Roztoky (pravé)
Roztoky (pravé)
Pravý roztok - je homogénna zmes tvorená dvomi alebo viacerými látkami
v určitom pomere (veľkosť častíc rozpustenej látky je menšia ako 1 nanometer). V každom roztoku je možné určiť rozpúšťadlo a
rozpustnú látku.
Rozpúšťadlo - sú zvyčajne látky, ktoré sú v roztoku prítomné vo veľkom nadbytku (zložka zmesi,
ktorá v zmesi prevláda). Najčastejším rozpúšťadlom sú kvapaliny, ktorých molekuly obsahujú kovalentné väzby, taveniny solí (napr. pri
elektrolytickej výrobe hliníka). Rozpúšťadlá rozlišujeme:
- polárne –napr. voda,
amoniak, kvapalný fluorovodík. Molekuly sú viazané vodíkovými väzbami a utvárajú tak väčšie zoskupenia molekúl – asociáty
(zhluky).
- nepolárne – majú neasociované molekuly, napr. sírouhlík, tetrachlórmetán, trichlórmetán
Rozpustená látka – látky (zložky zmesi), ktorých zastúpenie v zmesi je nižšie ako rozpúšťadla.
Elektrolyt – roztok, ktorý obsahuje voľne pohyblivé ióny (nosiče elektrického náboja), je elektricky vodivý
Nasýtený roztok – roztok, v ktorom sa ďalšie množstvo látky pri danej teploty už nerozpustí
Nenasýtený
roztok – roztok, ktorý obsahuje menej rozpustenej látky ako udáva hodnota rozpustnosti
Rozpustnosť látky – je
daná množstvom látky, ktoré sa v 100g daného rozpúšťadla pri danej teplote (v prípade plynov aj pri danom tlaku) rozpustí na nasýtený
roztok (nájdeme ju v chemických tabuľkách)
Hmotnostný zlomok látky v roztoku (w) – vypočítame ako podiel
hmotnosti rozpustenej látky a hmotnosti celého roztoku (bezrozmerná veličina)
Objemový zlomok látky v roztoku (φ) –
vypočítame ako podiel objemu rozpustenej látky a objemu celého roztoku (bezrozmerná veličina)
Hmotnostné a objemové
percentá – jednotky pomocou vyjadrujeme zloženie roztokov
Koncentrácia látkového množstva – vypočítame ju
ako podiel látkového množstva rozpustenej látky a objemu celého roztoku (jednotkou je mol.m-3, praktickejšie mol.dm-3 alebo mol.l-1)
Slabé a silné elektrolyty –
slabé - elektrolyty, v ktorých rozpúšťaná látka
disociuje (ionizuje) len veľmi slabo (H2CO3, H3PO4, organické kyseliny)
silné - elektrolyty, v ktorých rozpúšťaná látka úplne
disociuje (ionizuje) (H2SO4, HCl, silné hydorxidy)
Skupenstvá roztokov
- tuhé (sklo, zliatiny
kovov)
- kvapalné (malinovka, krv, roztok zlata v ortuti)
- plynné (vzduch, výfukové plyny)
Príklady na precvičovanie
1. Vypočítajte hmotnosť 15 %-ného roztoku síranu draselného, ktorý
pripravíme rozpustením 20 g síranu draselného.
2. Koľko g NaOH musíme navážiť, na prípravu 350 g 10 %-ného roztoku
NaOH?
3. Alkoholický nápoj obsahuje 40 % obj. etanolu. Vypočítajte objem čistého etanolu a vody v 600 ml tohto
nápoja.
4. Aká je molarita roztoku, ktorý obsahuje 4,24 g uhličitanu sodného v 200 ml roztoku?
5.
Koľko g dihydrátu uhličitanu sodného musíme navážiť na prípravu 500 ml roztoku s koncentráciou 0,5 mol.dm-3?
6.
