STĘŻENIA ROZTWORÓW. Oznaczenia - μg- mikrogram, ng nanogram, pg pikogram, fg femtogram.

Podobne dokumenty
Ćwiczenie 1. Sporządzanie roztworów, rozcieńczanie i określanie stężeń

Materiały dodatkowe do zajęć z chemii dla studentów

Rozcieńczanie, zatężanie i mieszanie roztworów, przeliczanie stężeń

Wyrażanie stężeń. Materiały pomocnicze do zajęć wspomagających z chemii. opracował: dr Błażej Gierczyk Wydział Chemii UAM

Przeliczanie zadań, jednostek, rozcieńczanie roztworów, zaokrąglanie wyników.

1. Stechiometria 1.1. Obliczenia składu substancji na podstawie wzoru

2. WYRA ANIE ST Iwona eniem roztworu jednostk obj jednostk masy Mol Masa molowa

2. Procenty i stężenia procentowe

Obliczenia chemiczne. Zakład Chemii Medycznej Pomorski Uniwersytet Medyczny

Odpowiedź:. Oblicz stężenie procentowe tlenu w wodzie deszczowej, wiedząc, że 1 dm 3 tej wody zawiera 0,055g tlenu. (d wody = 1 g/cm 3 )

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

STĘŻENIA STĘŻENIE PROCENTOWE STĘŻENIE MOLOWE

009 Ile gramów jodu i ile mililitrów alkoholu etylowego (gęstość 0,78 g/ml) potrzeba do sporządzenia 15 g jodyny, czyli 10% roztworu jodu w alkoholu e

Zadanie: 1 (1 pkt) Oblicz stężenie molowe jonów OH w roztworze otrzymanym przez rozpuszczenie 12g NaOH w wodzie i rozcieńczonego do 250cm 3

6. ph i ELEKTROLITY. 6. ph i elektrolity

PODSTAWY STECHIOMETRII

g % ,3%

10. ALKACYMETRIA. 10. Alkacymetria

Ćwiczenia nr 2: Stężenia

Zadanie: 2 (1 pkt) Zmieszano 100 g 30% roztworu azotanu (V) sodu z 500 g wody. Oblicz Cp otrzymanego roztworu.

PRZYKŁADOWE ROZWIĄZANIA ZADAŃ

STĘŻENIA ROZTWORÓW. 2. W 100 g wody rozpuszczono 25 g cukru. Oblicz stężenie procentowe roztworu.

Obliczanie stężeń roztworów

XXV KONKURS CHEMICZNY DLA GIMNAZJALISTÓW

Główne zagadnienia: - mol, stechiometria reakcji, pisanie równań reakcji w sposób jonowy - stężenia, przygotowywanie roztworów - ph - reakcje redoks

Scenariusz lekcji w ramach korelacji chemii z matematyką

2.4. ZADANIA STECHIOMETRIA. 1. Ile moli stanowi:

XXI KONKURS CHEMICZNY DLA GIMNAZJALISTÓW ROK SZKOLNY 2013/2014

OBLICZENIA BIOCHEMICZNE

Materiał powtórzeniowy do sprawdzianu - roztwory i sposoby wyrażania stężeń roztworów, rozcieńczanie i zatężanie roztworów, zadania z rozwiązaniami

STAłA I STOPIEŃ DYSOCJACJI; ph MIX ZADAŃ Czytaj uważnie polecenia. Powodzenia!

WOJEWÓDZKI KONKURS CHEMICZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM W ROKU SZKOLNYM 2017/2018 STOPIEŃ WOJEWÓDZKI 9 MARCA 2018 R.

2. Podczas spalania 2 objętości pewnego gazu z 4 objętościami H 2 otrzymano 1 objętość N 2 i 4 objętości H 2O. Jaki gaz uległ spalaniu?

Zadania dodatkowe z konwersatorium z podstaw chemii Semestr letni, rok akademicki 2012/2013

Chemia nieorganiczna Zadanie Poziom: podstawowy

5. STECHIOMETRIA. 5. Stechiometria

WOJEWÓDZKI KONKURS CHEMICZNY

PODSTAWOWE POJĘCIA I PRAWA CHEMICZNE

Wodorotlenki. n to liczba grup wodorotlenowych w cząsteczce wodorotlenku (równa wartościowości M)

