1. nÁzvoslovie anorganickej chÉmie - svf.tuke.sk · 4 oxidy sú dvojprvkové zlúčeniny kyslíka...

CHÉMIA - Podklady pre cvičenia

1

1. NÁZVOSLOVIE ANORGANICKEJ CHÉMIE

Základom názvoslovia anorganickej chémie sú medzinárodné názvy a symboly (značky) prvkov. Značky sú odvodené od latinských názvov jednotlivých prvkov. V slovenskom názvosloví sa popri slovenských názvoch (kyslík, dusík, vápnik a pod.) používajú tiež názvy odvodené od latinských (stroncium, bárium a pod.). Zlúčenina je látka zložená z atómov rozličných prvkov. Vzorec chemickej zlúčeniny je súbor chemických značiek, čísel a prípadne zátvoriek. Názov chemickej zlúčeniny pozostáva z názvov prvkov a ďalších názvoslovných jednotiek (predpôn, prípon, názvov gréckych čísloviek a pod.). Názov a vzorec chemickej zlúčeniny vyjadrujú, z akých prvkov zlúčenina pozostáva a v akom pomere sú jednotlivé prvky v zlúčenine zastúpené. Základom pre tvorbu názvoslovia je oxidačné číslo atómu prvku v zlúčenine. Oxidačné číslo sa rovná elektrickému náboju, ktorý by bol prítomný na atóme prvku, keby sa elektróny v každej väzbe pridelili elektronegatívnejšiemu atómu. Označuje sa rímskymi číslicami, pričom pri kladných oxidačných číslach sa nepoužíva znamienko plus, kým pri záporných oxidačných číslach sa píše (aj číta) znamienko mínus. Hodnotu oxidačného čísla zapisujeme vpravo hore vedľa symbolu prvku napr. NaI, O-II, H2

IO-II (H2O), HINVO3-II

Pravidlá určovania oxidačného čísla: neviazaný, voľný atóm a atómy v molekulách toho istého prvku majú vždy

oxidačné číslo 0, napr. O0, Cu0, Cl20, N2

0. vodík má v zlúčeninách vždy oxidačné číslo I (s výnimkou hydridov alkalických kovov a

kovov alkalických zemín) kyslík má v zlúčeninách vždy oxidačné číslo -II (s výnimkou peroxidov, hyperoxidov,

ozonidov a zlúčenín s fluorom) alkalické kovy ( Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) majú v zlúčeninách vždy oxidačné číslo I. prvky II. hlavnej podskupiny (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) majú v zlúčeninách vždy

oxidačné číslo II. súčet oxidačných čísel jednotlivých atómov v molekule sa rovná nule súčet oxidačných čísel jednotlivých atómov tvoriacich ión sa musí rovnať veľkosti náboja

iónu maximálne kladné oxidačné číslo pre väčšinu prvkov je rovné číslu skupiny, v ktorej sa

prvok nachádza v periodickej sústave prvkov 1.1 VŠEOBECNÉ PRAVIDLÁ PRE TVORBU NÁZVOV ZLÚČENÍN

Chemické názvy anorganických zlúčenín (až na niektoré výnimky) sú zložené z podstatného a prídavného mena, napr. oxid vápenatý, kyselina dusičná, chlorid sodný. Podstatné meno udáva druh chemickej zlúčeniny a je odvodené od jej elektronegatívnejšej časti – aniónu. a) Jednoduché anióny

Ak je anión tvorený atómom jediného prvku alebo iónom OH-, tvorí sa jeho názov z koreňa latinského názvu prvku a prípony -id (s výnimkou zlúčenín vodíka s nekovmi). Napr.: oxid, sulfid, hydroxid (tabuľka 1). Tabuľka 1 Prehľad tvorby podstatného mena názvu dvojprvkových zlúčenín

2

Názov prvku

Chemická značka

Koreň latinského

názvu

Nevalenčná prípona

Oxidačné číslo atómu

Podstatné meno názvu

zlúčeniny

uhlík

kremík

bór

dusík

kyslík

síra

fluór

chlór

bróm

jód

vodík

C

Si

B

N

O

S

F

Cl

Br I

H

karb-

silic-

bor-

nitr-

ox-

sulf-

fluor-

chlor-

brom-

jod-

hydr-

-id

-id

-id

-id

-id

-id

-id

-id

-id

-id

-id

-IV

-IV

-III

-III

-II

-II

-I

-I

-I

-I

-I

karbid

silicid

borid

nitrid

oxid

sulfid

fluorid

chlorid

bromid

jodid

hydrid

b) Zložené anióny

Ak je anión tvorený atómami viacerých prvkov (napr. NO3-, ClO4

-), potom sa podstatné meno názvu takejto zlúčeniny tvorí z názvu príslušného kyselinotvorného atómu a z prípony, ktorá prislúcha oxidačnému číslu kyselinotvorného atómu, napr. NVO3

- - dusičnan, SVIO42- -

síran (tabuľka 2).

Tabuľka 2 Prehľad tvorby podstatného mena názvu solí oxokyselín

Oxidačné číslo kyselinotvorného

prvku

Prípona zakončenia

aniónov

Príklady

názov vzorec

I -nan chlornan ClO-

II -natan olovnatan PbO22-

III -itan dusitan NO2-

IV -ičitan kremičitan SiO32-

V -ečnan

-ičnan

chlorečnan

arzeničnan

ClO3-

AsO3-

VI -an telúran TeO42-

VII -istan manganistan MnO4-

VIII -ičelan osmičelan OsO52-

Prídavné meno charakterizuje časť zlúčeniny s menšou elektronegativitou - katión. Je odvodené od názvu daného prvku s príponou odpovedajúcou jeho oxidačnému číslu v danej zlúčenine, napr. K2

IO - oxid draselný.


3

Tabuľka 3 Názvoslovné prípony katiónov

Kladné oxidačné číslo

Prípona zakončenia

katiónov

Príklady

I -ný sodný

II -natý vápenatý

III -itý hlinitý

IV -ičitý uhličitý

V -ečný

-ičný

fosforečný

vanadičný

VI -ový sírový

VII -istý chloristý

VIII -ičelý rutičelý

Pri zložitejších vzorcoch sa na vyjadrenie počtu atómov v molekule používajú grécke základné a násobné číslovkové predpony (tabuľka 4 a 5). Tabuľka 4 Prehľad gréckych základných číslovkových predpôn

číslo názov číslo názov

1/2 hemi 7 hepta 1 mono 8 okta 2 di 9 nona 3 tri 10 deka 4 tetra 11 undeka 5 penta 12 dodeka 6 hexa 20 ikosa

Tabuľka 5 Grécke násobné číslovkové predpony

násobok predpona

2 bis 3 tris 4 tetrakis 5 pentakis 6 hexakis

2. VZORCE A NÁZVY ANORGANICKÝCH ZLÚČENÍN 2.1 BINÁRNE (DVOJPRVKOVÉ) ZLÚČENINY 2.1.1 Oxidy

4

Oxidy sú dvojprvkové zlúčeniny kyslíka s ostatnými prvkami, v ktorých má kyslík

oxidačné číslo -II. Názvy oxidov pozostávajú z podstatného mena oxid a z prídavného mena, ktoré sa tvorí z názvu druhého prvku a prípony odpovedajúcej jeho oxidačnému číslu. Pri písaní vzorcov používame krížové pravidlo, pričom kyslík stojí vo vzorci vždy napravo. Napríklad: N2O oxid dusný CaO oxid vápenatý SO3 oxid sírový SiO2 oxid kremičitý Fe2O3 oxid železitý V2O5 oxid vanadičný Príklad : Napíšte vzorec oxidu hlinitého Riešenie : 1. na pravú stranu napíšeme chemickú značku kyslíka 2. na ľavú stranu pred kyslík napíšeme chemickú značku hliníka

Al O 3. vyznačíme si oxidačné čísla obidvoch atómov ( oxid = O-II, oxidačné číslo hliníka určíme

podľa koncovky -itý, teda AlIII) AlIII O-II

4. indexy pri značkách prvkov vyznačíme pomocou krížového pravidla

Al2O3

Poznámka: V stechiometrických vzorcoch uvádzame najmenší celočíselný pomer atómov zlúčených prvkov. Preto v prípade, ak obidva indexy sú párne vydelíme ich číslom 2. Napr. vzorec N2O4 upravíme na NO2. Príklad: Pomenujte zlúčeninu P2O5 Riešenie a) 1. Prvok stojaci napravo je anión, a keďže je to dvojprvková zlúčenina, bude mať koncovku -id. V našom prípade pôjde o oxid. 2. Podľa krížového pravidla bude index pri kyslíku v našom prípade vyjadrovať oxidačné

číslo fosforu, teda V. 3. Oxidačnému číslu V zodpovedá koncovka -ičný, -ečný. 4. Názov zlúčeniny teda bude oxid fosforečný. Poznámka: Ak pri prvku, ktorý sa viaže s kyslíkom, nie je uvedený žiaden index, teda počet atómov je rovný 1, potom vynásobíme indexy v zlúčenine číslom 2 a použijeme krížové pravidlo. Napríklad, ak chceme pomenovať zlúčeninu SO3, vynásobíme najprv indexy pri prvkoch v zlúčenine číslom 2, teda dostaneme vzorec S2O6 a ďalej pokračujeme podľa predchádzajúceho riešenie. Názov zlúčeniny bude oxid sírový.

AlIII O-II


5

Riešenie b) 1. Prvok stojaci napravo je anión, a keďže je to dvojprvková zlúčenina, bude mať koncovku -id. V našom prípade pôjde o oxid. 2. V zlúčenine vypočítame celkové záporné nábojové číslo tak, že indexy pri atóme kyslíka

vynásobíme a zapíšeme takto:

3. Keďže každá zlúčenina je navonok elektroneutrálna, súčet celkového záporného a

kladného nábojového čísla musí byť rovný nule. Celkové kladné nábojové číslo fosforu je preto + 10.

4. Oxidačné číslo atómu fosforu vypočítame tak, že celkové kladné nábojové číslo delíme

indexom 2. Takto vypočítané oxidačné číslo V zapíšeme ku značke fosforu. P2

V O5-II

5. Oxidačnému číslu V zodpovedá prípona prídavného mena -ečný, -ičný. Názov zlúčeniny

je oxid fosforečný. Precvičte si:

1. Napíšte vzorce zlúčenín:

a) oxid vápenatý b) oxid jodistý c) oxid dusný d) oxid fosforečný e) oxid kremičitý

f) oxid hlinitý g) oxid zinočnatý h) oxid sírový i) oxid osmičelý j) oxid germaničitý

2. Pomenujte zlúčeniny: a) MoO3 b) NO c) Cl2O7 d) CuO e) Fe2O3

f) CO2 g) V2O5 h) Mn2O7 i) MgO j) WO3

2.1.2 Peroxidy

Peroxidy sú zlúčeniny kyslíka s prvkami I. a II. hlavnej podskupiny periodickej sústavy prvkov, pričom anión kyslíka je (O2)

2-. Názov zlúčeniny sa skladá z podstatného mena peroxid a prídavného mena názvu viazaného prvku s príponou odpovedajúcou jeho

-II . 5 = -10 P2 O5

-II

+10 -10 P2 O5

-II

6

oxidačnému číslu. Podobne ako pri oxidoch pri vytváraní názvu a vzorca zlúčeniny možno použiť krížové pravidlo. Napríklad: Na2O2 peroxid sodný (Na2

I(O2)2-)

K2O2 peroxid draselný (K2I(O2)

2-) BaO2 peroxid bárnatý (BaII(O2)

2-) Výnimka: H2O2 peroxid vodíka 2.1.3 Hydroxidy

Hydroxidy sú zlúčeniny katiónov s hydroxidovým aniónom (OH)-. Hydroxidový ión sa chová ako jednozložkový nedeliteľný anión, a preto sa hydroxidy zaraďujú medzi binárne zlúčeniny. Názov zlúčeniny sa skladá z podstatného mena hydroxid a prídavného mena názvu viazaného prvku s príponou odpovedajúcou jeho oxidačnému číslu. Pri písaní vzorcov môžeme použiť krížové pravidlo, pričom OH skupina sa píše v zátvorke, ak je počet OH skupín viac ako jedna. Napríklad: NaOH hydroxid sodný (NaI (OH)-) Ca(OH)2 hydroxid vápenatý (CaII (OH)2

-) Fe(OH)3 hydroxid železitý (FeIII (OH)3

-) Si(OH)4 hydroxid kremičitý (SiIV (OH)4

-) Precvičte si: 3. Napíšte vzorce zlúčenín: a) peroxid vápenatý b) oxid boritý c) hydroxid draselný d) hydroxid antimoničný e) hydroxid kremičitý

f) peroxid sodný g) oxid jodistý h) peroxid vodíka i) hydroxid strontnatý j) peroxid cézny

4. Napíšte názvy zlúčenín:

a) Ag2O b) CaO2 c) Na2O2 d) Pb(OH)4 e) Cd(OH)2

f) Be(OH)2 g) SnO2 h) MgO2 i) Al(OH)3 j) SO3

2.1.4 Binárne zlúčeniny vodíka 2.1.4.1 Binárne zlúčeniny vodíka s prvkami I. a II. hlavnej podskupiny - hydridy

Hydridy sú binárne zlúčeniny vodíka s alkalickými kovmi a kovmi alkalických zemín. Sú to jediné zlúčeniny vodíka, v ktorých sa vodík vyskytuje v zápornom oxidačnom čísle H-I. Názov zlúčeniny sa tvorí z podstatného mena hydrid a prídavného mena viazaného prvku s príponou odpovedajúcou jeho oxidačnému číslu. Vo vzorcoch hydridov stojí vodík vždy napravo. Napríklad: LiH hydrid lítny (LiIH-I) NaH hydrid sodný (NaIH-I) CsH hydrid cézny (CsI H-I)


7

CaH2 hydrid vápenatý (CaII H2-I)

BeH2 hydrid berylnatý (BeII H2-I)

2.1.4.2 Binárne zlúčeniny vodíka s prvkami III. až VI. hlavnej podskupiny

Názov zlúčeniny sa tvorí z koreňa latinského názvu prvku a prípony -án. Vodík vo vzorcoch týchto zlúčenín stojí napravo okrem zlúčenín vodíka s prvkami VI. hlavnej podskupiny (O, S, Se, Te, Po). Napríklad: AlH3 alán PH3 fosfán SiH4 silán GeH4 germán H2S sulfán H2Se selán H2Te telán Výnimky: NH3 amoniak H2O voda 2.1.4.3 Binárne zlúčeniny vodíka s prvkami VII. hlavnej podskupiny

Sú to zlúčeniny vodíka s nekovmi. Vodík v nich má oxidačné číslo HI a stojí vo vzorci naľavo. Jednoslovný názov zlúčeniny sa tvorí z názvu viazaného prvku, vložením písmena -o-, za ktorým sa pripája názov -vodík. Napríklad: HCl chlorovodík (HI Cl-I) HI jodovodík (HI I-I) HF fluorovodík (HI F-I) HBr bromovodík (HI Br-I) Podobne sa tvoria aj názvy a vzorce zlúčenín: HCN kyanovodík HSCN rodanovodík Precvičte si:


a) hydrid rubidný b) silán c) chlorovodík d) borán e) hydrid vápenatý

f) alán g) hydrid cézny h) sulfán i) bromovodík j) telán

6. Napíšte názvy zlúčenín: a) GeH4 b) KH c) HCN d) MgH2 e) HI

f) SrH2 g) H2Se h) HF i) SiH4 j) BeH2

8

2.1.5 Bezkyslíkaté kyseliny

Bezkyslíkaté kyseliny sú vodné roztoky binárnych zlúčenín vodíka s prvkami VI. a VII. hlavnej podskupiny. Ich názov pozostáva z podstatného mena kyselina a prídavného mena utvoreného z koreňa názvu prvku a prípony - o- vodíková. Napríklad: HCl kyselina chlorovodíková (HI Cl-I) HI kyselina jodovodíková (HI I-I) HF kyselina fluorovodíková (HI F-I) HBr kyselina bromovodíková (HI Br-I) H2S kyselina sírovodíková (H2

