H3O+] = 2 . cH2SO4 = 2 . 0,3 = 0,6 tedy pH = -log 0,6 = 0,22

26.Vypočítejte pH roztoku KOH o koncentraci 0,02 mol.dm-3.

Silný hydroxid – úplně disociován

[OH-] = cKOH = 0,02 pOH = -log [OH-] = -log 0,02 = 1,699 z toho pH = 14 – pOH = 12,3

27.Vypočítejte pH 0,001M roztoku HCl. (3)

28.Vypočítejte pH 0,0005M roztoku kys. sírové. (3)

29.Vypočíjte pH 0,01M roztoku NaOH. (12)

30.Vypočítejte pH 0,0005M roztoku hydroxidu barnatého.

Silný, dvojsytný hydroxid – úplně disociován.

[OH-] = 2 . 0,0005 = 0,001 mol.dm-3 pOH = -log[OH-] = 3 pH = 14 – 3 = 11

31.Jaká je látková koncentrace (molární) roztoku, který má pH = 4,6

pH = - log [H+] => [H+] = 10-pH tedy [H+] = 10-4,6 = 2,5.10-5 mol.dm-3

32.Vypočítejte pH roztoku, když koncentrace cH+ = 8,2.10-6 mol.l-1. (5,1)

33. Vypočítejte pH roztoku, jehož koncentrace cH+ = 2,35.10-5 mol.l-1. (4,6)

34. Koncentrace cH+ roztoku je 10-3 mol.l-1. Vypočítejte cOH-. 10-14

[H+].[OH-] = 10-14 [H+] = ------- = 10-11 mol.l-1

10-3

35. Jaká je látková koncentrace roztoku hydroxidu barnatého, jehož pH je 12?

pOH = 14 – 12 = 2 pOH = - log [OH-] [OH-] = 10-2

[OH-] = 2 . cBa(OH)2 tedy cBa(OH)2 = [OH-] / 2 = 5.10-3 mol.dm-3

36. Jaká je koncentrace oxoniových a hydroxidových iontů v roztoku, jehož pH = 4,4? ([H3O+] = 3,98.10-5 mol.l-1, [OH-] = 2,51.10-10mol.l-1)

37. Jaká je cH+ roztoku,jehož hodnota pOH = 9,2? (1,5.10-5mol.dm-3)

38. Vypočítejte koncentraci vodíkových iontů roztoku, jehož pOH = 3,2. (1,5.10-11)39. Vypočítejte cH+ roztoku, jehož pH = 3. (10-3)

40. Vypočítejte pH roztoku, který vznikne smísením 0,025dm3 roztoku HCl o molární koncentraci 0,1 a 0,010dm3 roztoku NaOH o molární koncentraci 0,1. NaOH + HCl → H2O + NaCl silná kyselina a silná zásada reagují v poměru 1:1

Počet molů [H3O+] vypočteme : nHCl = cHCl . VHCl = 0,1 . 0,025 = 0,0025 molPočet molů [OH-] vypočteme : nNaOH = cNaOH . VNaOH = 0,1 . 0,01 = 0,001 mol

Počet molů po reakci bude (2,5 – 1,0).10-3 = 1,5.10-3 roztok bude kyselý, protože zůstalo více kyseliny.

Celkový objem po reakci : 0,025 + 0,01 = 0,035 dm3

n 1,5.10-3

[H3O+] = ------- = ------------- = 0,0429 mol.dm-3 pH = -log0,0429 = 1,37 V  3,5.10-2

41. Do 300ml roztoku NaOH, jehož pH = 13 přidáme 200ml roztoku HCl o koncentraci 0,3mol.l-1. Vypočítejte pH výsledného roztoku.

Nejdříve vypočítáme koncentraci NaOH – pOH = 14-13 = 1 tzn. že [OH-] = 10-1 mol.l-1

Počet molů [H3O+] vypočteme : nHCl = 0,2 . 0,3 = 0,06 molPočet molů [OH-] vypočteme : nNaOH = 0,3 . 0,1 = 0,03 mol

Počet molů po reakci bude (6-3).10-2 = 3.10-2 roztok bude kyselý, protože zůstalo více kyseliny.