X Konkurs Chemii Nieorganicznej i Ogólnej rok szkolny 2011/12

SEMINARIUM Z ZADAŃ ALKACYMETRIA

dr inż. Marlena Gąsior-Głogowska 9 Lista 1

III A. Roztwory i reakcje zachodzące w roztworach wodnych

VI Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2013/2014

11 Lista 2 1. Oblicz skład procentowy ditlenku węgla. 2. Ile procent P 2 O 5 znajduje się w fosforanie (V) wapnia? 3. Oblicz procentową zawartość żela

3p - za poprawne obliczenie stężenia procentowego i molowego; 2p - za poprawne obliczenie jednej wymaganej wartości;

OBLICZANIE WYNIKÓW ANALIZ I

OBLICZENIA STECHIOMETRIA STECHIOMETRIA: INTERPRETACJA ILOŚCIOWA ZJAWISK CHEMICZNYCH

1. Podstawowe prawa i pojęcia chemiczne

Wojewódzki Konkurs Przedmiotowy z Chemii dla uczniów dotychczasowych gimnazjów województwa śląskiego w roku szkolnym 2017/2018

SZYBKOŚĆ REAKCJI CHEMICZNYCH. RÓWNOWAGA CHEMICZNA

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII... DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW - rok szkolny 2011/2012 eliminacje wojewódzkie

XX KONKURS CHEMICZNY KLAS TRZECICH GIMNAZJALNYCH ROK SZKOLNY 2012/2013

Zadanie: 1 (1pkt) Zadanie: 2 (1 pkt)

VIII Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2015/2016

Procentowa zawartość sodu (w molu tej soli są dwa mole sodu) wynosi:

relacje ilościowe ( masowe,objętościowe i molowe ) dotyczące połączeń 1. pierwiastków w związkach chemicznych 2. związków chemicznych w reakcjach

Jednostki Ukadu SI. Jednostki uzupełniające używane w układzie SI Kąt płaski radian rad Kąt bryłowy steradian sr

Materiały pomocnicze do przedmiotu Chemia I dla studentów studiów I stopnia Inżynierii Materiałowej

Precypitometria przykłady zadań

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW - rok szkolny 2011/2012 eliminacje rejonowe

Obliczanie stężeń roztworów

Informacja do zadań Woda morska zawiera średnio 3,5% soli.

c. Oblicz wydajność reakcji rozkładu 200 g nitrogliceryny, jeśli otrzymano w niej 6,55 g tlenu.

Chemia Nieorganiczna ćwiczenia CHC012001c Powtórzenie materiału II

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII

Wprowadzenie do chemii seminarium 2

Arkusz zadań dla I roku Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska Chemia II (semestr II)

Wojewódzki Konkurs Przedmiotowy z Chemii dla uczniów gimnazjów województwa śląskiego w roku szkolnym 2010/2011

KONKURS CHEMICZNY DLA GIMNAZJUM ETAP WOJEWÓDZKI


Zagadnienia z chemii na egzamin wstępny kierunek Technik Farmaceutyczny Szkoła Policealna im. J. Romanowskiej

XXIV KONKURS CHEMICZNY DLA GIMNAZJALISTÓW ROK SZKOLNY 2016/2017

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII DLA UCZNIÓW DOTYCHCZASOWYCH GIMNAZJÓW 2017/2018. Eliminacje szkolne

WOJEWÓDZKI KONKURS CHEMICZNY

Konkurs przedmiotowy z chemii dla uczniów dotychczasowych gimnazjów 24 stycznia 2018 r. zawody II stopnia (rejonowe)

PEHAMETRIA I ROZTWORY BUFOROWE

Zad: 5 Oblicz stężenie niezdysocjowanego kwasu octowego w wodnym roztworze o stężeniu 0,1 mol/dm 3, jeśli ph tego roztworu wynosi 3.

Powodzenia!!! WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII III ETAP. Termin: r. Czas pracy: 90 minut. Liczba otrzymanych punktów

Przykładowe rozwiązania zadań obliczeniowych

Opracował: dr inż. Tadeusz Lemek

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY DLA UCZNIÓW SZKÓŁ PODSTAWOWYCH WOJEWÓDZTWA ŚLĄSKIEGO W ROKU SZKOLNYM 2018/2019 CHEMIA

ZADANIA Z KONKURSU POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ (RÓWNOWAGI W ROZTWORZE) Opracował: Kuba Skrzeczkowski (Liceum Akademickie w ZS UMK w Toruniu)

KONDUKTOMETRIA. Konduktometria. Przewodnictwo elektrolityczne. Przewodnictwo elektrolityczne zaleŝy od:

Obliczanie wydajności reakcji

Zadanie 2. [2 pkt.] Podaj symbole dwóch kationów i dwóch anionów, dobierając wszystkie jony tak, aby zawierały taką samą liczbę elektronów.