I S-II) H2Se kyselina selenovodíková (H2

I Se-II) HCN kyselina kyanovodíková HSCN kyselina rodanovodíková 2.1.6 Soli bezkyslíkatých kyselín

Soli bezkyslíkatých kyselín vznikajú nahradením vodíka iným katiónom, resp. katiónmi. Názov soli sa skladá z podstatného mena, ktoré charakterizuje aniónovú časť soli a má koncovku -id a prídavného mena názvu katiónu s príponou odpovedajúcou jeho oxidačnému číslu. Pri vytváraní názvu a vzorca zlúčeniny možno použiť krížové pravidlo. 2.1.6.1 Halogenidy

Halogenidy sú zlúčeniny halogénov s ostatnými prvkami, pričom sú halogény v oxidačnom čísle -I a vo vzorci stoja napravo. Patria sem: fluoridy F -

chloridy Cl -

bromidy Br -

jodidy I - Napríklad: NaCl chlorid sodný KI jodid draselný SF6 fluorid sírový FeBr3 bromid železitý Podobne sa tvoria názvy a vzorce kyanidov a rodanidov: KCN kyanid draselný NaSCN rodanid sodný 2.1.6.2 Sulfidy

Sulfidy sú zlúčeniny síry v oxidačnom čísle S-II , ktorých vzorce a názvy sa tvoria podobne ako u oxidov. Názov zlúčeniny sa skladá z podstatného mena sulfid a prídavného mena názvu viazaného prvku s príponou odpovedajúcou jeho oxidačnému číslu. Napríklad: ZnS sulfid zinočnatý (ZnIIS-II) Fe2S3 sulfid železitý (Fe2

IIIS3-II)


9

Na2S sulfid sodný (Na2IS-II)

Podobne sa tvoria názvy a vzorce aj ďalších prvkov VI. hlavnej podskupiny, napr. selénu a telúru. BaTe telurid barnatý Li2Te telurid lítny CaSe selenid vápenatý Al2Se3 selenid hlinitý Precvičte si:

7. Napíšte vzorce zlúčenín: a) fluorid draselný b) sulfid sodný c) kyselina jodovodíková d) jodid strieborný e) chlorid boritý f) kyselina bromovodíková g) kyanid horečnatý h) fluorid arzeničný i) sulfid antimoničný

j) chlorid kremičitý k) kyselina kyanovodíková l) bromid ciničitý m) sulfid hlinitý n) jodid telúrový o) chlorid manganistý p) rodanid cézny

8. Pomenujte zlúčeniny:

a) NaBr b) RbCl c) HF d) Ca(CN)2 e) H2S f) NiS g) AlF3

h) PCl5 i) Fe2S3 j) HCl k) IF7

l) TeI4 m) SF6 n) As2S5

2.2 VIACPRVKOVÉ ZLÚČENINY 2.2.1 Oxokyseliny

Názvy oxokyselín sú zložené z podstatného mena kyselina a z prídavného mena odvodeného z koreňa názvu kyselinotvorného prvku X s príponou odpovedajúcou jeho oxidačnému číslu. Všeobecný vzorec kyseliny je HaXbOc. Vodík je v kyselinách vždy v oxidačnom čísle HI, kyslík O-II a kyselinotvorný prvok X má vždy kladné oxidačné číslo. Napríklad: Kyselina chlórna HClO Kyselina kremičitá H2SiO3

Kyselina chloristá HClO4 Kyselina cíničitá H2SnO3 Kyselina dusitá HNO2 Kyselina manganistá HMnO4 Kyselina olovnatá H2PbO2 Kyselina boritá HBO2 Príklad: Napíšte vzorec kyseliny dusičnej Riešenie: 1. Napíšeme si prvky, z ktorých kyselina pozostáva: H N O 2. Vyznačíme si oxidačné čísla vodíka a kyslíka:

HI N O-II 3. Z prípony názvu kyseliny -ičná určíme oxidačné číslo kyselinotvorného prvku

10

HI NV O-II

4. Keďže molekula musí byť elektroneutrálna, celkový súčet kladných a záporných oxidačných čísel musí byť rovný nule, preto upravíme počet atómov kyslíka vydelením súčtu kladných oxidačných čísel oxidačným číslom kyslíka:

(1+5) : 2 = 3 5. Napíšeme celkový vzorec kyseliny:

HNO3

Príklad: Napíšte vzorec kyseliny sírovej Riešenie : 1. Napíšeme si prvky z ktorých kyselina pozostáva: H S O 2. Vyznačíme si oxidačné čísla vodíka a kyslíka:

HI S O-II 3. Z prípony názvu kyseliny -ová určíme oxidačné číslo kyselinotvorného prvku

HI SVI O-II 4. Keďže molekula musí byť elektroneutrálna, celkový súčet kladných a záporných

oxidačných čísel musí byť rovný nule, preto upravíme počet atómov kyslíka vydelením súčtu kladných oxidačných čísel oxidačným číslom kyslíka. Súčet kladných oxidačných čísel je nepárny, preto počet atómov vodíka upravíme na 2.

H2I SVI O-II

(2.1+6) : 2 = 4

5. Napíšeme celkový vzorec kyseliny: H2SO4 Príklad : Pomenujte zlúčeninu H2CO3

Riešenie: 1. Zo vzorca vyplýva, že zlúčenina je oxokyselina, pretože na prvom mieste stojí vodík a na

poslednom mieste vpravo je kyslík. Teda podstatné meno v názve zlúčeniny bude kyselina.

2. Prídavné meno určíme z názvu a oxidačného čísla prvku, stojaceho medzi vodíkom a kyslíkom (kyselinotvorný prvok). Koreň prídavného mena v našom prípade bude odvodený od uhlíka.

3. Oxidačné číslo uhlíka vypočítame nasledovne: vyznačíme si oxidačné číslo kyslíka a vodíka v zlúčenine:

H2

I Cx O3-II

4. Celkový súčet kladných a záporných oxidačných čísel musí byť rovný nule, z toho vyplýva, že oxidačné číslo uhlíka bude : 3.(-II) + 2.I + x = 0 x = 4

5. Oxidačné číslo 4 má koncovku -ičitý, teda celkový názov zlúčeniny bude kyselina uhličitá.

Niektoré prvky tvoria v tom istom oxidačnom čísle viac druhov kyselín, preto sa v názve takýchto kyselín vyjadruje počet atómov vodíka pomocou gréckych čísloviek a slova -hydrogen. Celé prídavné meno sa píše spolu. Vzorce takýchto kyselín sa tvoria analogicky


11

ako v predchádzajúcom prípade, len s tým rozdielom, že hneď v prvom kroku napíšeme počet atómov vodíka vyplývajúci z gréckej predpony v názve kyseliny. Napríklad : HBO2 kyselina hydrogenboritá H3BO3 kyselina trihydrogenboritá H5PO5 kyselina pentahydrogenfosforečná

Nie je chybou, ak sa aj kyseliny s kyselinotvorným prvkom tvoriacim v danom oxidačnom čísle len jednu kyselinu, pomenujú tiež týmto spôsobom. Napríklad: HNO3 kyselina hydrogendusičná H2SO4 kyselina dihydrogensírová 2.2.2 Izopolykyseliny

Izopolykyseliny sú oxokyseliny, v molekule ktorých sa nachádza viac atómov kyselinotvorného prvku s rovnakým oxidačným číslom. Názov izopolykyselín pozostáva z podstatného mena kyselina a z prídavného mena, ktoré je utvorené z gréckej číslovkovej predpony, udávajúcej počet atómov vodíka pred slovom hydrogen, z číslovkovej predpony udávajúcej počet atómov kyselinotvorného prvku pred názvom tohto prvku a z koncovky, zodpovedajúcej oxidačnému číslu kyselinotvorného prvku. Napríklad: H2S2O7 kyselina dihydrogendisírová H6P2O8 kyselina hexahydrogendifosforečná H4B4O8 kyselina tetrahydrogentetraboritá HB5O8 kyselina hydrogenpentaboritá Precvičte si:


a) kyselina zinočnatá b) kyselina jódna c) kyselina chloristá d) kyselina arzenitá e) kyselina síričitá

f) kyselina telúrová g) kyselina antimoničná h) kyselina trihydrogénfosforečná i) kyselina dihydrogéndisírová j) kyselina uhličitá

10. Pomenujte zlúčeniny:

a) HClO b) H2CO3

c) HClO3

d) H2SnO2 e) H3BO3

f) HNO2 g) H2SO4 h) H4OsO6

i) HMnO4

j) H6TeO6 2.2.3 Soli oxokyselín Soli oxokyselín sú zvyčajne produktmi reakcie neutralizácie hydroxidov a oxokyselín, pričom dochádza k čiastočnému alebo úplnému nahradeniu atómov vodíka v kyseline atómami iného prvku. Názov solí oxokyselín je dvojslovný. Skladá sa z podstatného mena, ktoré charakterizuje aniónovú časť a tvorí sa z názvu kyselinotvorného prvku a koncovky, zodpovedajúcej oxidačnému číslu prvku v anióne (viď tabuľku 2) a z prídavného mena, ktoré charakterizuje katión s príponou odpovedajúcou jeho oxidačnému číslu (viď tabuľka 3). Väčší

12

počet katiónov a aniónov vo vzorci ako jedna sa označuje arabskými číslicami v indexe vpravo dole, pričom anión je uvedený v zátvorke. Napríklad: Na2SO4 síran sodný KNO3 dusičnan draselný KMnO4 manganistan draselný CaCO3 uhličitan vápenatý Príklad: Napíšte vzorec uhličitanu sodného Riešenie a) 1. Napíšeme si značky prvkov, z ktorých sa zlúčenina skladá v poradí: katión,

kyselinotvorný prvok, kyslík Na C O

2. Vyznačíme si oxidačné čísla jednotlivých atómov podľa ich prípon (sod-ný: I, uhl-ičitan: IV)

NaI CIV O-II

3. Sčítame kladné oxidačné čísla (4+1=5 ) a keďže súčet nie je párny, zvýšime počet katiónov sodíka na 2.

NaI2 C

IV O-II

4. Súčet kladných oxidačných čísel vydelený dvomi nám udáva počet atómov kyslíka v molekule (4+2) : 2 = 3

NaI2 C

IV O-II3

5. Výsledný vzorec zlúčeniny bude

Na2CO3 Riešenie b) 1. Z názvu uhličitan vyplýva, že to je soľ kyseliny uhličitej. Preto si najprv napíšeme vzorec

kyseliny H2CO3 (viď kapitola 2.1). Vzorec uhličitanového aniónu bude CO32-a vo vzorci

zlúčeniny bude stáť za značkou katiónu sodíka. Na CO3

2-

2. Z prídavného mena názvu zlúčeniny vyplýva, že katión sodíka má oxidačné číslo I

NaI CO32-

3. Pomocou krížového pravidla určíme indexy pri značke katiónu a aniónu

4. Vzorec uhličitanu sodného je Na2CO3 Príklad: Pomenujte zlúčeninu Fe2(SO4)3

NaI CO3

2-


13

Riešenie: 1. Zlúčenina Fe2(SO4)3 je soľ kyseliny sírovej H2SO4. Vzorec aniónu oxokyseliny je SO4

2- a atóm síry má oxidačné číslo VI. Podstatné meno, ktoré tvorí názov zlúčeniny je síran. Aby sme zistili príponu zodpovedajúcu oxidačnému číslu atómu železa, potrebujeme zistiť jeho oxidačné číslo.

2. Vypočítame si celkové záporné nábojové číslo v zlúčenine tak, že vynásobime indexy pri

anióne.

3. Keďže každá molekula je navonok elektroneutrálna, súčet celkového záporného

a kladného nábojového čísla musí byť rovný nule. Preto kladné nábojové číslo železa je +6.

4. Oxidačné číslo atómu železa vypočítame tak, že celkové kladné nábojové číslo železa

vydelíme indexom 2. Oxidačné číslo železa je III. 5. Oxidačnému číslu III zodpovedá koncovka –itý , a preto názov vzorca zlúčeniny je síran

železitý.

Pri písaní názvu zložitejších solí sa zvyknú používať grécke číslovkové predpony. Pre vyjadrenie počtu atómov sa používajú základné grécke číslovky (viď tabuľka 4), pre vyjadrenie počtu atómových skupín násobné grécke číslovky (viď tabuľka 5). Po násobných číslovkách sa názov atómovej skupiny, ktorej prináležia, píše do zátvoriek. Napríklad: Al(AsO3)3 tris(arzeničnan) hlinitý Nb2(CrO4)5 pentakis(chróman) diniobičný Ca3(AsO4)2 bis(arzeničnan) tri vápenatý Precvičte si:


a) brómnan amonný b) zinočnatan draselný c) síričitan horečnatý d) fosforečnan draselný e) síran vápenatý f) manganistan draselný

g) chlórnan arzeničný h) ciničitan kobaltnatý i) dusitan strieborný j) chloritan meďnatý k) uhličitan hlinitý l) dusičnan sodný

Fe2 (SO4)3

2-

-2 . 3 Fe2 (SO4)3

2-

+6 -6 Fe2 (SO4)3

2-

14

m) chróman draselný n) chloristan cézny 12. Pomenujte zlúčeninu:

a) KClO b) Na2SnO2 c) Mg(NO2)2 d) NaClO2 e) CaCO3 f) Li2SiO3 g) CsClO3

h) CaCrO4 i) KNO3 j) AgIO k) Al2(SO4)3 l) KClO4 m) FePbO2 n) Ba(MnO4)2

2.2.4 Hydrogensoli Ak sa nahradí v kyseline len časť atómov vodíka inými katiónmi, vznikajú hydrogensoli. Nenahradený vodík potom patrí k aniónu a je súčasťou názvu aniónu. Počet nenahradených atómov vodíka sa v názve soli udáva pomocou gréckej číslovkovej predpony, za ktorou nasleduje názvoslovná jednotka hydrogen. Ďalej sa soľ pomenúva podľa hore uvedených pravidiel. Napríklad: NaHS hydrogensulfid sodný KHCO3 hydrogenuhličitan draselný LiH2PO4 dihydrogenfosforečnan lítny CaHPO4 hydrogenfosforečnan vápenatý Mg(HSO4)2 hydrogensíran horečnatý 2.2.5 Hydráty Ak sa v molekule kryštalickej zlúčeniny viaže určitý počet molekúl vody, vznikajú hydráty. Názov takýchto zlúčenín je trojslovný. Počet viazaných molekúl vody sa udáva pomocou gréckych číslovkových predpôn pred slovom hydrát. Ďalšie dva výrazy označujú názov soli a sú v genitíve (2.pád) Napríklad: CuSO4 . 5H2O pentahydrát síranu meďnatého FeSO4 . 7H2O heptahydrát síranu železnatého Na2SO4 . 10H2O dekahydrát síranu sodného CaSO4 . 1/2H2O hemihydrát síranu vápenatého 2.2.6 Podvojné a zmiešané soli Podvojné a zmiešané soli sú zlúčeniny, ktoré obsahujú : - dva alebo viac druhov katiónov alebo - dva alebo viac druhov aniónov alebo - dva alebo viac druhov aj katiónov aj aniónov. Pri písaní vzorcov podvojných a zmiešaných solí platia nasledujúce pravidlá: Vo vzorcoch sa uvádzajú katióny a) v poradí rastúcich oxidačných čísel


15

b) pri rovnakom oxidačnom čísle sa uvádzajú v abecednom poradí písaných značiek prvkov

c) viacatómové katióny (napr. NH4+) sa uvádzajú ako posledné v skupine katiónov

rovnakého oxidačného čísla d) ako posledný bezprostredne pred aniónom sa uvádza vodík.

