Obsah Obecná chemie II. 1. Látkové množství Hmotnost atomů a molekul Látkové množství
6 11
2. Směsi Rozdělení směsí
16
Separační metody
20
3. Chemické výpočty Hustota, hmotnostní a objemový zlomek
25
Koncentrace
29
Výpočty z chemického vzorce
33
Ředění roztoků
37
Ideální plyn
42
4. Chemické reakce Chemické rovnice
45
Klasifikace chemických reakcí
47
Vyčíslování chemických rovnic
50
Výpočty z chemických rovnic
55
5. Rychlost chemických reakcí Základy reakční kinetiky
61
Faktory ovlivňující rychlost reakce
67
6. Chemické rovnováhy
4
Základy chemických rovnováh
72
Rozpustnost a srážecí reakce
77
Další typy rovnovážných reakcí
82
7. Acidobazické reakce Teorie kyselin a zásad
87
Síla kyselin a zásad
92
Vznik solí, reakce a využití
96
Výpočty pH
101
8. Termodynamika Úvod do termodynamiky
106
Termodynamické zákony
110
Zákony termochemie
114
9. Elektrochemie Galvanický článek
119
Elektrolýza
124
Pokusy Destilace
128
Extrakce
130
Filtrace a chromatografie
132
Příprava a ředění roztoků
134
Katalytický rozklad peroxidu vodíku
136
Indikátory v domácnosti
138
Endotermní reakce
140
Periodická soustava prvků Skupiny prvků
149
Periodická soustava prvků
150
5
kapitola
1
část
1
Hmotnost atomů a molekul Obecná chemie II.
Látkové množství
Výpisky Atomová hmotnostní konstanta má hodnotu rovnu jedné dvanáctině skutečné hmotnosti nuklidu uhlíku 12C: mu = 1,6605 · 10 –27 kg. Relativní atomová hmotnost je podíl skutečné hmotnosti atomu a atomové hmotnostní konstanty: relativní atomová hmotnost
Ar =
mreálná mu
reálná hmotnost atomu atomová hmotnostní konstanta (1,6605 · 10–27 kg)
Střední relativní atomová hmotnost je relativní atomová hmotnost, jejíž hodnota se odvíjí od výskytu nuklidů daného prvku o různých vahách. Můžeš ji najít v periodické soustavě prvků. Můžeš ji také spočítat následovně: Ar = x1 · Ar + x2 · Ar + ... + xn · Ar 1
2
n
Relativní molekulová hmotnost se dá spočítat jako součet relativních atomových hmotností prvků, ze kterých se skládá. Například pro CO2: relativní molekulová hmotnost relativní molekulová hmotnost oxidu uhličitého relativní atomová hmotnost uhlíku
Mr =
mreálná mu
reálná hmotnost molekuly atomová hmotnostní konstanta –27 (1,6605 · 10 kg)
Mr (CO2) = Ar (C) + 2 · Ar (O)
relativní atomová hmotnost kyslíku počet atomů kyslíku v molekule oxidu uhličitého
Veškeré relativní atomové a molekulové hmotnosti jsou bezrozměrné.
Příklad 1
Nevíš jak na to? Koukni do učebnice na stranu 15
Spočítej skutečné hmotnosti vybraných izotopů, jestliže víš jejich relativní atomové hmotnosti. Výsledky zaokrouhli na dvě desetinná místa: a) 23Na – 22,99 HHH b) 235U – 235,04 HHH c) 228Th – 228,03 HHH
6
Poznámky
Příklad 2 HHH
Výpočet tohoto příkladu je v učebnici na straně 16
Poznámky
Spočítej střední relativní atomovou hmotnost olova, jestliže víš, že prvek má celkem čtyři izotopy o tomto přírodním zastoupení a hmotnostech. Výsledek zaokrouhli na dvě desetinná místa: Izotop
Zastoupení [%]
Ar
204
Pb
1,4
203,97
206
Pb
24,1
205,97
207
Pb
22,1
206,98
208
Pb
52,4
207,98
Příklad 3
Nevíš si rady? Nalistuj učebnici na straně 17
Spočítej relativní molekulové hmotnosti následujících sloučenin. Výsledky zaokrouhli na dvě desetinná místa: a) KCl HHH b) BaSO4 HHH c) XeO3 HHH d) Fe(O)OH HHH
Příklad 4 HHH
Vysvětlení najdeš v učebnici na straně 16
Spočítej přírodní zastoupení dvou izotopů boru, jestliže víš tyto údaje. Výsledky zaokrouhli na dvě desetinná místa: Izotop
Zastoupení [%]
Ar
B
x
10,01
B
y
11,01
—
10,81
10
11
B
Z Z Rada U boru je uvedena střední relativní atomová hmotnost.