Roztok v injekčnej striekačke s objemom 10 ml obsahoval 50 mg aktívnej látky. Vypočítajte hmotnostnú koncentráciu aktívnej látky v
roztoku v mg.cm-3.
7. Vypočítajte koncentráciu 98 %-ného roztoku kyseliny sírovej, ktorého hustota je 1,8361 g.cm-3.
8. Koľko ml 8 %-ného roztoku octu s hustotou 1,0097 g.cm-3 potrebujeme na prípravu 100 ml roztoku octu s látkovou
koncentráciou c = 0,1 mol.dm-1?
9. Aké bude zloženie roztoku, ktorý vznikol zmiešaním 250 ml 10 %-ného roztoku
kuchynskej soli s 300 ml 30 %-ného roztoku kuchynskej soli?
· aplikovať princíp procesov prebiehajúcich počas rozpúšťania,
vodivosti elektrolytov, rovnovážneho stavu v nasýtenom roztoku pri riešení jednoduchých úloh
Elektrolyty
Elektrolyty sú roztoky kyselín, zásad a solí, ktoré vedú elektrický prúd.
Elektrolytická disociácia – je proces štiepenia
elektrolytov v roztokoch na ióny.
Napríklad: HCl → H+ + Cl-
H2SO4 → 2H+ + SO42-
NaOH → Na+ + OH-
·
porovnať prípady rozpúšťania, keď prebieha a keď neprebieha reakcia medzi rozpúšťadlom a rozpustenou látkou, uviesť konkrétne
príklady,
Rozpúšťanie – chemická teória roztokov.
Mendelejev: rozpúšťanie nie je len chemické
premiešavanie častíc, ale častice rozpúšťanej látky chemicky reagujú s molekulami rozpúšťadla. Voda namieri svoj pól k iónu a na
základe elektrostatickej sily dôjde k jeho vytrhnutiu z mriežky. Hydratácia – obaľovanie iónov molekulami vody. Solvatácia – obaľovanie
iónov molekulami rozpúšťadla.
Na obrázku je znázornené rozpúšťanie NaCl vo vode (hydratácia).
· rozlíšiť
rozpúšťadlo a rozpúšťanú látku v konkrétnych príkladoch roztokov,
· aplikovať poznatky o roztokoch pri praktickom využití údajov
o zložení u výrobkov bežnej
spotreby (minerálne vody, čistiace prostriedky, hnojivá a pod.),
3. Pozorovanie a
experiment:
· navrhnúť a uskutočniť prípravu nasýteného roztoku danej látky, prípravu roztokov s danou
koncentráciou
(odmerných roztokov), daným hmotnostným zlomkom (%); prípravu roztoku
daného zloženia zmiešaním dvoch roztokov s rôznym zložením
resp. odparovaním alebo
riedením.
4. Práca s informáciami:
· vyhľadať v tabuľkách rozpustnosť daných látok,
· analyzovať diagramy kriviek rozpustnosti.
1. Chemickými rovnicami zapíšte ionizáciu (disociáciu) kyseliny H3PO4 vo vode a
napíšte vzťah pre výpočet jej disociačnej konštanty K2 (druhý stupeň). Vysvetlite pojmy disociácia a disociačná konštanta.
2.
Pripravte roztok hydroxidu sodného s koncentráciou 0,1 mol.dm-3.
Pomôcky a chemikálie: hydroxid sodný, destilovaná voda,
laboratórna lyžička, laboratórne váhy.
3. Na fľaši obsahujúcej prípravok na postrek ovocných stromov je v návode na použitie
napísané, že treba pripraviť 20%-ný roztok tohto prípravku, pričom vo fľaši je jeho 60%-ný roztok. Vypočítajte, koľko gramov 60%-ného
roztoku budete potrebovať na prípravu 3 kg 20%-ného roztoku.
Vysvetlite pojmy: roztok, nasýtený a nenasýtený roztok, elektrolyt. Uveďte
rozdiel medzi zmesou a roztokom.
Zones.sk – Zóny pre každého študenta