Názvy katiónov s koncovkami prislúchajúcimi ich oxidačnému číslu sa oddeľujú pomlčkou.

Napríklad: KMgF3 fluorid draselno-horečnatý KLiCO3 uhličitan draselno-lítny NaNH4HPO4 hydrogenfosforečnan sodno-amónny

Vo vzorcoch podvojných a zmiešaných solí sa anióny uvádzajú v abecednom poradí symbolov prvkov, v názve sa oddeľujú pomlčkou. Napríklad: KBaBrF2 bromid-difluorid draselno-bárnatý AlCl(NO3)2 chlorid-bis(dusičnan) hlinitý Precvičte si:

13. Napíšte vzorce zlúčenína) bromid sodný

b) oxid vápenatý c) hydroxid železitý d) kyselina uhličitá e) síran zinočnatý f) peroxid strontnatý g) dihydrogenfosforečnan sodný h) dusičnan draselný

i) chlorid sodný j) oxid boritý k) hydroxid vápenatý l) kyselina dusičná m) uhličitan horečnatý n) peroxid draselný o) pentahydrát síranu meďnatého

p) síran lítny

14. Pomenujte zlúčeniny: a) KMnO4 b) HCl c) Zn(OH)2 d) NaClO2 e) HNO2 f) LiH g) P2O5

h) AlH3

i) Cr2O3

j) MgCO3

k) H2CrO4

l) CaSO4 . 2 H2O m) AgNO3 n) HClO4 o) H2O2 p) MnO2

2.3 Výsledky cvičení:

1. a) CaO, b) I2O7, c) N2O, d) P2O5, e) SiO2, f) Al2O3, g)ZnO, h) SO3, i)OsO4, j) GeO2

2. a) oxid molybdénový, b) oxid dusnatý, c) oxid chloristý, d) oxid meďnatý, e) oxid železitý, f) oxid uhličitý, g) oxid vanadičný, h) oxid manganistý, i) oxid horečnatý, j) oxid wolframový

3. a) CaO2, b) B2O3, c) KOH, d) Sb(OH)5, e) Si(OH)4, f) Na2O2, g) I2O7, h) H2O2, i)

Sr(OH)2, j) Cs2O2

16

4. a) oxid strieborný, b) peroxid vápenatý, c) peroxid sodný, d) hydroxid olovičitý, e) hydroxid kademnatý, f) hydroxid berylnatý, g) oxid cíničitý, h) peroxid horečnatý, i) hydroxid hlinitý, j) oxid sírový

5. a) RbH, b) SiH4, c) HCl, d) BH3, e) CaH2, f) AlH3, g) CsH, h) H2S, i) HBr, j) H2Te

6. a) germán, b) hydrid draselný, c) kyanovodík, d) hydrid horečnatý, e) jodovodík, f)

hydrid strontnatý, g) selán, h) fluorovodík, i) silán, j) hydrid berylnatý

7. a) KF, b) Na2S, c) HI, d) AgI, e) BCl3, f) HBr, g) Mg(CN)2, h) AsF5, i) Sb2S5, j) SiCl4, k) HCN, i) SnBr4, m) Al2S3, n)TeI6, o) MnCl7, p) CsSCN

8. a) bromid sodný, b) chlorid rubídny, c) fluorovodík (kyselina fluorovodíková), d)

kyanid vápenatý, e) sulfán (kyselina sírovodíková), f) sulfid nikelnatý, g) fluorid hlinitý, h) chlorid fosforečný, i) sulfid železitý, j) chlorovodík (kyselina chlorovodíková), k) fluorid jodistý, l) jodid telúrový, m) fluorid sírový, n) sulfid arzeničný

9. a) H2ZnO2, b) HIO, c) HClO4, d) HAsO2, H2SO3, f) H2TeO4, g) HSbO3, h) H3PO4, i)

H2S2O7, j) H2CO3

10. a) kyselina chlórna, b) kyselina uhličitá, c) kyselina chlorečná, d) kyselina cínatá, e) kyselina trihydrogenboritá, f) kyselina dusitá, g) kyselina sírová, h) kyselina tetrahydrogenosmičelá, i) kyselina manganistá, j) kyselina hexahydrogentelúrová

11. a) NH4BrO, b) K2ZnO2, c) MgSO3, d) K3PO4, e) CaSO4, f) KMnO4, g) As(ClO)5, h)

CoSnO3, i) AgNO2, j) Cu(ClO2)2, k) Al2(CO3)3, l) NaNO3, m) K2CrO4, n) CsClO4

12. a) chlórnan draselný, b) cínatan sodný, c) dusitan horečnatý, d) chloritan sodný, e) uhličitan vápenatý, f) kremičitan lítny, g) chlorečnan cézny, h) chróman vápenatý, i) dusičnan draselný, j) jódnan strieborný, k) síran hlinitý, l) chloristan draselný, m) olovnatan železnatý, n) manganistan barnatý

13. a) NaBr, b) CaO, c) Fe(OH)3, d) H2CO3, e) ZnSO4, f) SrO2, g) NaH2PO4, h) KNO3, i)

NaCl, j) B2O3, k) Ca(OH)2, l) HNO3, m) MgCO3, n) K2O2, o) CuSO4.5H2O, p) Li2SO4

14. a) manganistan draselný, b) chlorovodík (kyselina chlorovodíková), c) hydroxid zinočnatý, d) chloritan sodný, e) kyselina dusitá, f) hydrid lítny, g) oxid fosforečný, h) alán, i) oxid chromitý, j) uhličitan horečnatý, k) kyselina chrómová, l) dihydrát síranu vápenatého, m) dusičnan strieborný, n) kyselina chloristá, o) peroxid vodíka, p) oxid manganičitý

3. FYZIKÁLNE VELIČINY A JEDNOTKY SÚSTAVY SI Fyzikálne veličiny popisujú kvantitatívne aj kvalitatívne vlastnosti, stavy a zmeny hmotných objektov, ktoré je možné merať. Fyzikálne veličiny a jednotky delíme na základné a vedľajšie. Sústavu SI tvorí sedem základných jednotiek. Tabuľka 6 Základné jednotky SI

Veličina Jednotka


17

názov symbol názov symbol

dĺžka

hmotnosť

čas

elektrický prúd

teplota

látkové množstvo

svietivosť

l

m

t

I

T

n

I

meter

kilogram

sekunda

ampér

kelvin

mól

kandela

m

kg

s

A

K

mol

cd

Pre desatinné násobky a zlomky základných jednotiek sa používajú predpony, ktoré uvádza tabuľka 7. Tabuľka 7 Predpony desatinných násobkov a zlomkov jednotiek

predpona skratka násobok predpona skratka zlomok

exa

peta

tera

giga

mega

kilo

E

P

T

G

M

k

1018

1015

1012

109

106

103

mili

mikro

nano

piko

femto

atto

m

n

p

f

a

10-3

10-6

10-9

10-12

10-15

10-18

Z praktických dôvodov sa používajú aj jednotky, ktoré do sústavy SI nepatria, tzv. vedľajšie jednotky:

čas – minúta (min), hodina (h), objem – liter (l) = 1 dm3=10-3m3

hmotnosť – tona (t) = 1000kg teplota – 1oC = 273,15 K

18

4. ZÁKLADNÉ CHEMICKÉ VÝPOČTY 4.1 HMOTNOSŤ ATÓMOV A MOLEKÚL

Každý atóm prvku sa skladá z jadra a z atómového (elektrónového) obalu. Jadro atómu tvoria (zjednodušene) kladne nabité elementárne častice – protóny a elektricky neutrálne elementárne častice s približne rovnakou hmotnosťou – neutróny. Atómový obal tvoria záporne nabité elementárne častice – elektróny. Prakticky celú hmotnosť atómu tvorí hmotnosť jadra, hmotnosť elektrónov je v porovnaní s ním zanedbateľná.

Charakteristickou vlastnosťou atómov je ich atómové (protónové) číslo Z, ktoré udáva počet protónov (elementárnych kladných nábojov) v jadre atómu daného prvku. Počet neutrónov v jadre atómu sa označuje ako neutrónové číslo N. Súčet protónov a neutrónov sa označuje ako hmotnostné (nukleónove číslo) A = Z + N.

Látka zložená z atómov, ktoré majú rovnaké atómové číslo (rovnaký počet protónov), sa nazýva prvok. Atómovým číslom, ktoré udáva aj poradové číslo prvku v periodickej sústave prvkov, je prvok jednoznačne určený. Jednotlivé prvky značíme tak, že k symbolu prvku píšeme hmotnostné číslo A ako index vľavo hore, a atómové číslo Z sa píše ako index

vľavo dole, všeobecne XAZ .. V hmotnostnom čísle sa atómy toho istého prvku môžu líšiť.

Atómy prvkov, ktoré sa líšia hmotnostným číslom, t.j. majú rovnaký počet protónov, ale rôzny počet neutrónov v jadre, sa nazývajú izotopy. Pretože prvok je jednoznačne určený už svojim symbolom, jeho atómové číslo sa pri značení už nemusí uvádzať. Napríklad na rozlíšenie

dvoch prírodných izotopov uhlíka C126 a C13

6 stačí zápis 12C a 13C. Hmotnosť atómu určitého prvku X sa označuje ako m(AX) a vyjadruje sa v kilogramoch. Napríklad: m(1H) = 1,67355 . 10-27 kg m(12C) = 1,99268 . 10-26 kg

Pri chemických výpočtoch sa namiesto týchto absolútnych hodnôt používajú relatívne atómové hmotnosti, ktoré predstavujú relatívne veličiny vzhľadom na konvenčne zvolený základ. Týmto základom – atómovou hmotnostnou jednotkou – je 1/12 hmotnosti

atómu uhlíka C126 .

Relatívna atómová hmotnosť je teda číslo, ktoré vyjadruje, koľkokrát je hmotnosť daného atómu väčšia než 1/12 hmotnosti atómu 12C a označuje sa symbolom Ar(AX)

12C)m(X)m(

X)(rA 12

AA

Napríklad:

1,0078

12kg1,9927.10kg1,6736.10

12C)m(H)m(

H)(rA 26

27

12

11

12

12kg1,9927.10kg1,9927.10

12C)m(C)m(

C)(rA 26

26

12

1212


19

Relatívne atómové hmotnosti sú bezrozmerné veličiny a ich hodnoty sú bežne uvádzané v tabuľkách. Väčšina prvkov v prírode sa skladá z dvoch alebo viac izotopov a ich pomer v zlúčeninách alebo vo voľnom prvku býva stály. V tabuľkách sa preto uvádza priemerná relatívna atómová hmotnosť prvkov pri ich prirodzenom izotopovom zložení. Napríklad uhlík v prírode sa skladá z izotopov 12C (98,89 %) a 13C (1,103 %) a jeho priemerná relatívna atómová hmotnosť je preto Ar(C) = 12,011 15.

Atómy rovnakých alebo rôznych prvkov sa zlučujú za vzniku molekúl jednoduchých látok (napr. N2, O2, I2) alebo zlúčenín (H2O, NH3, CO2 a pod.). Hmotnosť molekúl prvkov alebo zlúčenín je daná súčtom atómových hmotností všetkých atómov, z ktorých sa molekula skladá.

Pomer hmotnosti molekuly látky daného chemického zloženia (Y) k 1/12 hmotnosti atómu uhlíka 12C sa nazýva relatívna molekulová hmotnosť.

12C)m(

m(Y)(Y)rM 12

Relatívna molekulová hmotnosť látky je určená súčtom relatívnych atómových

hmotností atómov, z ktorých sa molekula skladá:

Mr = Σ Ar

Relatívne molekulové hmotnosti sú rovnako ako relatívne atómové hmotnosti pomerné veličiny, a preto sú bezrozmerné. Príklad 1: Vypočítajte relatívnu molekulovú hmotnosť kyseliny sírovej, ak relatívne atómové hmotnosti jednotlivých prvkov sú: Ar(H) = 1,01; Ar(S) = 32,06; Ar(O) = 16. Riešenie: Mr = ∑ Ar Mr(H2SO4) = 2 Ar(H) + Ar(S) + 4 Ar(O) Mr(H2SO4) = 2 . 1,01 + 32,06 + 4 . 16 Mr(H2SO4) = 98,08 Relatívna molekulová hmotnosť kyseliny sírovej je 98,08. Precvičte si: 1) Vypočítajte relatívnu molekulovú hmotnosť kyseliny dusičnej, ak relatívne atómové

hmotnosti prvkov sú Ar(H) = 1,01; Ar(N) = 14,01; Ar(O) = 16. (Mr(HNO3) = 63,02) 2) Vypočítajte relatívnu molekulovú hmotnosť ozónu, ak Ar(O) = 16. (Molekula ozónu O3 je

zložená z 3 atómov kyslíka.) (Mr(O3) = 48)

20

3) Vypočítajte relatívnu molekulovú hmotnosť uhličitanu vápenatého, ak Ar(Ca) = 40,08; Ar(C) = 12,01; Ar(O) = 16,00. (Mr(CaCO3) = 100,09) 4.2 LÁTKOVÉ MNOŽSTVO

Množstvo dvoch rôznych látok možno vzájomne porovnávať na základe ich hmotnosti alebo objemu. Z chemického hľadiska je však vhodné porovnávať množstvo látok podľa počtu základných častíc, ktoré ich tvoria (atómov, molekúl, iónov a podobne) a považovať za ekvivalentné (vzájomne sebe zodpovedajúce) také množstvá látok, ktoré obsahujú rovnaký počet uvažovaných častíc. Od roku 1971 je do Medzinárodnej sústavy jednotiek (SI) zaradená veličina látkové množstvo. Označuje sa symbolom n, jeho jednotkou je mol.

Mól je také množstvo látky, ktoré obsahuje rovnaký počet základných častíc (napr. molekúl), ako je atómov v 0,012 kg uhlíka 12C. Tento počet je číselne vyjadrený Avogadrovou konštantou NA, ktorá má hodnotu NA = 6,022045 ± 0,000031 . 1023 mol-1

Avogadrova konštanta NA je definovaná ako číslo, ktoré vyjadruje počet atómov uhlíka 12C prítomných v presne 0,012 kg tohto izotopu. Ak poznáme hmotnosť jedného atómu uhlíka, a tá je m(12C) = 1,993.10-26 kg, potom počet atómov v 0,012 kg uhlíka 12C vypočítame

2326A 6,02.10

kg1,993.100,012kg

N

Pri výpočtoch budeme používať zaokrúhlenú hodnotu NA = 6,022.1023 mol-1.

1 mól akejkoľvek látky teda obsahuje vždy rovnaký počet, t.j. približne 6,022.1023 častíc, z ktorých je látka zložená. Napríklad 1 mól amoniaku obsahuje približne 6,022.1023 molekúl NH3 a pod.