7
Příklad 5 HHH
Co není v hlavě, to je v učebnici na straně 14
Hmotnost izotopu 16O je 2,656016 · 10–26 kg. Vypočítej, jakou hodnotu měla atomová hmotnostní konstanta před rokem 1961, kdy se izotop kyslíku 16O používal jako referenční izotop. Výsledek zaokrouhli na čtyři desetinná místa.
Příklad 6 HHH
Jak na to najdeš v učebnici na straně 17
Vypočítej, kolik molekul vody obsahuje vzorek síranu železnatého FeSO4 · x H2O, jestliže jeho relativní molekulová hmotnost s vázanou vodou je 278,02 a v dehydratované (bezvodé) formě má relativní molekulovou hmotnost 151,91.
Příklad 7 HHH
Vysvětlení najdeš v učebnici na straně 14
Vypočítej, jakou by měl relativní molekulovou hmotnost chlorid sodný – NaCl, kdyby se dodnes používala atomová hmotnostní konstanta vztažená k izotopu kyslíku 16O. Relativní molekulová hmotnost NaCl odvozená od atomové hmotnostní konstanty vztažené k izotopu uhlíku 12C je 58,442. Výsledek zaokrouhli na tři desetinná místa.
Příklad 8 HHH
Co není v hlavě, to je v učebnici na straně 17
Zjednoduš si v tomto případě práci a předpokládej, že molekuly methanu (Mr = 16,043) a vody (Mr = 18,016) spolu tvoří jednu větší molekulu – x H2O · y CH4. Vypočítej, jaké je zastoupení methanu a vody ve vzorku této větší molekuly, jestliže celková relativní molekulová hmotnost je 441,053. Zároveň víš, že ve struktuře na jednu molekulu vody připadá 5,75 molekuly methanu.
8
Poznámky
Příklad 9 HHH
Postup najdeš v učebnici na straně 16
Předpokládej, že se vzduch chová jako molekula (proč tomu tak je – viz rada), a vypočítej jeho střední relativní molekulovou hmotnost, jestliže víš, že se ve vzduchu nacházejí tyto složky s tímto zastoupením. Výsledky zaokrouhli na tři desetinná místa: Složky
Zastoupení [%]
Mr
N2
78,09
28,014
O2
20,95
31,998
Ar
0,93
39,948
CO2
0,03
44,009
Poznámky
Z Z Rada V případě směsi různých plynů (ideálních plynů), přičemž všechny složky v tomto příkladu jsou plyny, lze spočítat „střední relativní molekulovou hmotnost“.
Maturita a přijímačky na VŠ Příklad 10
5 min.
Spočítej relativní molekulové hmotnosti následujících sloučenin. Výsledky zaokrouhli na dvě desetinná místa: a) UO2SO4 b) Na2[Zn(OH)4]
c) Na2[B4O5(OH)4] · 8 H2O
d) Na RuCl4 (CH3)2SO
2
9
Příklad 11
2 min.
Přírodní chlor je směsí dvou izotopů 35Cl a 37Cl. Vypočítej střední relativní atomovou hmotnost chloru pomocí následujících údajů. Výsledek zaokrouhli na dvě desetinná místa. Izotop
Zastoupení [%]
Ar
35
Cl
75,77
34,969
37
Cl
24,23
36,966
V V Výsledky 1 a) 3,82 · 10 –26 kg
b) 3,90 · 10 –25 kg
2 207,22 3 a) 74,55 c) 179,29 4
10
b) 233,39 d) 88,85
B – 20 %, 11B – 80 %
5 1,6600 · 10 –27 kg 6 7 molekul vody 7 58,460 8 4 H2O · 23 CH4 9 28,964 10 a) 366,09 c) 381,39 11 35,45
10
b) 179,39 d) 422,14
c) 3,79 · 10 –25 kg
Poznámky