Ćwiczenie 4.
Ćwiczenie 4.
Stężenie procentowe i
Stężenie procentowe i
molowe
molowe
Ćwiczenie 4.
Ćwiczenie 4.
Stężenie procentowe i
Stężenie procentowe i
molowe
molowe
Stężenia roztworów (kwasów, zasad, soli) stosowanych
Stężenia roztworów (kwasów, zasad, soli) stosowanych
w chemii i analizie żywności można wyrazić jako
w chemii i analizie żywności można wyrazić jako
stężenia procentowe
stężenia procentowe
lub
lub
stężenie molowe
stężenie molowe
.
Stężenie procentowe roztworu [%] to stosunek
Stężenie procentowe roztworu [%] to stosunek
masy lub objętości substancji rozpuszczonej do
masy lub objętości substancji rozpuszczonej do
masy lub objętości roztworu wyrażony w
masy lub objętości roztworu wyrażony w
procentach (czyli ilość substancji rozpuszczonej
procentach (czyli ilość substancji rozpuszczonej
przypadająca na 100 jednostek roztworu)
przypadająca na 100 jednostek roztworu)
C
C
p
p
= m
= m
s
s
/m
/m
r
r
•
•
100 [%]
100 [%]
C
C
p
p
– stężenie procentowe [%]
– stężenie procentowe [%]
m
m
s
s
- ilość substancji rozpuszczonej
- ilość substancji rozpuszczonej
m
m
r-
r-
ilość roztworu
ilość roztworu
Wyróżniamy stężenie procentowe: wagowe [w/w],
Wyróżniamy stężenie procentowe: wagowe [w/w],
objętościowe [v/v] oraz wagowo-objętościowe
objętościowe [v/v] oraz wagowo-objętościowe
[w/v]
[w/v]
•
wagowe –ilość gramów substancji rozpuszczonej w
wagowe –ilość gramów substancji rozpuszczonej w
100g roztworu,
100g roztworu,
•
objętościowe – ilość cm
objętościowe – ilość cm
3
3
substancji rozpuszczonej
substancji rozpuszczonej
w 100cm
w 100cm
3
3
roztworu,
roztworu,
•
wagowo-objetościowe –ilość gramów substancji
wagowo-objetościowe –ilość gramów substancji
rozpuszczonej w 100 cm
rozpuszczonej w 100 cm
3
3
roztworu
roztworu
Jeżeli np. roztwór jest 20% [w/w] to oznacza, iż
Jeżeli np. roztwór jest 20% [w/w] to oznacza, iż
20g substancji rozpuszczonej znajduje się w 100
20g substancji rozpuszczonej znajduje się w 100
g roztworu.
g roztworu.
20g
20g
substancji rozp.
substancji rozp.
----- 100 g
----- 100 g
roztworu
roztworu
Tak więc aby sporządzić roztwór 20% [w/w]
Tak więc aby sporządzić roztwór 20% [w/w]
należy odmierzyć 20 g substancji rozpuszczonej
należy odmierzyć 20 g substancji rozpuszczonej
i rozpuścić w 80g rozpuszczalnika
i rozpuścić w 80g rozpuszczalnika
Aby
sporządzić
20%
[v/v]
należy
Aby
sporządzić
20%
[v/v]
należy
odmierzyć 20cm
odmierzyć 20cm
3
3
substancji rozpuszczonej i
substancji rozpuszczonej i
uzupełnić do 100cm
uzupełnić do 100cm
3
3
rozpuszczalnikiem
rozpuszczalnikiem
Oblicz ile wody i wodorotlenku potasu (KOH)
znajduje się w 150g 30% roztworu tej zasady.
