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



Podobne dokumenty
Rozcieńczanie, zatężanie i mieszanie roztworów, przeliczanie stężeń

Materiały dodatkowe do zajęć z chemii dla studentów

Obliczenia chemiczne. Zakład Chemii Medycznej Pomorski Uniwersytet Medyczny

2. Procenty i stężenia procentowe

1. Stechiometria 1.1. Obliczenia składu substancji na podstawie wzoru

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

Ćwiczenie 1. Sporządzanie roztworów, rozcieńczanie i określanie stężeń

Przeliczanie zadań, jednostek, rozcieńczanie roztworów, zaokrąglanie wyników.

STĘŻENIA STĘŻENIE PROCENTOWE STĘŻENIE MOLOWE

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

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

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 )

Ćwiczenia nr 2: Stężenia

g % ,3%

PODSTAWOWE POJĘCIA I PRAWA CHEMICZNE

PODSTAWY STECHIOMETRII

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

XXI KONKURS CHEMICZNY DLA GIMNAZJALISTÓW ROK SZKOLNY 2013/2014

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

X Konkurs Chemii Nieorganicznej i Ogólnej rok szkolny 2011/12

1. Podstawowe prawa i pojęcia chemiczne

VI Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2013/2014

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?

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

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

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

Liczba cząsteczek w 1 molu. Liczba atomów w 1 molu. Masa molowa M

XX KONKURS CHEMICZNY KLAS TRZECICH GIMNAZJALNYCH ROK SZKOLNY 2012/2013

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

Opracował: dr inż. Tadeusz Lemek

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

dr Dariusz Wyrzykowski ćwiczenia rachunkowe semestr I

PRZYKŁADOWE ROZWIĄZANIA ZADAŃ

Elektrochemia - prawa elektrolizy Faraday a. Zadania

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

IX Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2016/2017. ETAP I r. Godz Zadanie 1 (11 pkt)

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

2.4. ZADANIA STECHIOMETRIA. 1. Ile moli stanowi:

Chemia nieorganiczna Zadanie Poziom: podstawowy

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

XXIV KONKURS CHEMICZNY DLA GIMNAZJALISTÓW ROK SZKOLNY 2016/2017

Obliczenia stechiometryczne, bilansowanie równań reakcji redoks

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

KONKURS CHEMICZNY ETAP WOJEWÓDZKI 2010/2011

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

XXV KONKURS CHEMICZNY DLA GIMNAZJALISTÓW

OBLICZENIA STECHIOMETRIA STECHIOMETRIA: INTERPRETACJA ILOŚCIOWA ZJAWISK CHEMICZNYCH

KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII

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

Kod ucznia Liczba punktów A X B C X

podstawami stechiometrii, czyli działu chemii zajmującymi są obliczeniami jest prawo zachowania masy oraz prawo stałości składu

MARATON WIEDZY CHEMIA CZ. II

XIII Konkurs Chemiczny dla Uczniów Szkół Średnich Etap II rozwiązania zadań

XI Ogólnopolski Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2018/2019. ETAP I r. Godz Zadanie 1 (10 pkt)

Cel główny: Uczeń posiada umiejętność czytania tekstów kultury ze zrozumieniem

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

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

Chemia Nieorganiczna ćwiczenia CHC012001c Powtórzenie materiału II

3. OBLICZENIA STECHIOMETRYCZNE.

8. MANGANOMETRIA. 8. Manganometria

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

VII Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2014/2015

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

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

10. ALKACYMETRIA. 10. Alkacymetria

Obliczanie stężeń roztworów

WOJEWÓDZKI KONKURS CHEMICZNY

XXIII KONKURS CHEMICZNY DLA GIMNAZJALISTÓW ROK SZKOLNY 2015/2016

VIII Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2015/2016

XIV Konkurs Chemiczny dla uczniów gimnazjum województwa świętokrzyskiego. I Etap szkolny - 23 listopada 2016

WOJEWÓDZKI KONKURS CHEMICZNY

WOJEWÓDZKI KONKURS CHEMICZNY

Mol, masa molowa, objętość molowa gazu

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

Zadanie 1. [ 3 pkt.] Uzupełnij zdania, wpisując brakującą informację z odpowiednimi jednostkami.