Súčin Avogadrovej konštanty NA a látkového množstva n tejto látky vyjadruje počet častíc tejto látky

N = NA . n

Podiel hmotnosti m určitej látky a jej látkového množstva n vyjadruje mólovú hmotnosť M tejto látky. Táto veličina má v sústave SI jednotku kg.mol-1, v bežnej praxi sa však používa jednotka g.mol-1.

nm

M [kg.mol-1]

Mólová hmotnosť je teda hmotnosť 1 mólu čistej látky, t.j. hmotnosť 6,022.1023 častíc

tejto látky. Číselná hodnota mólovej hmotnosti vyjadrená v g.mol-1 sa rovná relatívnej atómovej hmotnosti (pri prvkoch), resp. relatívnej molekulovej hmotnosti (pri zlúčeninách). Ak napríklad relatívna atómová hmotnosť medi Ar(Cu) = 63,55 a relatívna molekulová hmotnosť chlorovodíka Mr(HCl) = 36,46, potom mólová hmotnosť medi je M(Cu) = 63,55 g.mol-1 a mólová hmotnosť chlorovodíka M(HCl) = 36,46 g.mol-1. Inak povedané 1 mól Cu (NA častíc Cu) má hmotnosť 63,55 g a 1 mól HCl (NA častíc HCl) má hmotnosť 36,46 g. Príklad 1 :


21

Relatívna atómová hmotnosť kyslíka Ar(O) = 16; uhlíka Ar(C) = 12,01.

a) Vypočítajte relatívnu molekulovú hmotnosť oxidu uhličitého;

b) Určte mólovú hmotnosť oxidu uhličitého;

c) Vypočítajte počet molekúl oxidu uhličitého, ak jeho látkové množstvo je 2 móly;

d) Vypočítajte hmotnosť oxidu uhličitého, ak jeho látkové množstvo je 2 móly.

Riešenie:

a) Mr = ΣAr

Mr(CO2) = Ar(C) + 2 Ar(O)

Mr(CO2) = 12,01 + 2 . 16

Mr(CO2) = 44,01

Relatívna molekulová hmotnosť oxidu uhličitého je 44,01. b) Mólová hmotnosť vyjadrená v g.mol-1 sa číselne rovná relatívnej molekulovej

hmotnosti..

M(CO2) = 44,01 g.mol-1

Mólová hmotnosť oxidu uhličitého je 44,01 g.mol-1. c) Ak n(CO2) = 2 mol, potom počet molekúl tvoriacich 2 móly vypočítame podľa vzťahu

N = NA . n

N = 6,022 . 1023 mol-1 . 2 mol

N = 12,044 . 1023

Dva móly oxidu uhličitého obsahujú 12,044 . 1023 molekúl CO2. d) Hmotnosť 2 mólov oxidu uhličitého vypočítame podľa vzťahu

m = M . n

m(CO2) = M(CO2) . n(CO2)

m(CO2) = 44,01 g.mol-1 . 2 mol

m/CO2) = 88,02 g

Hmotnosť 2 mólov CO2 je 88,02 g. Príklad 2 : Vypočítajte hmotnosť 0,25 mólu metánu a obsah molekúl v tomto látkovom množstve. Mólová hmotnosť metánu M(CH4) = 16 g.mol-1. Riešenie :

22

1 mól CH4 má hmotnosť 16 g; 0,25 mólu CH4 má hmotnosť 16 . 0,25 = 4 g. 1 mól CH4 obsahuje 6,022 . 1023 molekúl; 0,25 mólu CH4 obsahuje 6,022 . 1023 . 0,25 = 1,505 . 1023 molekúl. Príklad 3 : Koľko atómov hliníka je obsiahnutých v 10 g Al. Relatívna atómová hmotnosť hliníka Ar(Al) = 26,98. Riešenie : 1 mól atómov hliníka, t.j. 26,98 g Al obsahuje 6,022 . 1023 atómov hliníka. Počet atómov hliníka v 10 g Al vypočítame napr. podľa úmery 26,98 g Al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6,022 . 1023 atómov Al

10 g Al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . x atómov Al

2323

2,232.1026,98

.106,022.10x

10 g hliníka predstavuje 2,232 . 1023 atómov Al. Precvičte si: 1. Relatívna atómová hmotnosť vodíka je 1,01.

a) Vypočítajte relatívnu molekulovú hmotnosť molekulového vodíka; b) Určte mólovú hmotnosť molekulového vodíka; c) Vypočítajte počet molekúl H2, ak jeho látkové množstvo je 3 móly; d) Vypočítajte hmotnosť molekulového vodíka, ak jeho látkové množstvo je 3 móly.

( a) 2,02, b) 2,02 g.mol-1, c) 18,066 . 1023, d) 6,06 g )

2. Plynný kyslík v prírode sa nachádza vo forme dvojatómových molekúl O2, avšak

v horných vrstvách atmosféry vo veľmi malom množstve aj vo forme trojatómových molekúl O3 – ozónu. Porovnajte hmotnosť kyslíka O2 a ozónu O3 a počty ich molekúl, ak látkové množstvá oboch sú rovnaké n(O2) = n/O3) = 2 mol. Ar(O) = 16,00.

(m(O2) = 64,00 g, m(O3) = 96,00 g, N(O2) = N(O3) = 12,044 . 1023 molekúl)

3. Vypočítajte látkové množstvo a počet molekúl v 28,704 g Mn(NO3)2 . 6 H2O. Ar(N) = 14,01., Ar(H) = 1,01., Ar(O) = 16., Ar(Mn) = 54,94

( 0,1 mol, 6,022 . 1022 molekúl) 4. Vypočítajte hmotnosť:

a) 1,0 mol vápnika, b) 3,0 mol vody, c) 0,50 mol kyseliny sírovej, d) 3,50 kmol uhličitanu vápenatého, e) 6,50 mmol manganistanu draselného.


23

Ar(Ca) = 40,08., Ar(H) = 1,01., Ar(O) = 16., Ar(S) = 32,07., Ar(C) = 12,01., Ar(Mn) = 54,94., Ar(K) = 39,10

(a) 40,08 g, b) 54,05 g, c) 49,04 g, d) 350,34 g, e) 1,03 g)

5. Vypočítajte látkové množstvo:

a) 50,6 g fosforu P4, b) 150,6 g kyseliny dusičnej, c) 28,5 kg amoniaku, d) 22,3 mg dusičnanu strieborného, e) 75,0 g hemihydrátu síranu vápenatého. Ar(P) = 30,97., Ar(N) = 14,01., Ar(H) = 1,01., Ar(O) = 16., Ar(Ag) = 107,88., Ar(Ca) = 40,08., Ar(S) = 32,07.,

(a) 0,41 mol, b) 2,39 mol, c) 1,67 kmol, d) 0,00013 mol, e) 0,55 mol)

6. Vypočítajte, aké látkové množstvo predstavuje

a) 25,00 g oxidu vápenatého b) 3,284 g atómového vodíka c) 5,23 g NiCl2 . 6 H2O Ar(Ca) = 40,08., Ar(H) = 1,01., Ar(O) = 16., Ar(Ni) = 58,71., Ar(Cl) = 35,45.,

(a) 0,45 mol, b) 3,26 mol, c) 0,02 mol)

7. Vypočítajte látkové množstvo bezvodého uhličitanu sodného v 20 g Na2CO3 . 10 H2O.

Ar(H) = 1,01., Ar(O) = 16., Ar(C) = 12,01., Ar(Na) = 22,99

(0,067 mol) 4.3 MÓLOVÝ OBJEM

Mólový objem (symbol Vm) je objem jedného mólu danej látky za stanovených tlakových a teplotných podmienok. Je určený podielom objemu V a látkového množstva n.

nV

Vm [ m3.mol-1]

V prípade, že látka tvorí ideálny plyn, potom za normálnych podmienok (tlaku po =

101 325 Pa a teploty To = 273,15 K, t.j. to = 0°C) je objem 1 mólu tohto plynu tzv. normálny mólový objem : Vm = (22,4136 ± 0,0030) . 10-3 m3 . mol-1 = 22,41 dm3.mol-1 1 mól plynnej látky obsahuje približne 6,022 . 1023 molekúl, a to znamená, že tento počet molekúl v ideálnom prípade zaberá za normálnych podmienok objem približne 22,41 dm3 (22,41 l).

24

Pri výpočtoch väčších množstiev látok, ktorých hmotnosť je vyjadrená v kg, je výhodné používať namiesto jednotky látkového množstva mól jednotku kilomól (symbol kmol). Platí 1 kmol = 103 mol Pre normálny mólový objem plynu Vm preto tiež platí Vm = 22,41 dm3. mol-1 = 22,41 m3 . kmol-1

Príklad 1 : Človek vydýchne za 1 hodinu 12,1 dm3 oxidu uhličitého za normálnych podmienok. Vydýchnuté množstvo oxidu uhličitého vyjadrite:

a) látkovým množstvom n, b) hmotnosťou m, c) počtom molekúl (oxidu uhličitého) N prítomných v danom objeme. Mr(CO2) = 44,01 Riešenie :

a) V = Vmn => mV

Vn

mol0,54.mol22,41dm

12,1dmn 13

3

b) nm

M => m = M.n

m = 44,01 g . mol-1 . 0,54 mol = 23,77 g c) N = NA.n

N = 6,023 . 1023 mol-1 . 0,54 mol = 3,25 . 1023

Príklad 2 : Aký objem zaberá za normálnych podmienok 5 kg dusíka? Mólová hmotnosť dusíka M(N2) = 28 g.mol-1. Predpokladajme, že dusík sa správa ako ideálny plyn. Riešenie: Prepočítame hmotnosť dusíka na látkové množstvo

mol 178,57g.mol28

g5000 Mm

n 1


25

1 mol dusíka zaberá objem ........................ 22,41 dm3; 178,57 mol dusíka zaberá objem...................x dm3

_____________________________________________

313

dm4001,8mol1

moldm mol.22,41178,57x

5 kg dusíka zaberá objem približne 4001,8 dm3, t.j. 4,0018 m3. Precvičte si: 1. Vypočítajte

a) akému látkovému množstvu (koľkým mólom) odpovedá 26,3 g oxidu uhličitého; b) aký je objem tohto plynu za normálnych podmienok; c) koľko molekúl CO2 je obsiahnutých v tomto množstve? Mr(CO2) = 44,01.

(0,598 mol ; 13,39 dm3; 3,6.1023)

2. Vypočítajte, aký objem zaberá za normálnych podmienok 2 kg amoniaku?

Mr(NH3) = 17,03. (2,63 m3)

3. Vypočítajte

a) hmotnosť kyslíka, ktorý má za normálnych podmienok objem 8 m3; b) koľko molekúl kyslíka je obsiahnutých v tomto množstve?

Mr(O2) = 32,00. (11,42 kg; 2,15.1026)

5. STECHIOMETRIA

Stechiometria sa zaoberá kvantitatívnymi vzťahmi medzi prvkami v zlúčeninách a

kvantitatívnymi vzťahmi v chemických reakciách.

26

5.1 ZLOŽENIE LÁTOK

Zloženie zlúčeniny môžeme vyjadriť:

a) kvalitatívne – označením prvkov, ktoré danú zlúčeninu tvoria, b) kvantitatívne – pomerom počtu atómov (látkových množstiev).

To znamená, že keď napíšeme chemický vzorec zlúčeniny, potom značky prvkov objasňujú kvalitatívnu stránku zloženia látky a indexy pri značkách prvkov vyjadrujú vzájomný pomer počtu atómov v molekule zlúčeniny, resp. látkové množstvo prvkov v jednom mole zlúčeniny.

Zlúčenina môže byť vyjadrená stechiometrickým alebo molekulovým vzorcom: - stechiometrický (empirický) vzorec udáva pomocou malých celých čísel, v akom

pomere sú zastúpené atómy prvkov v zlúčenine, ktorú tvoria. - molekulový vzorec udáva počet atómov v molekule. Napr. molekulový vzorec peroxidu

vodíka je H2O2 a stechiometrický vzorec HO. Molekulový vzorec môže byť zhodný so stechiometrickým vzorcom, alebo môže byť jeho celočíselným násobkom.

5.1.1 Určenie stechiometrického vzorca

Najjednoduchším vyjadrením zloženia zlúčeniny je stechiometrický (empirický)

vzorec. Keď tento vzorec napíšeme všeobecne ako AxByCz, potom značky prvkov (A, B, C) v tomto vzorci vyjadrujú, z akých prvkov sa zlúčenina skladá a indexy (x, y, z) pri značkách prvkov sú bezrozmernými stechiometrickými koeficientmi určujúcimi kvantitatívnu stránku zloženia.

Stechiometrický vzorec môžeme odvodiť z výsledkov chemickej analýzy danej zlúčeniny, resp. chemického zloženia. Bližšie objasnenie je uvedené v príklade 1 a 2. Príklad 1: Chemickou analýzou organickej látky sa zistilo, že skúmaná látka obsahuje 74,8 % uhlíka a 25,13 % vodíka. Určte empirický vzorec tejto látky pomocou relatívnych atómových hmotností Ar(C) = 12,01; Ar(H) = 1,01. Riešenie:

Keďže stechiometrický vzorec vyjadruje, v akom pomere sú zastúpené atómy prvkov, ktoré danú zlúčeninu tvoria a súčasne tým vyjadruje pomer látkových množstiev (mólov) daných prvkov v zlúčenine, najskôr vypočítame pomerné zastúpenie látkových množstiev (v móloch) jednotlivých prvkov v zlúčenine.

Z daného percentuálneho zloženia zlúčeniny vieme, že napr. 100 g tejto zlúčeniny obsahuje 74,87 g uhlíka a 25,13 g vodíka. Látkové množstvá jednotlivých prvkov v 100 g zlúčeniny potom vypočítame

mol6,23

g.mol 12,01g 74,87

CMCm

Cn 1

mol24,93

g.mol 1,01g25,13

HMHm

Hn 1


27

Pomer látkových množstiev uhlíka a vodíka je

n(C) : n(H) = 6,23 mol : 24,93 mol

Po úprave na pomer malých celých čísel (delením hodnotou 6,23) dostávame:

n(C) : n(H) = 1 mol : 4 mol Keďže počet atómov v móle hociktorého prvku je rovnaký, vyjadrujú tieto čísla súčasne pomerné zastúpenie atómov jednotlivých prvkov

x : y = n(C) : n(H)

x : y = 1 : 4 Empirický vzorec zlúčeniny všeobecného vzorca CxHy je CH4. Príklad 2: Chemickou analýzou sa zistilo, že zlúčenina obsahuje 40,00 % Ca, 12,00 % C a 48,00 % O. Určte stechiometrický vzorec zlúčeniny: Riešenie: Stechiometrický vzorec má tvar CaxCyOz. Pomer stechiometrických koeficientov x:y:z môžeme vypočítať aj pomocou podielov percentuálneho zastúpenia prvku v zlúčenine a jeho relatívnej atómovej hmotnosti. Koeficienty x, y a z vypočítame podľa vzťahu:

16,0048,00

:12,0112,00

:40,0840,00

(O)Aw%(O)

:(C)A

w%(C):

(Ca)Aw%(Ca)

z:y:xrrr

)(:)(:)( OnCnCan

= 0,998:0,999:3=1:1:3

Malé odchýlky od celých čísel vyplývajú z nepresnosti pri kvantitatívnom stanovení Ca a C v zlúčenine. Stechiometrický vzorec zlúčeniny je CaCO3. Príklad 3: Určte stechiometrický vzorec zlúčeniny, ktorá obsahuje 32,43 % sodíka, 22,55 % síry a 45,02 % kyslíka. Riešenie: Stechiometrický vzorec má tvar NaxSyOz. Koeficienty x, y a z vypočítame podľa vzťahu:

16,0045,02

:32,0622,55

:22,9932,43

(O)Aw%(O)

:(S)A

w%(S):

(Na)Aw%(Na)

z:y:xrrr

x : y : z = 1,411 : 0,7031 : 2,814 = 2 : 1 : 4

Stechiometrický vzorec zlúčeniny je Na2SO4.