30g
30g
KOH
KOH
– 100g
– 100g
roztworu
roztworu
Xg
Xg
KOH
KOH
- 150g
- 150g
roztworu
roztworu
Xg
Xg
KOH
KOH
= 30gx150g/100g
= 30gx150g/100g
X = 45g
X = 45g
KOH
KOH
Xg
Xg
wody
wody
= 150g
= 150g
roztworu
roztworu
– 45g
– 45g
KOH
KOH
= 105g
= 105g
wody
wody
200g roztworu zawiera 50g NaCI. Oblicz stężenie
procentowe roztworu
50g
NaCI
– 200g
roztworu
Xg
NaCI
– 100g
roztworu
Xg
NaCI
= 50gx100g/200g = 25%
Ile należy odważyć KOH aby otrzymać 250g 50%
Ile należy odważyć KOH aby otrzymać 250g 50%
roztworu KOH
roztworu KOH
50g
50g
KOH
KOH
– 100g
– 100g
roztworu
roztworu
Xg
Xg
KOH
KOH
– 250 g
– 250 g
roztworu
roztworu
Xg
Xg
KOH
KOH
= 50gx250g/100g = 125g
= 50gx250g/100g = 125g
Rozcieńczenia
Rozcieńczenia
Aby rozcieńczyć roztwór o znanym stężeniu lub
Aby rozcieńczyć roztwór o znanym stężeniu lub
otrzymać roztwór o danym stężeniu poprzez
otrzymać roztwór o danym stężeniu poprzez
wymieszanie dwóch roztworów o innych stężeniach
wymieszanie dwóch roztworów o innych stężeniach
możemy stosować tzw. „schemat krzyżowy”
możemy stosować tzw. „schemat krzyżowy”
Z%
Z%
Y%
Y%
Z-X
Z-X
X-Y
X-Y
X%
X%
Ile należy wziąć 50% roztworu KOH i ile wody
Ile należy wziąć 50% roztworu KOH i ile wody
aby otrzymać 150g 20% roztworu KOH
aby otrzymać 150g 20% roztworu KOH
50
50
%
%
0%
0%
20
20
%
%
20
20
jednostek
jednostek
30
30
jednostek
jednostek
50
50
jednostek
jednostek
20g
20g
(50%)
(50%)
– 50g
– 50g
roztworu
roztworu
Xg
Xg
(50%)
(50%)
– 150g
– 150g
roztworu
roztworu
Xg
Xg
(50%)
(50%)
= 20gx150g/50g = 60g
= 20gx150g/50g = 60g
X
X
wody
wody
= 150g – 50g = 90g
= 150g – 50g = 90g
Stężenie molowe roztworu równa się stosunkowi
Stężenie molowe roztworu równa się stosunkowi
liczby moli substancji (n) do objętości roztworu (v),
liczby moli substancji (n) do objętości roztworu (v),
czyli jest to liczba moli substancji rozpuszczonej
czyli jest to liczba moli substancji rozpuszczonej
znajdująca się w 1dm
znajdująca się w 1dm
3
3
roztworu. Wyraża się w
roztworu. Wyraża się w
molach/dm
molach/dm
3
3
C
C
mol
mol
= n/v [mol/dm
= n/v [mol/dm
3
3
]
]
Mol
Mol
(jednostka liczności materii) jest ilością
(jednostka liczności materii) jest ilością
substancji, która zawiera tyle atomów,
substancji, która zawiera tyle atomów,
cząstek, jonów, elektronów ile atomów
cząstek, jonów, elektronów ile atomów
zawartych jest w 12g węgla
zawartych jest w 12g węgla
12
12
C.
C.
Masy molowe atomów pierwiastków są
Masy molowe atomów pierwiastków są
równe liczbowo masom atomowym, lecz
równe liczbowo masom atomowym, lecz
wyrażone są w gramach.
wyrażone są w gramach.
Liczba elementów materii zawartych w
Liczba elementów materii zawartych w
jednym
molu
substancji
(zwana
liczbą
jednym
molu
substancji
(zwana
liczbą
Avogadro) równa jest 6,023x10
Avogadro) równa jest 6,023x10
23
23
Masa molowa H
Masa molowa H
2
2
SO
SO
4
4
= 2x1g + 32g + 4x16g =
= 2x1g + 32g + 4x16g =
98g
98g
Objętość molowa gazów w warunkach
normalnych to 22,4 dm
3
/mol.
Oblicz stężenie molowe roztworu otrzymanego po
Oblicz stężenie molowe roztworu otrzymanego po
rozpuszczeniu 30g NaOH w 100cm
rozpuszczeniu 30g NaOH w 100cm
3
3
wody, jeżeli
wody, jeżeli
gęstość tego roztworu wynosi 1,22g/cm
gęstość tego roztworu wynosi 1,22g/cm
3
3
.
d=m/v
d=m/v
m = d
m = d
x
x
v
v
M
M
roztworu
roztworu
= 1,22g/cm
= 1,22g/cm
3
3
x 1000cm
x 1000cm
3
3
= 1220g
= 1220g
30g
30g
NaOH
NaOH
– 130g
– 130g
roztworu
roztworu
X g
X g
NaOH
NaOH
– 1220g
– 1220g
roztworu
roztworu
X=281,5 g
X=281,5 g
NaOH
NaOH
M
M
mol
mol
NaOH = 23g + 16g + 1g = 40 g
NaOH = 23g + 16g + 1g = 40 g
1mol
1mol
NaOH
NaOH
-40g
-40g
N
N
moli
moli
– 281,5g
– 281,5g
N
N
moli
moli
= 7,0 moli
= 7,0 moli
7,0 moli zawarte jest w 1000cm
7,0 moli zawarte jest w 1000cm
3
3
(1220g), a
(1220g), a
więc stężenie molowe wynosi 7.
więc stężenie molowe wynosi 7.