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII

WOJEWÓDZKI KONKURS CHEMICZNY

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

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW - rok szkolny 2012/2013 eliminacje rejonowe

6. ph i ELEKTROLITY. 6. ph i elektrolity

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

KONKURS CHEMICZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW

Obliczanie wydajności reakcji

Podstawowe pojęcia i prawa chemiczne, Obliczenia na podstawie wzorów chemicznych

Przemiany substancji

MAŁOPOLSKI KONKURS CHEMICZNY

Konkurs przedmiotowy z chemii dla uczniów gimnazjów 13 stycznia 2017 r. zawody II stopnia (rejonowe)

Rozwiązania. dla produktu MN dla M = 3 dla N = 1. Stałą równowagi obliczamy z następującego wzoru:

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

WOJEWÓDZKI KONKURS CHEMICZNY

Rozwiązania zadań II-go etapu V-go Konkursu Chemicznego dla Szkół Średnich

Nazwy pierwiastków: ...

analogicznie: P g, K g, N g i Mg g.

Małopolski Konkurs Chemiczny dla Gimnazjalistów

Elektrochemia - szereg elektrochemiczny metali. Zadania

Scenariusz lekcji w ramach korelacji chemii z matematyką

Zadanie 2. (2 pkt) Roztwór kwasu solnego o ph = 5 rozcieńczono 1000 krotnie wodą. Oblicz ph roztworu po rozcieńczeniu.

Wojewódzki Konkurs Przedmiotowy z Chemii dla uczniów gimnazjów województwa śląskiego w roku szkolnym 2012/2013

OBLICZANIE WYNIKÓW ANALIZ I

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

Transkrypt:

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

Stężenie procentowe Stężenie procentowe (procent wagowy, procent masowy) wyraża stosunek masy substancji rozpuszczonej do masy roztworu (sumy masy rozpuszczalnika i substancji w nim rozpuszczonych), wyrażony w procentach. C p( B) m 100% mb k 100% m B = = mr i i= 1 gdzie: m B masa substancji rozpuszczonej, m r masa roztworu, m i masa każdego ze składników roztworu

Stężenie procentowe Przykład 1: Oblicz procentową zawartość bizmutu w stopie przygotowanym przez stopienie 5 g Bi, 18 g Cd i 116 g Sn. Sumaryczna masa roztworu (stopu) wynosi 5 + 18 + 116 = 139 g, zatem: 139 g - 100% 5 g - x % x = 3,6%

Stężenie procentowe Przykład 2: Topnik stosowany w analizie minerałów jest mieszaniną KNO 3 i Na 2 CO 3 w stosunku molowym 2:1. Oblicz stężenie procentowe KNO 3 w topniku. M(KNO 3 ) = 101 g/mol; M(Na 2 CO 3 ) = 106 g/mol Mieszając 1 mol węglanu sodu (106 g) z 2 molami azotanu(v) potasu (202 g) uzyskamy topnik o wymaganym składzie, o łącznej masie 202+106 = 308 g. Stężenie procentowe KNO 3 wynosi zatem: 308 g - 100% 202 g - x % x = 65,6%

Stężenie procentowe Przykład 3: Rozpuszczono 28 g sześciowodnego chloranu(vii) miedzi(ii) w 130 g wody. Oblicz stężenie uzyskanego roztworu. M(Cu(ClO 4 ) 2 *5H 2 O) = 370,5 g/mol; M(Cu(ClO 4 ) 2 ) = 262,5 g/mol W 28 g uwodnionej soli znajduje się: 370,5 g - 262,5 g 28 g - x g x = 19,84 g Masa uzyskanego roztworu wynosi 130 + 28 = 158 g, możemy więc obliczyć stężenie soli: 158 g - 100% 19,84 g - y% y = 12,56%

Stężenie molowe Stężenie molowe (molowość) danego składnika A to stosunek ilości moli tej substancji do objętości roztworu (wyrażonej w dm 3 ). C m( A) n V A = = ma V M r r A gdzie: n A ilość moli substancji rozpuszczonej, m A masa substancji rozpuszczonej, M A masa molowa substancji A, V r objętość roztworu.