28

Precvičte si: 1. Chemickou analýzou sa zistilo, že zlúčenina obsahuje 75,00 % Ag a 25,00 % Cl. Vypočítajte stechiometrický vzorec.

Ar(Ag) = 107,88., Ar(Cl) = 35,45 (AgCl)

2. Vypočítajte stechiometrický vzorec zlúčeniny, ktorá má zloženie: 20,66 % Fe, 39,39 % Cl, 39,95 % H2O.

Ar(Fe) = 55,85., Ar(Cl) = 35,45., Mr(H2O)=18,02

(FeCl3 . 6H2O)

3. Látka obsahuje 26,58 % draslíka, 35,35 % chrómu a 38,07 % kyslíka. Určte jej stechiometrický vzorec.

Ar(K) = 39,1., Ar(Cr) = 52., Ar(O)=16

(K2Cr2O7)

4. Železo vytvára niekoľko zlúčenín s kyslíkom. Určte ich empirické vzorce, keď jeden oxid obsahuje 77,73 % Fe, druhý oxid obsahuje 69,94 % Fe a tretí oxid obsahuje 72,36 % Fe;

Ar(Fe) = 55,85; Ar(O) = 16.

( FeO, Fe2O3, Fe3O4)

5. Zistite empirický vzorec zlúčeniny, ktorá obsahuje 47,794 % Mn, 10,45 % C, 41,76 % O.

Ar(Mn) = 54,94; Ar(C) = 12,011; Ar(O) = 16

( MnCO3)

6. Zistite empirický vzorec zlúčeniny, ktorá obsahuje 23,553 % K a 76,447 % I.

Ar(K) = 39,1; Ar(I) = 126,9 ( KI )

5.1.2 Určenie molekulového vzorca

Molekulový vzorec vyjadruje skutočný počet atómov v reálne existujúcich molekulách

na rozdiel od stechiometrického vzorca, ktorý vyjadruje len vzájomný pomer počtu jednotlivých atómov. Molekulový vzorec môže byť násobkom empirického vzorca. Na určenie molekulového vzorca treba popri pomernom zastúpení atómov prvkov v molekule zlúčeniny poznať aj relatívnu molekulovú hmotnosť tejto zlúčeniny. Až potom možno rozhodnúť, či sa empirický vzorec zhoduje s molekulovým vzorcom alebo aký vzťah medzi nimi platí. Bližšie objasnenie je uvedené v príklade 1.

Príklad 1:


29

Z chemickej analýzy organickej látky obsahujúcej uhlík a vodík sa zistilo, že pomer atómov uhlíka a vodíka je 1 : 3, teda empirický vzorec je CH3. Metódami fyzikálno-chemickej analýzy sa ďalej zistilo, že relatívna molekulová hmotnosť tejto zlúčeniny je Mr = 30,08. Máme určiť molekulový vzorec tejto látky. Ar(C) = 12,01; Ar(H) = 1,01.

Riešenie:

Empirický vzorec skúmanej látky je CH3. Molekulový vzorec tejto látky (vyjadrujúci zloženie skutočných molekúl) môže teda byť CH3, C2H6, C3H9 . . . . . . CnH3n.

Pre relatívnu molekulovú hmotnosť uvedených zlúčenín platí

Mr(CH3) = Ar(C) + 3Ar(H) = 12,01 + 3 . 1,01 = 15,04

Mr(C2H6) = 2Ar(C) +6Ar(H) = 2 . 12,01 + 6 . 1,01 = 30,08

Mr(C3H9) = 3Ar(H) + 9Ar(H) = 3 . 12,011 + 9 . 1,01 = 45,12 atď.

Skutočne zistená relatívna molekulová hmotnosť skúmanej zlúčeniny je 30,07. Z predchádzajúceho výpočtu platí, že takúto hodnotu Mr má len zlúčenina s molekulovým vzorcom C2H6.

Molekulový vzorec skúmanej zlúčeniny je C2H6 (etán).

Precvičte si: 1. Určite molekulový vzorec látky, ktorá obsahuje 85,60% uhlíka a 14,40% vodíka, ak

relatívna molekulová hmotnosť zlúčeniny je 42,09.

Ar(C) = 12,02., Ar(H) = 1,01 (C3H6)

5.2 VÝPOČTY PODĽA CHEMICKÉHO VZORCA

Na základe známeho empirického alebo molekulového vzorca sa dá vypočítať obsah jednotlivých prvkov, skupín alebo iónov a vyjadriť ho v hmotnostných jednotkách alebo hmotnostných percentách.

Príklad 1:

Vypočítajte percentuálne zastúpenie jednotlivých prvkov v chloride vápenatom.

Ar(Ca) = 40,08; Ar(Cl) = 35,45.

Riešenie:

30

Príklad môžeme počítať niekoľkými spôsobmi. a)

Mr(CaCl2) = Ar(Ca) + 2Ar(Cl) = 40,08 + 2 . 35,45 = 110,98

1 mól, t.j. 110,98 g CaCl2 je zložený z 1 mólu (40,08 g) vápnika a z 2 mólov (70,9 g) chlóru.

110,98 g CaCl2 predstavuje. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100%

40,08 g Ca predstavuje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . x % Ca

Ca % 36,11110,98

40,08.100x

110,986 g CaCl2 predstavuje . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100%

70,906 g Cl predstavuje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . x % Cl

Cl % 63,89110,98

70,9.100x

Obsah druhého prvku (chlóru) vieme zistiť odčítaním percentuálneho obsahu vápnika od 100% : 100 – 36,11 = 63,89%.

Chlorid vápenatý obsahuje 36,11 % vápnika a 63,89 % chlóru.

b)

Pri zisťovaní percentuálneho zloženia vlastne zisťujeme, koľko g (kg) hľadanej zložky sa nachádza v 100 g (100 kg) skúmanej látky:

110,98 g CaCl2 obsahuje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40,08 g Ca

100 g CaCl2 obsahuje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . x g Ca

Ca) % 36,11 (t.j. Ca g 36,11110,98

40,08.100x

110,986 g CaCl2 obsahuje . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70,906 g Cl

100 g CaC2 obsahuje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . x g Cl


31

Cl) % 63,89 (t.j. Cl g 63,89 110,98

70,9.100x

Chlorid vápenatý obsahuje 36,11 % vápnika a 63,89 % chlóru.

c) Obsah prvku v zlúčenine môžeme počítať aj pomocou hmotnostného zlomku. Hmotnostný zlomok látky A je definovaný ako podiel hmotnosti látky m(A) a hmotnosti celej sústavy m.

m

AmAw

)()(

Ak hmotnostný zlomok vynásobime číslom 100, dostaneme hmotnostné percento %W. V našom prípade za hmotnosť látky A dosadíme relatívnu atómovú hmotnosť prvku a hmotnosť sústavy predstavuje relatívna molekulová hmotnosť zlúčeniny.

.100)(CaClM

(Ca)A (Ca) %w

2r

r

Ca % 36,11110,98

40,08.100(Ca) %w

Percentuálne zastúpenie chlóru vypočítame analogicky ako u vápnika alebo odčítaním percentuálneho obsahu vápnika od 100. Príklad 2: Vypočítajte:

a) koľko % jednotlivých prvkov sa nachádza v LiNO3? b) koľko g lítia, dusíka a kyslíka sa nachádza v 3 g dusičnanu lítneho;

Ar(Li) = 6,94; Ar(N) = 14,01; Ar(O) = 16.

Riešenie: Mr(LiNO3) = 6,94 + 14,01 + 3 . 16 = 68,95 68,944 g LiNO3 (1 mól) obsahuje 6,94 g Li, 14,006 g N a 47,997 g O. 68,95 g LiNO3 . . . . . . . . . . . . . 100 % 6,94 g Li . . . . . . . . . . . . . x %

32

iL % 10,0768,95

6,94.100x

68,95 g LiNO3 . . . . . . . . . . . . . . . . 100 % 14,01 g N . . . . . . . . . . . . . . . . x %

N % 20,3168,95

14,01.100x

68,95 g LiNO3 . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 % 48 g O . . . . . . . . . . . . . . . . . x %

O % 69,62 68,95

48.100x

b) v 68,95 g LiNO3 sa nachádza . . . . . . . . . . . . . . 6,94 g Li

v 3 g LiNO3 sa nachádza. . . . . . . . . . . . . . . x

Li g 0,368,95

3.6,94x

Podobne v 3 g LiNO3 sa nachádza

N 0,61g68,95

3.14,01

O g 20,0968,95

3.48

Príklad 3:

Koľko percent bezvodého síranu vápenatého a koľko percent vody obsahuje čistý sadrovec? Mr(CaSO4 . 2H2O) = 172,17; Mr(CaSO4) = 136,14; Mr(H2O) = 18,015

Riešenie:

Sadrovec je kryštalický dihydrát síranu vápenatého CaSO4 . 2H2O. Obsah bezvodého CaSO4 počítame pomocou úmery:

172,17 g CaSO4 . 2H2O . . . . . . . . . . . . . . . . 100 %

136,14 g CaSO4 . . . . . . . . . . . . . . . . x %


33

4CaSO % 79,07172,17

136,14.100x

Obsah vody vypočítame :

100 – 79,07 = 20,93 %

Čistý sadrovec obsahuje 79,07 % bezvodého síranu vápenatého a 20,93 % vody.

Precvičte si: 1. Koľko kg bezvodého síranu vápenatého obsahuje 200 kg čistého sadrovca (pozri príklad

3)?

(158,2 kg) 2. Vypočítajte:

a) koľko percent jednotlivých prvkov obsahuje chlorid sodný; b) koľko g jednotlivých prvkov obsahuje 20 g NaCl.

Ar(Na) = 22,99; Ar(Cl) = 35,45; Mr(NaCl) = 58,44

(a) 39,34% Na, 60,66% Cl, b) 7,87g Na, 12,13g Cl) 3. Koľko percent železa a síry obsahuje FeS2 (pyrit)?

Ar(Fe) = 55,85; Ar(S) = 32,06 (46,6 % Fe; 53,4 % S)

4. Koľko percent oxidu horečnatého obsahuje uhličitan horečnatý?

Mr(MgCO3) = 84,32; Mr(MgO) = 40,31 (47,81 %)

5. V koľkých kg čistého vápenca (CaCO3) sa nachádza 1 kg oxidu vápenatého?

Mr(CaCO3) = 100,09; Mr(CaO) = 56,08 (1,78 kg)

6. Sušením 10 g síranu horečnatého pri 240º C sme získali 4,88 g bezvodej soli. Koľko

mólov H2O obsahoval pôvodný hydrát MgSO4 . nH2O?

Mr(MgSO4) = 12,37; Mr(H2O) = 18,02

(7 mol H2O) 7. Koľko hmotnostných percent hliníka obsahuje ortoklas KAISi3O8?

Ar(K) = 39,1; Ar(Al) = 26,98; Ar(Si) = 28,07; Ar(O) = 16

( 9,7 % Al) 8. Aké je percentuálne zloženie oxidu vápenatého?

Ar(Ca) = 40,8; Ar(O) = 16 (71,47% Ca, 28,53% O)

34

9. Ktorá z nasledovných zlúčenín obsahuje viac kyslíka : KMnO4; MnO2; H2O?

M(KMnO4) = 158, 34 g.mol-1; M(MnO2) = 86,94 g.mol-1; M(H2O) = 18 g.mol-1; Ar(O) = 16,00.

(voda; 88,89 %)

10. Najznámejšie rudy vhodné na výrobu surového železa sú krveľ Fe2O3, magnetovec

Fe3O4, hnedeľ Fe2O3.H2O, ocieľok FeCO3. Zistite, ktorá z týchto rúd obsahuje najväčšie množstvo železa.

Ar(Fe)=55,85; Ar(O)=16,00; Ar(C)=12,01; Ar(H)=1,01;

(Fe3O4 ;72,36%Fe)

6. CHEMICKÉ REAKCIE Každý chemický dej môžeme vyjadriť jednou, prípadne viacerými chemickými rovnicami, v ktorých je obsiahnutá kvalitatívna i kvantitatívna stránka chemickej reakcie.


35

V chemických rovniciach sú naľavo uvedené reaktanty – východiskové látky (prvky, zlúčeniny), ktoré navzájom reagujú a napravo produkty – látky, ktoré chemickou reakciou vznikajú. Chemická rovnica musí spĺňať zákon zachovania hmotnosti : Hmotnosť všetkých látok, ktoré vstupujú do reakcie sa musí rovnať hmotnosti látok vznikajúcich produktov. To znamená, že na obidvoch stranách musí byť rovnaký počet a druh atómov. Preto pred vzorce reakčných zložiek píšeme tzv. stechiometrické koeficienty. Sú to racionálne čísla, ktoré vyjadrujú vzťah medzi množstvami reaktantov a produktov v danej chemickej reakcii. Z chemickej rovnice : Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 ktorá vyjadruje prípravu vodíka, môžeme vyčítať, že 1 atóm zinku sa zlúči s 2 molekulami chlorovodíka za vzniku 1 molekuly chloridu zinočnatého a 1 molekuly vodíka. V praxi používame na vyjadrenie množstiev reaktantov a produktov látkové množstvá. Ľavá a pravá strana chemickej reakcie sa oddeľuje jednou šípkou (→), dvomi šípkami opačného smeru () alebo znamienkom rovnosti (=). Jedna šípka → vyjadruje, že reaktanty úplne zreagovali za vzniku produktov, ktoré sú napísané na pravej strane rovnice, napr.: BaO + CO2 → BaCO3 Dvomi šípkami opačného smeru naznačujeme, že v sústave sa ustálila rovnováha medzi reaktantami a produktmi. V reakčnej sústave je v takomto prípade okrem produktov aj pomerne značné množstvo východiskových látok. Koľko produktov v reakčnej sústave za jednotku času vznikne (šípka doprava →), toľko ich za jednotku času spätne zreaguje za vzniku reaktantov (šípka doľava ←). Napríklad: N2 + 3H2 2NH3

Znamienko = sa píše v rovniciach so správne doplnenými stechiometrickými koeficientmi, u ktorých sa predpokladá úplný priebeh reakcie.

Chemické reakcie môžeme rozdeliť do dvoch základných skupín. Prvú skupinu tvoria chemické reakcie, pri ktorých nedochádza k zmene oxidačných čísel reagujúcich látok a produktov (napr. podvojná zámena, pri ktorej ide iba o výmenu iónov reaktantov za vzniku produktov). Pri druhej skupine reakcií dochádza u niektorých atómov reaktantov a produktov k zmene oxidačného čísla. Tieto reakcie sa nazývajú oxidačno-redukčné. 6.1. CHEMICKÉ REAKCIE BEZ ZMENY OXIDAČNÉHO ČÍSLA

Príklad 1: Napíšte chemickú rovnicu reakcie fosforečnanu vápenatého s kyselinou sírovou, pri ktorej vzniká síran vápenatý a kyselina fosforečná. Riešenie: Najprv zostavíme schému reakcie. Na ľavú stranu napíšeme východiskové látky, na pravú produkty:

Ca3(PO4)2 + H2SO4 → CaSO4 + H3PO4

Stechiometrické koeficienty určíme úvahou: Vápnik na pravej strane rovnice sa nachádza iba v sírane vápenatom. Z jedného molu Ca3(PO4)2 musia vzniknúť 3 móly CaSO4. Skupina PO4 na pravej strane rovnice sa nachádza iba v kyseline fosforečnej. Z jedného mólu Ca3(PO4)2 musia vzniknúť 2 móly H3PO4. Množstvo kyseliny sírovej určíme z počtu mólov síranu vápenatého. Na vznik 3 mólov CaSO4 sú potrebné 3 móly H2SO4. Správnosť výpočtu overíme kontrolou počtu atómov vodíka na ľavej a pravej strane.