Konkurs przedmiotowy z chemii dla uczniów gimnazjów 16 stycznia 2015 r. zawody II stopnia (rejonowe)

Równowagi jonowe - ph roztworu

Chemia nieorganiczna Zadanie Poziom: rozszerzony Punkty

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW - rok szkolny 2016/2017 eliminacje rejonowe

XXIII KONKURS CHEMICZNY DLA GIMNAZJALISTÓW ROK SZKOLNY 2015/2016

b) Podaj liczbę moli chloru cząsteczkowego, która całkowicie przereaguje z jednym molem glinu.

VII Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2014/2015

a. Dobierz współczynniki w powyższym schemacie tak, aby stał się równaniem reakcji chemicznej.

Konkurs przedmiotowy z chemii dla uczniów szkół podstawowych

dla której jest spełniony warunek równowagi: [H + ] [X ] / [HX] = K

POLITECHNIKA POZNAŃSKA ZAKŁAD CHEMII FIZYCZNEJ ĆWICZENIA PRACOWNI CHEMII FIZYCZNEJ

III Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2010/2011. ETAP I r. Godz Zadanie 1

WYZNACZANIE GĘSTOŚCI CIECZY ZA POMOCĄ WAGI HYDROSTATYCZNEJ. Wyznaczenie gęstości cieczy za pomocą wagi hydrostatycznej.

8. MANGANOMETRIA. 8. Manganometria

Transkrypt:

STĘŻENIA ROZTWORÓW Sposoby wyrażania zawartości składników w roztworach Stosunek ilości substancji rozpuszczonej do ilości roztworu lub rozpuszczalnika określa stężenie roztworu. W praktyce chemicznej najczęściej spotyka się stężenia : procentowe, molowe, molalne i ułamek molowy. Przy oznaczaniu śladowych ilości substancji przyjęte jest określanie stężenia w częściach na milion ppm (parts per million), co odpowiada 1μg/ml, a także w częściach na miliard (parts per billion). Mniejsze jednostki to odpowiednio 1 ppt (parts per trillion) i 1 ppqud (parts per quadrillion). W przypadku wodnych roztworów bardzo rozcieńczonych przyjmuje się, że 1ml = 1g. Porównanie i objaśnienie tych jednostek jest następujące: ppm 1 10-6 1 10-4 % μg/g mg/kg ppb 1 10-9 1 10-7 % ng/g μg/kg ppt 1 10-12 1 10-10 % pg/g ng/kg ppqud 1 10-15 1 10-13 % fg/g pg/kg Oznaczenia - μg- mikrogram, ng nanogram, pg pikogram, fg femtogram. Często zachodzi konieczność przeliczania jednego rodzaju stężeń na inne. Do tego celu konieczna jest znajomość gęstości roztworu. Gęstość jest stosunkiem masy do objętości i podawana jest zwykle w g/cm 3 lub w kg/dm 3. Stężenie procentowe Stężenie procentowe - c p określa liczbę jednostek wagowych substancji zawartych w 100 jednostkach wagowych roztworu p ms c m r 100% m r m m s H O 2 gdzie : m s masa substancji rozpuszczonej, m r masa roztworu Przykład 1. 50,0g KI rozpuszczono w 450g wody. Po przeprowadzeniu analizy okazało się, że roztwór zawiera 5ppm wolnego jodu. Ile miligramów jodu zawierał jodek potasu? W milionie części masowych roztworu znajduje się 5 części masowych jodu, wobec tego 5mg znajduje się w 1 000 000 mg, tj. w 1kg roztworu, w 0,5kg (450g+50g=500g=0,5kg) znajduje się zatem x = 5 0,5/1 = 2,5mg jodu