Celkový objem po reakci : 0,2 + 0,3 = 0,5 dm3

n 3.10-2

[H3O+] = -------- = ---------- = 0,06 mol.l-1 pH = - log 0,06 = 1,22 V  0,5

42. Vypočtěte pH 0,1M roztoku HCl. (1)

43 Jaké bude pH roztoku vzniklého smísením 250 cm3 0,01M roztoku kys.sírové s 200 cm3 0,025M roztoku KOH.

2 KOH + H2SO4 → 2 H2O + K2SO4 reagují v poměru 2 : 1

n KOH = 0,20 . 0,025 = 0,005 mol nH2SO4 = 0,25 . 0,01 = 0,0025 mol to je 2 : 1 pH=7

44. Jaké bude pH roztoku vzniklého smísením 200 cm3 0,05 M roztoku KOH s 300 cm3 0,02M roztoku kyseliny sírové a 150 cm3 0,03 M roztoku NaOH?Látková množství H3O+ a OH- jsou :

n H3O+ = 0,3 . 2 . 0,02 = 0,012 mol nOH- = 0,2 . 0,05 + 0,15 . 0,03 = 0,0025 mol

H3O+ reagují s OH- v poměru 1 : 1 tedy výsledný roztok bude zásaditý a počet zbylých molů bude 0,0025 mol OH- a celkový objem bude 0,65 dm3.

0,0025 mol ………….v 0,65 dm3

x mol ……………. v 1 dm3 viz definice molární koncentrace-----------------------------------------x = 3,85.10-3 mol pH = 14 – pOH tj. pH = 14 – (-log3,85.10-3) = 11,59

45.Bude pH 12000 dm3 vodného roztoku NaOH vyšší než 11,8, jestliže pro jeho přípravu použijeme 5 kg pevného hydroxidu ?

46.Na jaký objem musí být zředěno 350 ml roztoku NaOH, jehož pH = 12,9, má-li mít po zředění pH = 11,5 ?

4. pH slabých kyselin a slabých zásad

1. Vypočtěte pH: a) 0,01 molárního roztoku kys. octové K = 1,8.10-5, b) 0,5 molárního roztoku HCOOH K = 1,8.10-4. [a) 3,37; b) 2,02]

2. Jaké pH mají 0,1 molární roztok a 0,05 molární roztok hydroxidu    amonného?                    ( K = 1,8.10-5 ).[11,13; 10,98]

3.Určete pH těchto roztoků kyseliny octové K = 1,75.10-5 :

a) 0,1 molárního b) 0,2 molárního c) 0,005 molárního [a) 2,88; b) 2,73; c) 3,53]

4.Vypočítejte pH 0,2 molárního roztoku kyseliny propionové K = 1,34.10-5. [2,79]

5.Vypočtěte pH roztoku 2,0.10-4 molární H3BO3 pK = 9,237. [6,47]

6.Jaké je pH octového nálevu obsahujícího 2,50 % kyseliny octové hustoty 1,002 g/ml? [2,57]

7. 3,6636 g kyseliny benzoové bylo rozpuštěno ve vodě a roztok doplněn na objem 250 ml. Jaké je pH tohoto roztoku, jestliže pK = 4,20? [2,56]

8.Kolik g kyseliny mravenčí musíme rozpustit ve vodě, abychom po doplnění na 500 ml získali roztok o pH 1,87?[23 g]

9.pH metrem bylo stanoveno, že 0,5 molární kyselina mravenčí má pH 2,03. Vypočítejte disociační stupeň a disociační konstantu této kyseliny. [a = 1,86.10-2; K = 1,76.10-4]

10.Vypočítejte stupeň disociace a disociační konstantu kyseliny HCN , jestliže 0,06 molární kyselina má pH = 5,18. [a = 1,1.10-4; K = 7,2.10-10]

 