36

Výsledok: Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 = 3CaSO4 +2H3PO4

Precvičte si:

1. Doplňte stechiometrické koeficienty v rovniciach:

a) HNO3 + P2O5 → HPO3 + N2O5

b) Fe2(SO4)3 → Fe2O3 + SO3

c) PCl5 + H2O → H3PO4 + HCl

d) SO2 + CaCO3 + H2O → Ca(HSO3)2 + CO2

e) SiO2 + HF→ SiF4 + H2O

f) NaCl + NH4HCO3 → NaHCO3 + NH4Cl

g) Ca(NO3)2 + K3PO4 → Ca3(PO4)2 + KNO3

6.2 OXIDAČNO-REDUKČNÉ REAKCIE

V priebehu oxidačno - redukčných rovníc dochádza k dvom súčasne prebiehajúcim dejom: oxidácii a redukcii. Oxidácia je dej, pri ktorom atóm odovzdáva jeden alebo viac elektrónov a zvyšuje si tým svoje oxidačné číslo.

Napríklad: Zn0 - 2e = ZnII

I-I -6e = IV

Redukcia je dej, pri ktorom atóm prijíma jeden alebo viac elektrónov, pričom sa znižuje jeho oxidačné číslo.

Napríklad: MnVII + 5e = MnII NII + 5e = N-III

Pri určovaní stechiometrických koeficientov oxidačno-redukčných rovníc platia nasledujúce pravidlá: 1. počet odovzdaných elektrónov sa musí rovnať počtu prijatých elektrónov 2. počet atómov prvku na jednej strane rovnice sa musí rovnať počtu atómov prvku na

druhej strane rovnice Príklad 1: Pri reakcii chloridu železitého s chloridom cínatým vzniká chlorid železnatý a chlorid ciničitý:

FeCl3 + SnCl2 → FeCl2 + SnCl4

Doplňte stechiometrické koeficienty.

Riešenie:

1. Najprv si vyznačíme oxidačné čísla všetkých atómov v chemickej rovnici.

FeIII Cl3-I + SnII Cl2

-I → FeII Cl2

-I + SnIV Cl4-I


37

2. Zistíme, atómy ktorých prvkov zmenili svoje oxidačné čísla. V priebehu tejto chemickej reakcie sa mení oxidačné číslo atómov železa a cínu FeIII → FeII a SnII → SnIV. To znamená, že železo sa redukuje a cín sa oxiduje.

3. Zapíšeme, koľko elektrónov atómy prijali alebo odovzdali. FeIII + 1e- = FeII

SnII – 2e- = SnIV

4. Keďže počet vymenených elektrónov musí byť rovnaký, vynásobíme každú rovnicu

počtom vymenených elektrónov v opačnom deji.

FeIII + 1e- = FeII /.2

SnII – 2e- = SnIV /.1

2FeIII + 2e- = 2FeII

SnII – 2e- = SnIV

5. Upravené rovnice sčítame

2FeIII + SnII = 2FeII + SnIV

6. Doplníme stechiometrické koficienty do rovnice:

2FeCl3 + SnCl2 = 2FeCl2 + SnCl4

Príklad 2: Doplňte stechiometrické koeficienty v chemickej rovnici:

KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O Zmeny oxidačných stupňov sú: MnVII + 5e- = MnII /.2

2FeII – 2e- = 2FeIII /.5

2MnVII + 10FeIII → 10FeIII + 2MnII

Teraz môžeme napísať stechiometrické koeficienty ku zlúčeninám mangánu a železa:

2KMnO4 + 10FeSO4 + H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + H2O

Počet molekúl kyseliny sírovej zistíme z počtu chýbajúcich síranových skupín a počet molekúl vody z počtu atómov vodíka. Tak dostaneme úplnú rovnicu, o správnosti ktorej sa ľahko presvedčíme, keď sčítame atómy kyslíka na ľavej i pravej strane:

2KMNO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 = 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O

38

Precvičte si: 2. Doplňte stechiometrické koeficienty v oxidačno-redukčných rovniciach:

a) S + HNO3 → H2SO4 + NO2 + H2O

b) NH3 + O2 → H2O + N2

c) Ag + H2SO4 → Ag2SO4 + SO2 + H2O

d) Zn + HNO3 +H2SO4 → ZnSO4 + N2O + H2O

e) KMnO4 + KNO2 + H2SO4 → MnSO4 + KNO3 + K2SO4 + H2O

f) AsH3 + O2 → As2O3 + H2O

g) HNO3 + H2S → H2O + NO + S

h) HClO4 + H2SO3 → HCl + H2SO4

i) MnO2 + KClO3 + KOH → K2MnO4 + KCl + H2O

j) I2 + Cl2 + H2O → HIO3 + HCl

k) Ti + HNO3 + HCl → TiCl4 + NO + H2O

l) KClO3 → KCl + KClO4

m) PbO2 + HCl → PbCl2 + Cl2 + H2O

n) Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O

o) Al + HCl → AlCl3 + H2

p) O2 + H2 → H2O

q) FeCl3 + H2S → FeCl2 + S + HCl

r) HI + H2SO4 → I2 + H2S + H2O

s) KOH + Br2 → KBrO3 + KBr + H2O

t) CrI3 + KOH + Cl2 → K2CrO4 + KIO4 + KCl + H2O

6.3 Výsledky cvičení

1.

a) 2, 1 2, 1

b) 1 1, 3

c) 1, 4 1, 5

d) 2, 1, 1 1, 1

e) 1, 4 1, 2


39

f) 1, 1 1, 1

g) 3, 2 1, 6

2. a) 1, 6 1, 6, 2

b) 4, 3 6, 2

c) 2, 2 1, 1, 2

d) 4, 2, 4 4, 1, 5

e) 2, 5, 3 2, 5, 1, 3

f) 2, 3 1, 3

g) 2, 3 4, 2, 3

h) 1, 4 1, 4

i) 3, 1, 6 3, 1, 3

j) 1, 5, 6 2, 10

k) 3, 4, 12 3, 4, 8

l) 4 1, 3

m) 1, 4 1, 1, 2

n) 3, 8 3, 2, 4

o) 2, 6 2, 3

p) 1, 2 2

q) 2, 1 2, 1, 2

r) 8, 1 4, 1, 4

s) 6, 3 1, 5, 3

t) 2, 64, 27 2, 6, 54, 32

7. VÝPOČTY PODĽA CHEMICKÝCH ROVNÍC

Chemickými rovnicami prehľadne znázorňujeme priebeh chemických reakcií. Každá

chemická rovnica udáva:

a) aké prvky alebo zlúčeniny spolu reagujú a aké produkty pritom vznikajú;

40

b) aké sú pomery látkových množstiev východiskových látok a reakčných splodín, resp. pomery počtu atómov molekúl vzájomne reagujúcich.

Pomocou chemických rovníc vieme vypočítať napr. aké množstvo východiskových látok

potrebujme na prípravu požadovaného množstva produktov, resp. aké množstvo produktov vznikne, ak poznáme množstvo reagujúcich látok. Napr. z chemickej rovnice

CaO + H2O = Ca(OH)2 vieme zistiť, že reaguje oxid vápenatý s vodou, pričom vzniká hydroxid vápenatý. Súčasne z kvantitatívneho hľadiska vidíme, že reaguje 1 mól Ca(OH)2 s 1 mólom H2O za vzniku 1 mólu Ca(OH)2. Ak poznáme mólové, resp. relatívne molekulové hmotnosti látok, ktoré sa vyskytujú pri chemickej reakcii (z chemických tabuliek), potom nás rovnica informuje aj o hmotnostných pomeroch reagujúcich látok. Vieme, že 1 mól CaO má hmotnosť 56,08 g 1 mól H2O má hmotnosť 18,02 g 1 mól Ca(OH)2 má hmotnosť 74,1g Z chemickej rovnice potom jasne vyplýva, že 56,08 g oxidu vápenatého sa zlúči s 18,02 g vody za vzniku 74,1g hydroxidu vápenatého. Pri výpočtoch podľa chemickej rovnice vždy predpokladáme, že reakcia prebieha za normálnych podmienok (po = 101 325 Pa, To = 273 K resp. to = 0˚C). Za týchto podmienok 1 mól plynnej látky má objem približne 22,4 dm3.

Príklad 1: Aké množstvo vody je potrebné na vyhasenie 100 kg čistého vápna na vápenný hydrát? (Pokladajme vápno za čistý CaO). Reakcia prebieha podľa rovnice

CaO + H2O = Ca(OH)2

Riešenie: 1 mól (56,08g) CaO sa zlučuje s 1 mólom (18,02 g) H2O za vzniku mólu Ca(OH)2

56,08 g (1 mol) CaO . . . . . . . . . . . . . . . . 18,02 g (1 mol) H2O

100 .103 g CaO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . x g H2O

OH kg 32,12g32,12.10g 56,079

g g.18,015100.10x 2

33

Na vznik vápenného hydrátu treba 32,12 kg vody. Príklad 2:

Vypočítajte:

a) aké množstvo oxidu vápenatého

b) aký objem oxidu uhličitého

vznikne za normálnych podmienok termickým rozkladom 50 g uhličitanu vápenatého. Uhličitan vápenatý sa zahrievaním na teplotu 800˚ C rozkladá podľa rovnice


41

CaCO3 = CaO + CO2

Mr(CaCO3) = 100,089; Mr(CaO) = 56,079; Mr(CO2) = 44,010.

Riešenie:

a)

Rozkladom 1 mólu (100,09 g) CaCO3 vznikne 1 mól (56,08g) CaO a 1 mól (44,01 g) CO2.

Rozkladom 100,09 g CaCO3 vznikne . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56,08 g CaO

50 g CaCO3 vznikne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . x g CaO

CaO g 28,02100,089

50.56,079x

b) 1 mól oxidu uhličitého zaberá za normálnych podmienok objem približne 22,4 dm3.

Rozkladom 100,09 g (1 mol) CaCO3 vznikne . . . . . . . . . . . . . 22,4 dm3 (1 mol) CO2

50 g CaCO3 vznikne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . x dm3 CO2

23 CO dm 11,19

100,089

50.22,4x

Termickým rozkladom 50 g CaCO3 vznikne 28,015 g CaO a 11,19 dm3 CO2. Príklad 3: Koľko g Hg a koľko dm3 O2 vznikne rozkladom 108 g HgO podľa chemickej rovnice

2HgO → 2Hg + O2

M(HgO) = 216,59 g.mol-1; M(Hg) = 200,59 g.mol-1 Východiskovou látkou je oxid ortuťnatý, lebo poznáme jeho hmotnosť m(HgO) = 108 g. Látkové množstvo n(HgO) vypočítame podľa vzorca:

mol0,4986g.mol216,59

g108M(HgO)

mn 1

HgOHgO

Látkové množstvo Hg vypočítame z látkového množstva HgO:

42

lmo0,4986 nn122

n

nHgOHg

HgO

Hg

Hmotnosť Hg vypočítame podľa vzťahu:

mHg = nHg . M(Hg) = 0,4986 mol . 200,59 g.mol-1 = 100,01 g

Látkové množstvo kyslíka vypočítame z látkového množstva HgO:

mol0,2493 mol.0,4986 21

.n21

n21

n

nHgO2O

HgO

2O

Objem kyslíka vypočítame podľa vzťahu:

V(O2) = m2O .Vn = 0,2493 mol . 22,41 dm3 .mol-1 = 5,59 dm3

Rozkladom 108 g HgO vznikne 100,01 g Hg a 5,59 dm3 O2.

Príklad 4: Pri spaľovaní hnedého uhlia obsahujúceho síru uniká do ovzdušia v spalných plynoch aj oxid siričitý. Vypočítajte

a) koľko kg a koľko m3 SO2 (v prepočte na normálne podmienky) uniká do ovzdušia spálením 10 t uhlia s obsahom 1,5 % síry;

b) akému množstvu kyseliny sírovej toto množstvo zodpovedá? Ar(S) = 32,06; Mr(SO2) = 64,06; Mr(H2SO4) = 98,08 Riešenie: a) Vypočítame množstvo síry v uhlí

10 000 kg uhlia . . . . . . . . . . . . . . . 100 %

x kg síry . . . . . . . . . . . . . . . . 1,5 %

S kg 150100

1,5.10000x

Pri horení sa síra oxiduje na oxid siričitý

S + O2 = SO2

Spálením 1 kmol (32,06 kg) síry vznikne 1 kmol (65,06 kg) SO2 : 32,06 kg S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64,06 kg SO2

150 kg S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . x kg SO2

2SO kg 299,732,06

150.64,06x


43

Spálením 1 kmol síry vznikne 1 kmol SO2, ktorý má za normálnych podmienok objem približne 22,41m3.

32,06 kg S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22,41 m3 SO2

150 kg S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . x m3 SO2

23 SO m 104,80

32,06

150.22,4x

10 t uhlia obsahuje 150 kg síry. Jeho spálením unikne do ovzdušia približne 300 kg oxidu siričitého, ktorý má za normálnych podmienok objem približne 105 m3. b) Z 1 kmol SO2 vzniká 1 kmol H2SO4

SO2 + 1/2 O2 + H2O = H2SO4

z 64,06 kg SO2 vzniká . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98,08 kg H2SO4

z 299,70 kg SO2 vzniká . . . . . . . . . . . . . . . . . . x kg H2SO4

42SOH kg 458,8664,06kg

kg kg.98,08 299,98x

Zo 150 kg síry (resp. z 299,7 kg SO2) vznikne približne 459 kg kyseliny sírovej. Príklad 5: Spálením 2 g koksu vzniklo 3,41 dm3 CO2. Koľko percent popola obsahuje koks? Ar(C) = 12,01; Mr(CO2) = 44,01. Riešenie: Prevažnú časť koksu pokladáme za čistý uhlík, ktorý pri horení reaguje s kyslíkom podľa rovnice C + O2 = CO2

Zvyšok sú nečistoty, ktoré po spálení zostávajú ako popol. Vypočítame množstvo uhlíka, z ktorého vzniklo 3,4 dm3 CO2. Spálením 12,01 g C vznikne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22,4 dm3 CO2

x g C vznikne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3,41 dm3 CO2

C g 1,8322,4

12,01.3,41x

44

Množstvo popola v kokse = 2 - 1,828 = 0,172 g 2g. . . . . . . . . . . . . . . . . 100 %

0,172 g . . . . . . . . . . . . . . . x %

x = 2

0,172.100 = 8,58 %

Koks obsahuje 8,58 % popola. Príklad 6: Vápenec s 8 % nečistôt bol vypálený na vápno. Koľko percent nečistôt bude vo vápne, ak sa pri pálení nerozkladajú? Ar(CaCO3) = 100,09; Ar(CaO) = 56,08. Riešenie: Uvažujeme, že vápenec je tvorený čistým uhličitanom vápenatým a nečistotami. 100 g takéhoto vápenca obsahuje 92 g CaCO3 a 8 g nečistôt. Pri pálení sa CaCO3 rozkladá podľa rovnice CaCO3 = CaO + CO2 Rozkladom 100,09 g CaCO3 vzniká . . . . . . . . . . . . . . . . . 56,08 g CaO 92 g CaCO3 vzniká . . . . . . . . . . . . . . . . . x g CaO