Roztwór 35% HNO
Roztwór 35% HNO
3
3
o gęstości 1,18g/cm
o gęstości 1,18g/cm
3
3
jakie
jakie
ma stężenie molowe?
ma stężenie molowe?
1cm
1cm
3
3
– 1,18g
– 1,18g
1000cm
1000cm
3
3
- Xg
- Xg
roztworu
roztworu
Xg
Xg
roztworu
roztworu
= 1180g
= 1180g
35g
35g
HNO3
HNO3
– 100g
– 100g
roztworu
roztworu
Xg
Xg
HNO3
HNO3
– 1180g
– 1180g
Xg
Xg
HNO3
HNO3
= 413g
= 413g
HNO3
HNO3
Masa molowa HNO
Masa molowa HNO
3
3
= 1g + 14g +3x16g = 63g
= 1g + 14g +3x16g = 63g
1mol
1mol
HNO3
HNO3
– 63g
– 63g
Nmoli
Nmoli
HNO3
HNO3
– 413 g
– 413 g
Nmoli
Nmoli
HNO3
HNO3
=6,55 moli
=6,55 moli
Roztwór ma stężenie 6,55 molowe
Roztwór ma stężenie 6,55 molowe
Zadania do wykonania
1) Ile należy pobrać krystalicznego
1) Ile należy pobrać krystalicznego
NaOH,
NaOH,
a ile wody aby otrzymać 900g
a ile wody aby otrzymać 900g
25% roztworu.
25% roztworu.
•
25g NaOH – 100g roztworu
25g NaOH – 100g roztworu
•
Xg NaOH - 900g roztworu
Xg NaOH - 900g roztworu
•
Xg NaOH = (25x900)/100g
Xg NaOH = (25x900)/100g
•
X = 225g NaOH
X = 225g NaOH
•
Xg wody = 900g roztworu – 225 g
Xg wody = 900g roztworu – 225 g
KOH = 675g wody
KOH = 675g wody
2) Ile należy pobrać krystalicznego
2) Ile należy pobrać krystalicznego
NaOH,
NaOH,
a ile wody aby otrzymać 800cm
a ile wody aby otrzymać 800cm
3
3
roztworu o stężeniu 1 mol/dm
roztworu o stężeniu 1 mol/dm
3
3
.
.
Masa molowa:
Masa molowa:
Na - 23
Na - 23
O - 16
O - 16
H - 1
H - 1
Masa molowa NaOH = 23+16+1=40
Masa molowa NaOH = 23+16+1=40
1 dm
1 dm
3
3
= 1000 cm
= 1000 cm
3
3
1 mol NaOH – 1000 cm
1 mol NaOH – 1000 cm
3
3
X mola NaOH – 800 cm
X mola NaOH – 800 cm
3
3
X mola NaOH = 0,8 mola
X mola NaOH = 0,8 mola
1 mol NaOH – 40 g
1 mol NaOH – 40 g
0,8 mola NaOH – X g
0,8 mola NaOH – X g
X g =
X g =
32 g NaOH
32 g NaOH
Xg wody = 800g r-ru – 32 g NaOH =
Xg wody = 800g r-ru – 32 g NaOH =
768g wody
768g wody
3) Ile należy pobrać 20% roztworu
K
3
PO
4
, a ile 11% roztworu K
3
PO
4
aby
otrzymać
1 dm
3
15% roztworu tego związku o
gęstości 1,215 g/cm
3
.
20
20
%
%
11
11
%
%
15
15
%
%
4
4
jednostki
jednostki
5
5
jednostek
jednostek
9
9
jednostek
jednostek
4g
4g
(20%)
(20%)
– 9g
– 9g
roztworu
roztworu
Xg
Xg
(20%)
(20%)
– 1215g
– 1215g
roztworu
roztworu
Xg
Xg
(20%)
(20%)
= (4x1215)/9 =
= (4x1215)/9 =
540 g
540 g
X
X
(11%)
(11%)
= 1215g – 540g =
= 1215g – 540g =
675g
675g
m
m
roztworu
roztworu
= 1,215g/cm
= 1,215g/cm
3
3
x 1000cm
x 1000cm
3
3
= 1215g
= 1215g