Przykład 2. Oblicz stężenie procentowe roztworu powstałego przez zmieszanie 120g 20 - procentowego roztworu i 250g 4- procentowego roztworu tej samej substancji. 120g 20 procentowego roztworu zawiera : 120 20 24g substancji 100 250g 4- procentowego roztworu zawiera : 250 4 10g substancji 100 Łącznie w 370g ( 120 +250 ) roztworu zawarte jest 34g (24 +10 ) substancji; c p 34 100 9,2% 370 Przykład 3. Obliczyć, ile gramów octanu sodu znajduje się w 324g roztworu o zawartości procentowej 5,3%. Z definicji stężenia procentowego wynika, że w 100g roztworu znajduje się 5,3g soli a więc w 324g tego roztworu odpowiednio 324 5,3 17,2g 100 Stężenie molowe Stężenie molowe - c m - określa liczbę moli substancji rozpuszczonej zawartej w 1 dm 3 roztworu lub milimoli substancji w 1 cm 3 roztworu c m ns V r ms M V s r gdzie : n s - liczba moli substancji rozpuszczonej m s masa substancji rozpuszczonej M s masa cząsteczkowa substancji rozpuszczonej V r - objętość roztworu, wyrażona w dm 3

Przykład 4. Jakie jest stężenie molowe 38-procentowego kwasu solnego o gęstości 1,1885g/cm 3? 1 mol HCl =36,5g Z definicji gęstości wynika, że masa 1dm 3 tego roztworu wynosi 1,1885 kg =1188,5 g, a z definicji roztworów procentowych że w 100g roztworu znajduje się 38g HCL; jeśli w 100g roztworu znajduje się 38g HCl to w 1188,5 g - x; 1188,5 38 x 451,6g 100 1mol HCl = 36,5g y moli = 451,6g, stąd y = 12,37 mola czyli roztwór jest 12,37 M (12,37 mol/l). Przykład 5. Ile cm 3 96 procentowego kwasu siarkowego o gęstości 1,836g/cm 3 i ile wody należy użyć aby sporządzić 3dm 3 roztworu H 2 SO 4 o stężeniu 0,2M (0,2 mol/l)? 1mol H 2 SO 4 = 98g Objętość 3 l 0,2 molowego H 2 SO 4 zawiera: 3 0,2 98 = 58,8 g H 2 SO 4. Roztwór 96-procentowy kwasu siarkowego zawiera 96g H 2 SO 4 w 100g roztworu. Potrzebne 58,8g znajduje się w 58,8 100 x 61,25g roztworu 96 Objętość potrzebnego kwasu obliczamy uwzględniając jego gęstość; m 61,25g v d g 1,836 3 cm 33,63cm 3 Należy zmieszać 33,36 cm 3 96-procentowego H 2 SO 4 oraz taką ilość wody aby łączna objętość wynosiła 3dm 3 ( 3000 cm 3 ).

Stężenie molalne Stężenie molalne m i - określa liczbę moli substancji rozpuszczonej w 1 kg rozpuszczalnika. ns ms mi m M m rozp. s rozp gdzie : n s - liczba moli substancji rozpuszczonej m rozp masa rozpuszczalnika, wyrażona w kg m s masa substancji rozpuszczonej masa cząsteczkowa substancji rozpuszczonej M s Aby molalność przeliczyć na stężenie molowe, należy liczbę wyrażającą stężenie molalne pomnożyć przez stosunek masy rozpuszczalnika do masy roztworu oraz przez gęstość roztworu. Przykład 6. 60g Ba(OH) 2 rozpuszczono w 2kg wody, otrzymując roztwór o gęstości 1,014g/cm 3. Obliczyć molalność i stężenie molowe otrzymanego roztworu. 1mol Ba(OH) 2 = 171,34g Molalność obliczymy dzieląc masę wodorotlenku baru przez masę rozpuszczalnika i masę molową wodorotlenku baru 60 mol mba(oh) 0,175 2 2 171,34 kg Stężenie molowe obliczamy wiedząc, że liczba moli wodorotlenku wynosi 60 171,34 0,35mola a masa roztworu wynosząca 2000g + 60g = 2060g zajmuje objętość 2060g g 1,014 cm 3 2031,16cm 3 Obliczoną liczbę moli zawartą w znanej objętości odnosimy do objętości 1dm 3 /1000cm 3 / - zgodnie z definicją stężenia molowego; 0,351000 x 0,172M 2031,16

Ułamek molowy Ułamek molowy N i określa stosunek liczby moli danego składnika roztworu do ogólnej liczby moli wszystkich składników tworzących roztwór. N i ni n i Suma ułamków molowych wszystkich składników roztworu równa jest jedności: N i 1 Przykład 7. Zmieszano 0,4g wodorotlenku sodu i 36g wody. Obliczyć ułamki molowe obu składników. 1mol NaOH = 40g 1mol H 2 O = 18g Liczby moli poszczególnych składników: n NaOH 0,4 0,01 40 n H 2O 36 2 18 Całkowita liczba moli wynosi : 2 + 0,01 = 2,01 Ułamki molowe składników roztworu równe są : N NaOH 0,01 0,005 2,01 N H 2 O 2 2,01 0,995 Przykład 8. Roztwór metanolu w benzenie zawiera 40 % metanolu.wyrazić skład roztworu w ułamkach molowych. 1mol CH 3 OH = 32g 1mol C 6 H 6 = 78g Roztwór jest dwuskładnikowy i zawiera na 40 części masowych metanolu, 60 części masowych benzenu.