Stężenie molowe Przykład: Oblicz stężenie molowe roztworu zawierającego 28 g pięciowodnego siarczanu(vi) miedzi w 270 cm 3 roztworu. M(CuSO 4 *5H 2 O) = 249,5 g/mol 249,5 g - 1 mol 28 g - x mol x = 0,1122 mol 0,1122 mol - 0,27 dm 3 y mol - 1 dm 3 y = 0,42 mol/dm 3

Stężenie molalne Stężeniem molalnym (molalnością) liczba moli rozpuszczonej substancji do masy rozpuszczalnika (wyrażonej w kg). C x( A) n m A = = ma m M R R A gdzie: n A ilość moli substancji rozpuszczonej, m A masa substancji rozpuszczonej, M A masa molowa substancji A, m R masa rozpuszczalnika. Stężenie molalne jest rzadko używanym sposobem wyrażania stężeń znajduje zastosowanie w elektrochemii, w technice i do opisu roztworów bardzo rozcieńczonych.

Stężenie molalne Przykład: Oblicz stężenie molalne roztworu uzyskanego przez rozpuszczenie 11 g dziesięciowodnego siarczanu(vi) sodu w 210 g wody. M(Na 2 SO 4 *10H 2 O) = 322 g/mol; M(Na 2 SO 4 ) = 142 g/mol W roztworze znajduje się: 322 g - 1 mol 11 - x mol x = 0,0342 mola soli Masa rozpuszczalnika jest sumą masy wody krystalizacyjnej i wody użytej do przygotowania roztworu. Masę wody krystalizacyjnej obliczamy, zauważając że w 1 molu uwodnionej soli (w 322 g) znajduje się 10 moli (10*18 = 180 g) wody: 322 g - 180 g 11 g - y g y = 6,15 g wody Stężenie molalne wynosi: C x = 0,0342/(0,210+0,006,15) = 0,1582 mol/kg

Stężenie wagowe Pod pojęciem stężenia wagowego rozumiemy stosunek masy substancji rozpuszczonej do całkowitej objętości roztworu (wyrażonej w dm 3 ). C R( A) = m V A R Stężenie wagowe jest często stosowane w technologii, rolnictwie, medycynie i wielu innych dziedzinach.

Stężenie wagowe Przykład: Oblicz stężenie wagowe roztworu zawierającego 10 g chlorku sodu w 2,2 kg roztworu (d = 1,02 g/cm 3 ). Obliczamy objętość roztworu: 1 cm 3-1,02 g x cm 3-2200 g x = 2157 cm 3 Stężenie wagowe wynosi zatem: C R = 10/2,157 = 4,64 g/dm 3

Ułamek molowy, ułamek masowy Ułamek molowy składnika A to stosunek liczby moli tej substancji do sumy liczby moli pozostałych składników mieszaniny. x M( A) = Ułamek masowy składnika A to stosunek masy tej substancji do masy całego roztworu (sumy mas wszystkich składników). x W( A) m m n k i= 1 A = = r A n k i m i= 1 A m i

Ułamek molowy, ułamek masowy Przykład: Oblicz ułamek molowy i masowy HCl w kwasie solnym zawierającym 38 g chlorowodoru w 100 g roztworu. M(HCl) = 36,5 g/mol; M(H 2 O) = 18 g/mol W 100 g roztworu znajduje się 38 g HCl i 62 g wody. x w = 38/100 = 0,38 Obliczamy liczbę moli HCl i H 2 O w roztworze: 36,5 g - 1 mol 38 g - x mol x = 1,04 mol 18 g - 1 mol 62 g - y mol y = 3,44 mol x M = 1,04/(3,44+1,04) = 0,23

Gramorównoważnik, stężenie normalne Wyrażanie zawartości składnika w postaci stężenia normalnego stosowane było szczególnie chętnie w przypadku roztworów stosowanych w analizie miareczkowej. Obecnie pojęcie stężenia normalnego jest rzadko stosowane, jednakże jest ono obecne w szeregu dawniejszych podręczników i procedur, w tym norm. Stężenie normalne zdefiniowane jest jako ilość gramorównoważników substancji zawartych w jednostce objętości (wyrażonej w dm 3 ). Pojęcie równoważnika i stężenia normalnego znacznie ułatwiało obliczenia w czasach kiedy laboratoria analityczne wykonywały serie różnorodnych oznaczeń bez wykorzystania zautomatyzowanych przyrządów pomiarowych.