Disociace slabé kyseliny : Slabá jednosytná kyselina nebo zásada jsou slabými elektrolyty a jejich disociace je rovnovážný děj (nedisociují zcela). [H3O+].[A-]HA + H2O → H3O+ + A- rovnovážná konstanta : KA = ----------------CHA - x x + x [HA]

Koncentrace při rovnováze reakce : [H3O+] = x [A-] = x z kyseliny HA disociovalo jen [HA] - x

Látkoví množství vody, které se podílí na vzniku iontů H3O+, je vůči celkovému látkovému množství vody zanedbatelné (konstantní) a je zahrnuto v rovnovážné (disociační) konstantě. x2 [H3O+]2

KA = ------------ nebo pomocí iontů H3O+ : KA = ------------------ cHA – x cHA - [H3O+]

Pro velmi slabé kyseliny KA < 10-5 je disociace nepatrná, takže [H3O+] je vůči výchozí koncentraci mnohem menší, můžeme ji tedy zanedbat a vyjde : [H3O+]KA = ---------- cHA

[H3O+] [A-] Disociační stupeň α = ----------- = ------- cHA cHA

cHA2 . α2 cHA . α2

takže KA = ------------------- = ------------- pro velmi slabé elektrolyty KA = cHA . α cHA - cHA . α 1 – α

1. Vypočtěte disociační konstantu kyseliny mravenčí o koncentraci 0,1 mol.l-1, je-li disociována ze 4%. cHA . α 0,1 . (4.10-2)2 1,6.10-4

KA = ------------- = -------------------- = -------------- = 1,66.10 -4 1 – α 1 – 4.10-2 0,96

5. pH tlumivých roztoků

1. Jaké pH má tlumivý roztok skládající se ze 100 ml 0,1 molárního roztoku kys. octové a 100 ml 0,2 molárního roztoku octanu sodného, jestliže pKkys = 4,74 (25ºC)?[5,04]

2. Jaké pH má tlumivý roztok připravený ze stejných objemových dílů 0,1 molárního roztoku kys. octové, jestliže Kkys = 1,75.10-5 (20ºC) a 0,1 molárního octanu sodného?[4,76]

3.Vypočtěte pH tlumivého roztoku, který vznikl smíšením 0,1 molárního roztoku kyseliny mravenčí Kkys = 1,77.10-4 (20ºC) a 0,1 molárního roztoku mravenčanu sodného v objemovém poměru 2:1.[3,45]

4. Vypočtěte pH tlumivého roztoku vzniklého smíšením těchto látek: a) 2 díly 0,5 molárního NH4OH a 3 díly 0,2 molárního (NH4)2SO4,b) 3 díly 0,5 molárního NH4OH a 2 díly 0,2 molárního (NH4)2SO4, pKzas = 4,74 (25ºC) [a) 9,48; b) 9,83]

5. 1 litr roztoku obsahuje 0,1 mol kys. octové a 0,04 mol octanu sodného. Vypočítejte pH tohoto tlumivého roztoku, je-li disoc. konstanta kyseliny 1,8.10-5.[4,34]

6.Jaké bude pH tlumivého roztoku, který obsahuje 0,15 molu amoniaku a 0,25 molu NH4Cl v 500 ml vodného roztoku, jestliže Kzas = 1,77.10-5?[9,03]

7.Tlumivý roztok byl připraven smícháním 6 obj. dílů 0,1 molárního NaH2PO4 a 4 objem. dílů 0,2 molárního Na2HPO4. Určete pH roztoku, je-li disociační konstanta H3PO4 do druhého stupně K = 6,23.10-8.[7,33]

8.Jaké bude pH tlumivého roztoku, který obsahuje stejné koncentrace chloridu amonného a hydroxidu amonného, jestliže Kzas = 1,77.10-5[9,25]

9.Jaké je pH směsi složené z 50 ml 0,2 molárního amoniaku a 100 ml 0,3 molárního chloridu amonného, jestliže Kzas = 1,77.10-5?[8,77]

10.Vypočtěte pH tlumivého roztoku pro chelatometrické titrace, obsahujícího v 1 litru 54,0 g chloridu amonného 350 ml 25 % amoniaku hustoty 0,907[9,6]