Aby określić ułamki molowe każdego ze składników należy obliczyć ich liczbę moli : n CH 3 OH 40 1,25 32 n C 6 H 6 60 0,77 78 Całkowita liczba moli wynosi : 1,25 + 0,77 = 2,02 Ułamki molowe składników roztworu równe są : 1,25 N CH3OH 0,62 2,02 NC 6 H 6 0,77 0,38 2,02 Oczywiście w układzie dwuskładnikowym można obliczyć tylko jeden ułamek molowy, a drugi otrzymać przez odjęcie od jedności.

POMIAR GĘSTOŚCI CIECZY Do mierzenia gęstości cieczy i gazów służy areometr - urządzenie, w którym wykorzystuje się siłę wyporu z jaką ciecz lub gaz działa na zanurzone w niej ciało stałe. Istnieje wiele konstrukcji areometrów. W najprostszym wariancie (tzw. areometr obciążeniowy) jest to pusta rurka szklana, której górna wydłużona część zaopatrzona jest w specjalną skalę, część dolna w postaci bańki wypełniona jest materiałem o dużej gęstości (np. rtęć, śrut itp.), co pozwala na utrzymanie pozycji pionowej przyrządu zanurzonego w cieczy. Areometr po zanurzeniu w cieczy pływa po jej powierzchni w pozycji pionowej. Głębokość na jaką się zanurza dolna część areometru wynika z różnicy między ciężarem areometru a ciężarem wypartej przez areometr cieczy. Znając masę i objętość areometru, na podstawie głębokości na jaką się zanurzył i w oparciu o prawo Archimedesa można w przybliżeniu obliczyć gęstość analizowanej cieczy. Stosuje się różne typy areometrów : Areometr Gay-Lussaca - jest to areometr służący do bezpośredniego pomiaru gęstości cieczy. Areometr Baumé - jest to areometr, który podaje gęstość substancji w stopniach Baumé ( Bé), które w przybliżeniu odpowiadają procentowej zawartości chlorku sodu w roztworze wodnym. Areometr Baumé stosowany jest do pomiaru gęstości roztworów soli kuchennej, syropów skrobiowych, kwasu siarkowego, wodorotlenku sodu. Areometr Ballinga (lub Brixa) - jest to areometr wyskalowany w stopniach odpowiadających zawartości sacharozy w g/100g roztworu. Areometr Ballinga stosowany jest powszechnie w przetwórstwie owocowo-warzywnym, a areometr Brixa - w gorzelnictwie i cukrownictwie. Areometr Trallesa - jest to areometr, zwany alkoholomierzem, który podaje zawartość alkoholu w stopniach Trallesa ( Tr), czyli procentach objętościowych (cm³/100cm³). Areometr Oechsle - jest to areometr stosowany do pomiarów gęstości moszczu gronowego w stopniach ( Oe), które wskazują, ile gramów alkoholu można otrzymać z 1dm³ wina po całkowitym odfermentowaniu cukru. Laktodensymetr, laktometr, galaktometr, areometr służący do oznaczania gęstości mleka. Za pomocą laktodensymetru można wykryć rozcieńczenie mleka wodą. Wynalazek areometru przypisuje się Hypatii, filozofce i matematyczce greckiej żyjącej w IV wieku naszej ery.

Pomiar gęstości cieczy za pomocą areometru LITERATURA 1. E. Jagodzińska, T. Dziembowska, Z. Rozwadowski Ćwiczenia laboratoryjne z chemii ogólnej, Politechnika Szczecińska, Zakład Chemii Ogólnej, Szczecin 2005 2. M. Iwan, R. Kurpiel - Gorgol, Podstawy chemii w ćwiczeniach, Wydawnictwo Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej, Lublin 3. Z. Szponar, T. Pluciński Obliczenia z chemii ogólnej i analitycznej, Wydawnictwo Uniwersytetu Gdańskiego Gdańsk 2005 4. Z. Galus Ćwiczenia rachunkowe z chemii analitycznej,wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2006