Gramorównoważnik, stężenie normalne Równoważnik chemiczny pierwiastka określa, ile części wagowych tego pierwiastka wypiera (lub łączy się), pośrednio lub bezpośrednio, z 1 molem atomów wodoru. Gramorównoważnik to równoważnik chemiczny wyrażony w gramach. Równoważniki chemiczne pierwiastka mogą być różne w zależności od związku, w którym występuje. Równoważnik chemiczny wyrażamy w walach (val), gramorównoważnik w gramach na wal (g/val). Aby obliczyć równoważnik chemiczny pierwiastka w związku należy podzielić jego masę atomową przez wartościowość (w tym konkretnym związku chemicznym). Przykład: Obliczyć równoważnik tlenku siarki(vi) chemiczny siarki w tlenku siarki(iv) i Dla SO 2 : 32/4 = 8 Dla SO 3 : 32/6 = 5,3

Gramorównoważnik, stężenie normalne W przypadku związków uczestniczących w reakcjach kwasowo-zasadowych (protolitycznych) równoważnik liczymy dzieląc masę molową związku przez liczbę jonów H + (lub OH - ) z którymi reaguje. Przykład: Obliczyć równoważnik chemiczny kwasu siarkowego(vi), kwasu solnego. Dla H 2 SO 4 : R(H 2 SO 4 ) = 98/2 = 49 Dla HCl: R(HCl) = 36,5/1 = 36,5

Gramorównoważnik, stężenie normalne W przypadku związków uczestniczących w reakcjach redoks oblicza się dzieląc ich masy molowe przez ilość oddanych/pobranych elektronów przez 1 ich cząsteczkę. Przykład: Oblicz równoważnik chemiczny manganianu(vii) potasu w reakcjach zachodzących w środowisku kwaśnym i obojętnym. Środowisko kwaśne: R(KMnO 4 ) = 158/5 = 31,6 (w reakcji w środowisku kwaśnym atom Mn w jonie manganianowym(vii) przyjmuje 5 elektronów) Środowisko obojetne: R(KMnO 4 ) = 158/3 = 52,7 (w reakcji w środowisku obojetnym atom Mn w jonie manganianowym(vii) przyjmuje 3 elektrony)

Gramorównoważnik, stężenie normalne Oblicz stężenie molowe i normalne roztworu uzyskanego przez rozpuszczenie 20 g H 2 SO 4 w 530 cm 3 wody. Gęstość tego roztworu wynosi 1,02 g/cm 3. M(H 2 SO 4 ) = 98 g/mol; R(H 2 SO 4 ) = 98/2 = 49 g/val Po rozpuszczeniu uzyskamy 550 g roztworu, zajmującego objętość: 1 cm 3-1,02 g x cm 3-550 g x = 539 cm 3 W roztworze znajduje się: n = 20/98 = 0,204 mola, czyli o = 0,408 val H 2 SO 4 Zatem stężenie molowe uzyskanego roztworu: C M = 0,204/0,539 = 0,3785 M C N = 0,408/0,539 = 0,7570 N

Promil, ppm, ppb W przypadku wagowo-wagowego wyrażania zawartości składnika, przy znikomej jego zawartości, użycie procenta wagowego jako jednostki jest niepraktyczne. Stosuje się wówczas inny mnożnik: Nazwa jednostki Wyjaśnienie skrótu Definicja Wyrażenie jako % wag. Wartość Procent pro centum 1 10-2 1 10 g/1 kg Promil pro mille 1 10-3 0,1 1 g/1 kg ppm parts per milion 1 10-6 0,0001 1 mg/1 kg ppb parts per bilion 1 10-9 0,0000001 1 μg/1 kg ppt parts per trillion 1 10-12 0,0000000001 1 ng/1 kg

Przykład: Przyjmuje się że stężenie alkoholu etylowego we krwi wynoszące 3 promile może być zabójcze dla człowieka. Wyraź tą wartość w procentach wagowych i w ppm. Zgodnie z definicją promil to 0,001 j.m w 1 j.m. (j.m. jednostka masy). Zatem 3 promile oznacza zawartość 0,003 g alkoholu w 1 g krwi. C p = 100*0,003/1 = 0,3% Promil, ppm, ppb Odpowiada to zarazem (0,003/1)*10 6 = 3000 ppm