CaO g51,55100,09

92.56,08x

Vypálením 100 g uvedeného vápenca dostaneme vápno, ktoré obsahuje 51,55 g CaO a 8 g pôvodných nečistôt, t.j. 59,55 g vápna. 59,55 g vápna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 % 8 g nečistôt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . x %

x = 59,55

8.100 = 13,43 %

Vápno bude obsahovať 13,43 % nečistôt. Príklad 7: Jednou zo základných zložiek portlandského cementu je slinkový minerál trikalciumsilikát – 3CaO.SiO2 (C3S). Čistý C3S možno laboratórne pripraviť pálením výliskov zo zmesi CaCO3 a silikagélu (v podstate amorfný SiO2) pri teplote 1 400 – 1 450˚C. Celkový proces možno vystihnúť rovnicou 3CaCO3 + SiO2 = 3CaO.SiO2 + 3CO2

Vypočítajte, koľko g CaCO3 a SiO2 (silikagélu) treba na prípravu 2 kg C3S


45

Mr(CaCO3) = 100,09; Mr(SiO2) = 60,085; Mr(CaO) = 56,08. Riešenie: Mr(C3S) = 3Mr(CaO) + Mr(SiO2) = 3. 56,08 + 60,085 = 228,325 Na prípravu 1 mólu (228,325 g) C3S potrebujeme 3 móly (3 . 100,09 g) CaCO3 a 1 mól (60,085 g) SiO2 (silikagélu). 228,325 g C3S získame z . . . . . . . . . . 3 . 100,09 g CaCO3

2000 g C3S získame z . . . . . . . . . . x g CaCO3

x = 325,228

09,100.3.2000 = 2 630,20 g CaCO3

228,325 g C3S získame z . . . . . . . . . . 60,085 g SiO2 2000 g C3S získame z . . . . . . . . . . x g SiO2

x = 325,228

085,60.2000 = 526,31 g SiO2

Na prípravu 2 kg C3S potrebujeme 2630,20 g CaCO3 a 526,31 g silikagélu. Precvičte si: 1. Pálenie dolomitu (CaCO3.MgCO3), pri ktorom vzniká zmes CaO a MgO, možno vystihnúť

rovnicou CaCO3 . MgCO3 = CaO + MgO + 2CO2

Vypočítajte: a) koľko kg CaO a MgO vznikne vypálením 1 t dolomitu; b) koľko kilomólov CO2 pri tom vznikne; c) aký je objem uvoľneného CO2.

Mr(CaO) = 56,08; Mr(MgO) = 40,311; Mr(CaCO3) = 100,09; Mr(MgCO3) = 84,32; Mr(CO2) = 44,01.

(304,1 kg CaO; 218,59 kg MgO; 10,85 kmol CO2; 242,9 m3 CO2)

2. Koľko g Zn musíme rozpustiť v zriedenej kyseline chlorovodíkovej, aby sme získali 10

dm3 vodíka? (Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2) Ar(Zn) = 65,38. (29,18 g)

3. Vypočítajte, aké množstvo železa je potrebné na prípravu 10 g medi z roztoku síranu meďnatého podľa rovnice: Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4

M(Fe) = 55,85 g.mol-1; M(CuSO4 )= 63,55g.mol-1 (8,79 g)

4. Vypočítajte, koľko g horčíka potrebujeme na redukciu 3 g oxidu zinočnatého a koľko g Zn

touto redukciou vznikne? (ZnO + Mg = Zn + MgO) M(ZnO) = 81,37 g.mol-1; M(Zn) = 65.37 g.mol-1; M(Mg) = 24.31 g.mol-1

(0,9 g Mg; 2.4 g Zn) 5. Vypočítajte :

46

a) koľko g vody potrebujeme, aby stechiometricky zreagovalo 100 g sodíka, b) aký objem vodíka vznikne, ak chemická reakcia prebieha podľa rovnice : 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 M(H2O) = 18,02 g.mol-1; M(Na) = 22,99 g.mol-1

(768,36 g H2O; 48.74 dm3 H2)

6. Pri syntéze dusíka a vodíka v reakčnej zmesi zreagovalo presne 6 kmol vodíka. Vypočítajte hmotnosť vzniknutého amoniaku. M(NH3) = 17,03 g.mol-1

(68,1 kg NH3) 7. Dusičnan strieborný reaguje s bromidom draselným za vzniku dusičnanu draselného a

bromidu strieborného. Koľko g AgNO3 potrebujeme na prípravu 10 g AgBr? Mr(AgBr) = 187,78

(9,1 g AgNO3) 8. Koľko g oxidu horečnatého vznikne pri zhorení 2 mólov horčíka?

2Mg + O2 = 2MgO Mr(Mg) = 24,31; Mr(MgO) = 40,31

(80,6 g MgO) 9. Koľko dm3 sulfánu vznikne pri reakcii 20 g sulfidu železnatého s kyselinou

chlorovodíkovou? FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S Mr(FeS) = 87,91; Mr(H2S) = 34,08

(5,1 dm3) 10. Koľko g oxidu ortuťnatého sa rozložilo, ak sa za normálnych podmienok naplnil kyslíkom

plynojem s objemom 448 cm3? Oxid ortuťnatý sa rozkladá podľa rovnice: 2HgO = 2Hg + O2. Mr(Hg) = 200,61; Mr(HgO) = 216,2

(8,68 g) 11. Podstatou tuhnutia sadry je reakcia hemihydrátu síranu vápenatého (sadra) na dihydrát

(CaSO4.1/2 H2O + 3/2 H2O = CaSO4 . 2H2O). Vypočítajte, aké množstvo vody je potrebné, aby úplne zreagovalo 500 g sadry. Mr(CaSO4) = 136,14; Mr(H2O) = 18,015.

(99,25 g) 12. Zatvrdnutá sadrová malta je zložená z kremenného piesku (SiO2) a sadrovca

(CaSO4.2H2O). Pri zohriatí vzorky takejto malty nad 250˚C sa sadrovec rozkladá podľa rovnice CaSO4.2H2O = CaSO4 + 2H2O; (SiO2 sa nerozkladá) Vypočítajte, koľko percent piesku a koľko percent sadrovca obsahovala zatvrdnutá malta, keď pôvodná hmotnosť 2 g zatvrdnutej malty sa po zahrievaní znížila na 1,85 g. Mr(CaSO4.2H2O) = 172,17; Mr(H2O) = 18.015.

(64,2 % piesku; 35,8 % sadrovca) 13. Trikalciumaluminát 3CaO.Al2O3 (C3A) možno pripraviť pálením zmesi CaCO3 a Al2O3 pri

teplote okolo 1 400˚C. Celkový proces možno vystihnúť rovnicou:


47

3CaCO3 + Al2O3 = 3CaO . Al2O3 + 3CO2

Prebytočný CaCO3 v reakčnej zmesi sa pri zahrievaní termicky rozloží na CaO (CaCO3 = CaO + CO2). Vypočítajte, koľko g C3A a koľko g nezreagovaného CaO bude v produkte, ktorý získame pálením 350 g CaCO3 so 100 g Al2O3.

Mr(CaCO3) = 100,09; Mr(CaO) = 56,08; Mr(Al2O3) = 101,96. (265,01 g C3A; 31,10 g CaO)

14. Uhličitan vápenatý sa rozkladá pri vysokej teplote na oxid vápenatý a oxid uhličitý. Aké

množstvo prírodného vápenca s obsahom 90 % uhličitanu vápenatého je treba použiť na prípravu 7 ton páleného vápna?

M(CaCO3) = 100 g.mol-1; M(CaO) = 56 g.mol-1 (13,88 ton)

15. Koľko g hydroxidu draselného je treba na neutralizáciu 70 g kyseliny sírovej na

hydrogensíran draselný a na síran draselný? Mr(KOH) = 56,11; Mr(H2SO4) = 98,08

(40,01 g KOH; 80,09 g KOH)

16. V laboratóriu sa pripravuje oxid uhličitý pôsobením kyseliny chlorovodíkovej na mramor

(uhličitan vápenatý). Vypočítajte, koľko uhličitanu vápenatého je treba na prípravu 84 dm3 oxidu uhličitého za normálnych podmienok?

M(CaCO3) = 100 g . mol-1; (375 g)

8. ROZTOKY

Roztoky sú homogénne sústavy zložené z dvoch alebo viacerých zložiek. Napr.

rozpustením chloridu sodného vo vode vznikne roztok (homogénna sústava, obsahujúca dve zložky – NaCl a H2O). Roztoky môžu byť kvapalné, plynné (napr. zmes dvoch plynov) a tuhé (napr. zmesné kryštály kovov alebo solí).

Zložku, ktorá v roztoku prevláda, označujeme ako rozpúšťadlo, ostatné zložky sú rozpustené látky. V roztokoch získaných rozpustením tuhých alebo plynných látok sa považuje za rozpúšťadlo obvykle kvapalina.

48

8.1 ZLOŽENIE ROZTOKOV

Zloženie roztokov sa vyjadruje relatívnym obsahom jednotlivých zložiek. Pre toto vyjadrenie existuje niekoľko spôsobov, napríklad :

1. Hmotnostný zlomok zložky B, wB vyjadruje pomer hmotnosti zložky B mB

k hmotnosti celého roztoku m (k súčtu hmotnosti všetkých zložiek). Keď označíme rozpúšťadlo (vodu) ako zložku A a rozpustenú látku ako zložku B, potom hmotnostný zlomok zložky B sa vypočíta ako

mm

mmm

wBA

BB

B

mA – hmotnosť rozpúšťadla A, mB – hmotnosť rozpustenej látky B, m – celková hmotnosť roztoku.

Hmotnostný zlomok wB je bezrozmerná veličina a udáva hmotnosť rozpustenej látky v hmotnostnej jednotke roztoku. V praxi sa používajú hmotnostné percentá %w, ktoré vyjadrujú hmotnosť rozpustenej látky (v gramoch) v 100 g roztoku:

%wB = wB . 100 Z definície hmotnostného zlomku vyplýva, že súčet hmotnostných zložiek roztoku sa musí rovnať jednej:

wA + wB = 1 Napríklad: roztok bromidu draselného (B) vo vode (A) so zložením wB = 0,05 (wA = 0,95) obsahuje 5 % KBr (95 % H2O), tzn. 5 g KBr v 100 g roztoku (v 95 g H2O).

2. Objemový zlomok látky B, φB vyjadruje pomer objemu rozpustenej látky B VB k objemu celého roztoku V. VVA+VB, pretože pri vytváraní roztoku dochádza k objemovým zmenám.

VV

φ BB

kde VA – objem rozpúšťadla A, VB – objem rozpustnej látky B, V – objem celého roztoku Objemový zlomok je bezrozmerná veličina, ktorá udáva objem rozpustnej látky VB v objemovej jednotke roztoku. V praxi sa používajú objemové percentá, ktoré udávajú objem rozpustenej látky B (cm3) v 100 cm3roztoku.

obj.% = φB . 100 Objem roztoku sa mení s teplotou, preto na rozdiel od hmotnostného percenta objemové percento je závislé na teplote.

3. Mólový zlomok látky B, xB vyjadruje pomer látkového množstva látky B nB k celkovému látkovému množstvu celého roztoku n. Mólový zlomok rozpustenej látky B vo vodnom roztoku:


49

nn

nnn

x B

BA

BB

kde nA – množstvo rozpúšťadla A (vody) nB - množstvo rozpustenej látky B n - celkové látkové množstvo roztoku. Mólový zlomok rozpustenej látky xB je bezrozmerná veličina, udávajúca množstvo látky nB v jednotkovom látkovom množstve (v 1 móle) roztoku. Mólové percento látky B

mol.% = xB . 100 udáva množstvo rozpustenej látky B (mol) v 100 móloch roztoku. Látkové množstvo nezávisí na teplote, a preto mólové percento sa s teplotou nemení. Napríklad: Zmiešaním 60 g (1 mol) kyseliny octovej (B) so 126 g (7 mol) vody (A) vznikne roztok so zložením

0,8757mol1mol

7molx a 0,125

7mol1mol1mol

x AB

V 100 mol tohto roztoku je 12,5 mol % CH3COOH a 87,5 mol vody.

4. Látková koncentrácia látky B, c(B) udáva podiel látkového množstva látky B nB a objemu roztoku V.

Koncentrácia rozpustenej látky B v roztoku:

Vn

c BB

kde nB – množstvo rozpustnej látky B V - objem roztoku. Keď je objem roztoku vyjadrený v dm3 (l), má veličina cB rozmer mol.dm-3 (mol.1-1) a udáva látkové množstvo n – počet mólov rozpustenej látky v 1 dm3 (1 litri )roztoku. Príklad 1: V 600 g vodného roztoku metanolu je obsiahnutých 63,50 g CH3OH. Zloženie tohto roztoku vyjadrite a) hmotnostným percentom b) objemovým percentom c) látkovou koncentráciou Mr(CH3OH) = 32,0; hustota roztoku1 ρ = 0,9808 g.cm-3, hustota metanolu ρ(CH3OH) = 0,7917 g.cm-3. 1 Hustota látky (napr. kvapaliny, roztoku) vyjadruje vzťah medzi hmotnosťou m a objemom V tej istej látky .

50

Riešenie: a) Hmotnostné percento metanolu

%10,58.100600g63,5g

.100m

m.100w%w

OH3CH

3CHOH3CH OH

b) Objemové percento metanolu Objem roztoku:

33 cm611,7

g.cm0,9808g600

ρm

V

Objem metanolu:

333 cm80,2

g.cm0,7917g63,5

ρm

OH)V(CH

Objemové percento metanolu:

obj.% 13,11.100cm 611.7

cm80,2 .100

VOH)V(CH

OH).100(CHobj.% 3

33

3

c) Látková koncentrácia Látkové množstvo CH3OH:

mol1,98 g.mol32,0

g 63,5OH)M(CH

mn 1

3

OHCHOHCH

3

3

Látková koncentrácia:

33

OHCHOHCH mol.dm3,24

dm 0,6117mol1,98

V

nc 3

3

Príklad 2: 225 g látky bolo rozpustené v 500 g rozpúšťadla. Aký je hmotnostný zlomok roztoku? Riešenie: K určeniu hodnoty hmotnostného zlomku použijeme vzťah

m

mw B

B

Celková hmotnosť roztoku je daná súčtom hmotností vody m(A) a látky m(B)

V

mρ (kg.m3)

V praxi sa častejšie používajú jednotky kg.dm3 alebo g.cm3


51

m= mA + mB = 500 + 225 = 725 g

0,3103g 725g 225

wB

Hmotnostný zlomok látky je 0,3103. Príklad 3: Koľko g chloridu draselného a koľko cm3 vody je potrebné na prípravu 80 g dvojpercentného roztoku? (ρ (H2O) = 1,000 g.cm-3) . Riešenie: Hmotnosť KCl zistíme zo vzťahu mKCl = wKCl . m = 0,02 . 80 g = 1,6 g KCl Množstvo vody m(A) zistíme z rozdielu hmotností mA = m – mKCl = 80 g – 1,6 g = 78,4 g Na prípravu 80 g 2 %-ného roztoku potrebujeme 1,6 g KCl a 78,4 g vody, t.j. 78,4 cm3 vody. Príklad 4: Vypočítajte, koľko g KOH je potrebných na prípravu 100 cm3 5% roztoku KOH. ( ρ (5 % KOH) = 1,044 g.cm-3). Riešenie: Objemové množstvo roztoku prepočítame na hmotnostné: m = V . ρ = 100 cm3. 1,044 g.cm-3= 104,1 g Vypočítame hmotnostný zlomok:

0,05100

%ww KOH

KOH

Vypočítame hmotnosť KOH: mKOH = wKOH . m = 0,05 . 104,4 g = 5,22 g. Na prípravu 100 cm3 5 % roztoku KOH je potrebné 5,22 g KOH. Príklad 5: Vypočítajte koncentráciu roztoku, ktorý v 5 dm3 obsahuje 7,455 g chloridu draselného. M(KCl) = 74,55 g.mol-1 Riešenie: Vypočítame látkové množstvo KCl:

mol 0,11g.mol 74,55

g 7,455M(KCl)m

n KCl

KCl

52

Vypočítame látkovú koncentráciu KCl:

33

KClKCl mol.dm0,02

dm 5mol 0,1

Vn

c

Koncentrácia roztoku chloridu draselného je 0,02 mol.dm-3. Príklad 6: Zistite objem roztoku, ktorý je možné pripraviť rozpustením 99,43 g síranu sodného, aby jeho koncentrácia bola 2 mol.dm-3. M(Na2SO4) = 142,04 g.mol-1. Riešenie: Vypočítame látkové množstvo Na2SO4:

mol 0,7g.mol142,04

g99,43 )SOM(Na

mn 1

42

2Na

2Na 4SO

4SO

Vypočítame objem roztoku:

333

2Na

2Nacm350 dm 0,35

mol.dm2 mol 0,7

c

nV

4

4

SO

SO

Z 99,429 g Na2SO4 možno pripraviť 350 cm3 roztoku s koncentráciou 2 mol.dm-3. Príklad 7: Koľko g hydroxidu sodného a koľko vody treba na prípravu 500 g 8 % roztoku? Aký bude objem tohto roztoku, ak jeho hustota ρ = 1 091 kg.m-3? Riešenie: Z definície hmotnostného percenta vyplýva, že : 100 g 8 % roztoku NaOH obsahuje . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 g NaOH 500 g 8 % roztoku NaOH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . x g NaOH

NaOH g 40100

500.8x

Celková hmotnosť 8 % roztoku NaOH je súčet hmotností NaOH a H2O

g500 mm OH NaOH 2

g500 g40 m OH2

g460 g40 - g500 m OH2

Hustota vody ρ = 1 000 kg.m-3 (1g.cm3); objem vody


53

33 cm460

1g.cmg460

ρm

V

Na prípravu roztoku treba 40 g NaOH a 460 cm3 vody. Ak hustota 8 % roztoku NaOH ρ = 1 091 kg.m-3, potom objem 500 g tohto roztoku

33 cm458,3

g.cm1091g500

ρm

V

500 g 8 % roztoku NaOH má objem 458,3 cm3. Príklad 8: Koľko ml 30 % kyseliny fosforečnej (ρ = 1180 kg.m-3) treba na prípravu 250 ml roztoku s koncentráciou 0,1 mol.dm-3? Mr(H3PO4) = 98 Riešenie: Vypočítame látkové množstvo H3PO4:

0,025mol.0,25dmmol.dm 0,1.Vcn -3-3POHPOH 4343

Vypočítame hmotnosť 100 %-nej H3PO4:

g 2,45mol .0,025g.mol98 n)POM(H m -1POH43POH 4343

.

Koncentrovanú (100 %) kyselinu prepočítame na 30 %. Platí nepriama úmera. 2,45 g H3PO4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...100 % H3PO4 x g H3PO4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 % H3PO4

43POH 30% g 8,1730g.100 2,45

x

33 cm6,92

g.cm1,180 8,17g

ρm

V

Na prípravu 250 ml roztoku s látkovou koncentráciou 0,1 mol.dm-3 potrebujeme 6,92 cm3 30% H3PO4. Príklad 9: Koľko g ZnCl2 a koľko cm3 H2 vznikne reakciou 2 g Zn s HCl? Koľko cm3 20 % HCl (ρ = 1,1 g.cm-3) je potrebných na túto reakciu? (Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2) M(Zn) = 65,38 g.mol-1; M(ZnCl2) = 136,29 g.mol-1; M(HCl) = 36,46 g.mol-1 Riešenie: Vypočítame z látkového množstva Zn:

lmo0,03 g.mol65,38 g2

M(Zn)m

n 1Zn

Zn

54

Vypočítame látkové množstvo ZnCl2 z látkového množstva Zn:

mol0,03nn11

n

nZnZnCl

ZnCl

2Zn

2

Vypočítame hmotnosť ZnCl2:

4,17gg.mol mol.136,293,03 )M(ZnClnm -12ZnClZnCl .

22

Látkové množstvo vzniknutého vodíka je rovné látkovému množstvu Zn. Preto objem vzniknutého vodíka môžeme vypočítať:

m.HH VnV

22 = 0,03 mol . 22,415 dm3 .mol-1 = 672 cm3

Pri výpočte objemu 20 % HCl vychádzame z látkového množstva HCl:

mol0,06 mol2.0,03 2.nn212

nn

ZnZn

HClHCl

a) Vypočítame hmotnosť 100%-nej HCl:

mHCl = nHCl.M(HCl) = 0,06 mol . 36,46 g.mol-1 = 2,188 g

b) Vypočítame hmotnosť 20 % roztoku HCl:

g10,94 0,2

g2,188 wm

mHCl

HCl20%HCl

c) Výpočet objemu 20 % roztoku HCl:

33

20%HC20%HCl cm 9,95

g.cm 1,1g10,94

lρm

V 20%HCl

Reakciou 2 g Zn s 20 % HCl vznikne 4,17 ZnCl2 a 672 cm3 H2. Na reakciu použijeme 9,95 cm3 20 % HCl. Precvičte si: 1. Aká je látková koncentrácia NaOH (mol.dm-3) v roztoku obsahujúcom 6% NaOH? M(NaOH) = 40g.mol-1; (40% NaOH) = 1,065g.cm-3

(1,6 mol.dm-3)

2. Koľko hmotnostných percent bude mať roztok, ktorý vznikne rozpustením 25 g látky v 125 g rozpúšťadla?

(16,7 %) 3. Koľko g KMnO4 je potrebných na prípravu 350 g roztoku so zložením 15% KMnO4?

(52,5 g KMnO4)


55

4. Koľko g KOH je treba navážiť na prípravu 2 dm3 roztoku o látkovej koncentrácii c(KOH)=0,2 mol. dm3?

M(KOH) = 56,11 g.mol-1 (22,44g)

5. Vypočítajte látkové množstvo jodovodíka, ktorý je v 220 g 24% kyseliny jodovodíkovej. M(HI) = 127,91 g.mol-1

(0,413 mol) 6. Vypočítajte hmotnosť kyseliny sírovej v 500 cm3 roztoku o hmotnostnom zložení 15 %

H2SO4. ρ(15 % H2SO4) = 1,1020 g.cm-3 (82,65g)

7. Z 15 g chloridu sodného je treba pripraviť vodný roztok obsahujúci 4,5% NaCl.

Vypočítajte hmotnosť roztoku. (33,33 g)

8. Aká je látková koncentrácia kyseliny sírovej, keď 0,155 dm3 roztoku obsahuje 0,25 mol

kyseliny sírovej? (1,6 mol. dm3)

9. K dispozícii máte 63% roztok kyseliny dusičnej ( (65% HNO3) = 1,3818g.cm-3) a

destilovanú vodu. Ako pripravíte 200 cm3 roztoku HNO3 s koncentráciou presne 0,5 mol. dm3?

(7,2 cm3 63% HNO3 doplníme destilovanou vodou do 200 cm3)

10. Vypočítajte látkovú koncentráciu bromidu draselného v roztoku, v ktorom hmotnostný zlomok w (KBr)= 0,14 a hustota roztoku je 1,107 g.cm-3.

M(KBr) = 119,01 g.mol-1 (1,3 mol. dm3)

11. V 20 cm3 vodného roztoku je 0,16 g hydroxidu sodného. Vypočítajte látkové množstvo

NaOH v 1 dm3 roztoku. M(NaOH) = 56,11 g.mol-1

(0,2 mol) 12. Aká je látková koncentrácia NaOH (mol.dm-3) v roztoku obsahujúcom 6% NaOH? M(NaOH) = 40 g.mol-1, ρ (6 % NaOH) = 1,065 g.cm-3

(1,6 mol.dm-3) 13. Koľko gramov HCl sa nachádza v 100 cm3 (ml) roztoku s látkovou koncentráciou 0,5 mol.dm-3? M(HCl) =36,46 g.mol-1

(1,823 g) 14. Koľko g Na2CO3 treba navážiť na prípravu 2 dm3 10% roztoku? ρ (10 %) Na2CO3= 1,105 g.cm-3 ρ (6 % NaOH) = 1,065 g.cm-3

(221 g) 15. Koľko cm3 H2O a koľko g Na2SO4 treba na prípravu 60g 15% Na2SO4?

(9 g Na2SO4, 51 cm3 H2O)

56

16. Aká je látková koncentrácia 250 cm3 roztoku pripraveného rozpustením 7,3 g NaCl vo

vode? M(NaCl)= 58,44 g.mol-1

(0,5 mol.dm3)

17. Koľko cm3 roztoku FeCl3 s koncentráciou 0,1 mol.dm3 je možno pripraviť rozpustením 648,8 g FeCl3 vo vode?

M(FeCl3) = 162,21 g.mol-1 (4000 cm3)

18. Koľko g KNO2 obsahuje 200 cm3 roztoku KNO2 s koncentráciou 2 mol.dm3? M(KNO2)= 85,11 g.mol-1

(34 g) 19. Koľko g Ca(OH)2 obsahuje 50 g 10% roztoku?

(5 g)

20. Koľko g 3% roztoku pripravíme z 45 g NaNO3? (1500 g)

8.2 RIEDENIE A ZMIEŠAVANIE ROZTOKOV

Pridaním rozpúšťadla (riedením roztoku) sa absolútny obsah rozpustenej látky nemení, ale zväčší sa celková hmotnosť roztoku o hmotnosť pridaného rozpúšťadla. Preto sa mení zloženie roztoku, nakoľko koncentrácia rozpustenej látky klesá. Pri zmiešavaní roztokov s rozdielnou koncentráciou tej istej látky sa celková hmotnosť výsledného roztoku rovná súčtu hmotnosti jednotlivých roztokov. Koncentrácia rozpustenej látky sa mení v intervale pôvodných koncentrácií zmiešavaných roztokov. Zloženie výsledného roztoku sa počíta z hmotnostnej bilancie. Keď zmiešame dva roztoky (1) a ( 2) so známymi hmotnosťami a známym zložením, musí platiť:

m1w1 + m2w2 = (m1 + m2) w3 kde m1, m2 - hmotnosť roztoku (1) , resp. (2) w1, w2 - zloženie roztoku (1), resp. (2) (hmotnostný zlomok, resp. hmotn. %) w3 - zloženie výsledného roztoku (3) (hmotnostný zlomok, resp. hmotn. %) Táto bilančná (zmiešavacia) rovnica platí pre ľubovoľný počet členov. Pri riedení roztoku čistým rozpúšťadlom (vodou), táto rovnica prechádza do tvaru. m1w1 = (m1 + m2) w3, pretože w2 = 0 Ak pridávame do roztoku tuhú látku (napr. čistý NaOH), potom hmotnostný zlomok w=1.

Tieto rovnice predstavujú matematické vyjadrenie tzv. zmiešavacieho pravidla. Toto pravidlo platí len v tom prípade, keď zmiešavané roztoky spolu chemicky nereagujú.

Príklad 1: Vypočítajte hmotnostný zlomok roztoku, ktorý bol pripravený zmiešaním 5 kg kyseliny sírovej o hmotnostnom obsahu 90 % a 25 kg kyseliny sírovej o hmotnostnom obsahu 30 % H2SO4.


57

Riešenie:

Použijeme zmiešavacie pravidlo:

m1w1 + m2w2 = (m1 + m2)w3

5. 0,9 + 25 . 0,3 = (5 + 25)w3

w3 = 0,40

Zmiešaním roztokov vznikol roztok o hmotnostnom obsahu 0,40, t.j. 40 % H2SO4. Príklad 2:

Vypočítajte, koľko cm3 kyseliny chlorovodíkovej o hmotnostnom zložení 36 % HCl je potrebné na prípravu 300 cm3 roztoku o hmotnostnom zložení 20 % HCl. (20 % HCL = 1,098 g.cm-3); (36 % HCL = 1,1789 g.cm-3) Riešenie: Do zmiešavacieho pravidla môžeme dosadiť len hmotnosti roztokov, preto si hmotnosť výsledného roztoku najprv vypočítame podľa vzťahu:

m3 = V3 . 20% HCl = 300 cm3. 1,098 g. cm3 = 329,4 g

m1w1 + m2w2 = m3w3

m1 . 0,36 + m2.0 = 329,4 g . 0,2

m1 = 183 g 36% HCl Hmotnosť 36 % HCl prepočítame na objem pomocou hustoty:

36%HClcm155,2 g.cm 1,1789g183

ρ

mV 3

3-36%HCl

11

Na prípravu 300 cm3 20 % roztoku HCl potrebujeme 155,2 cm3 36% HCl. Precvičte si: 1. Koľko gramov tuhého KOH je treba pridať k 100 g 25 %-ného roztoku KOH, aby výsledný

roztok obsahoval 40 % KOH? (25 g tuhého KOH)

2. 60 ml 50 %-nej HNO3 bolo zriedených 50 ml vody. Aké je zloženie vzniknutého roztoku?

(50 % HNO3) =1,310 g.cm-3; (H2O) =1,000 g.cm-3

(30,56 %)

3. Určte zloženie roztoku v %, ktorý vznikne rozpúšťaním 4 g NaNO3 v 60 cm3 vody.

(H2O) =1,000 g.cm-3

(6,25 % )

4. Zrieďte 3 dm3 48 %-nej kyseliny sírovej (hustota 1,380 g.ml-1) tak, aby ste dostali 20 %-ný roztok.

58

(5,8 dm3 H2O)

5. Koľko kg kyseliny sírovej o obsahu 50 % H2SO4 je potrebné pridať k 20 kg kyseliny

sírovej o hmotnostnom obsahu 15 % H2SO4, aby vznikol roztok o obsahu 35 % H2SO4.

(26,66 kg 50 % H2SO4)

6. Koľko g vody je potrebné na zriedenie 0,5 g roztoku o hmotnostnom obsahu 96 %, aby

vznikol roztok o hmotnostnom obsahu 0,5 %. (95,5 g H2O)

7. Zmiešali sme 160 g 40 % roztoku hydroxidu sodného a 240 g 20 % NaOH. Aká je

koncentrácia výsledného roztoku v %? (28 %)

8. Koľko cm3 41,5 % H2SO4 a koľko cm3 11 % H2SO4 treba na prípravu 1 dm3 25,4 %

kyseliny? (25,4 % H2SO4) =1,185 g.cm-3; (41,5 % H2SO4) =1,320 g.cm-3; (11 % H2SO4) =1,075 g.cm-3;

(423,85 cm-3 41,5 % H2SO4, 581,88 cm-311 % H2SO4)

9. 80 cm3 60% kyseliny octovej bolo zriedené 40 cm3 vody. Určte percentuálne zloženie roztoku.

(60 % CH3COOH) =1164,2 kg.m-3

(40,82 %)

10. 10 dm3 25 % roztoku amoniaku s hustotou 0,91 g.cm-3 treba zriediť na 15 %-ný roztok. Koľko vody treba pridať?

(6,0667 dm3 vody)

1. nÁzvoslovie anorganickej chÉmie - svf.tuke.sk · 4 oxidy sú dvojprvkové zlúčeniny kyslíka...

Documents