S1_priprema otopine1

1UVOD U KEMIJU I KEMIJSKU

ANALIZU

VODITELJ SEMINARA (STUDIJ BIOTEHNOLOGIJA)

etvrtkom 12:30 14:30 h

Soba 205 / 5. kat

[email protected]

: Marina Pali, dipl.ing.

konzultacije (PT/BT):

SADRAJ SEMINARA ZA PRVI PARCIJALNI ISPIT 10 SATI

Prikaz i osnove izjednaavanja jednadbi kemijske reakcije

Oksidacijski broj i izjednaavanje jednadbi redoksreakcija

2SEMINAR 1

Fizike veliine i preraunavanje mjernih jedinicaPrikaz broja i osnove matematikog raunaIskazivanje sastava otopine

Ekvivalent mnoine. Mjerodavni reaktant. Iskoritenje kemijskih reakcija

Kemijske strukturne formule

21.09.2012.

SADRAJ SEMINARA ZADRUGI PARCIJALNI ISPIT 8 SATI

3SEMINAR 1

Kemijske ravnotee homogenih i heterogenihsustava

Ravnotee u vodenim otopinama baza i monoprotonskih kiselina:

pH otopine slabe kiseline/baze

pH otopine jake baze/kiseline

puferske otopine

hidroliza soli toka ekvivalencijepomicanje kiselinsko bazne ravnotee

21.09.2012.

LITERATURA

SEMINAR 1 4

M. Sikirica: Stehiometrija, kolska knjiga, Zagreb, XIX. izdanje, 2001.

Z. olji: Kvalitativna kemijska analiza anorganskih spojeva, Zagreb, 2003.

I. Filipovi i S. Lipanovi: Opa i anorganska kemija, I. i II. dio, kolska knjiga, Zagreb, VIII. izdanje, 1991.

R. Chang: Chemistry, McGraw Hill WCB, Boston, 1998.

M. S. Silberberg: Chemistry, McGraw Hill, Boston, 2000.

21.09.2012.

FIZIKE VELIINE

- fizike veliine -

- mjerne jedinice -

- iskazivanje fizikih veliina pomou prefiksa -

- pretvorbe mjernih jedinica -

5SEMINAR 121.09.2012.

FIZIKE VELIINE - definicije i pojmovi FIZIKE VELIINE su mjerljiva svojstva svakog sustava (fizikih objekata, zbivanja ili stanja).

Definirane su postupkom MJERENJA - usporeivanjem

nepoznate fizike veliine prema istovrsnoj veliini koja je

meunarodnim dogovorom odabrana kao mjerna jedinica.

Fizike veliine i mjerne jedinice imaju svoja imena (nazive) i oznake (simbole)

Prema preporukama IUPAC-a (International Union for Pure

and Applied Chemistry) i IUPAP-a (International Union for

Pure and Applied Physics) simboli fizikih veliina se piu kosim slovima (italic ili kurziv), dok se simboli mjernih

jedinica piu uspravnim slovima.

6SEMINAR 121.09.2012.

npr. naziv fizike veliine: masa

simbol fizike veliine: m

naziv mjerne jedinice: kilogram

simbol mjerne jedinice: kg

2Mjerne jedinice u Republici Hrvatskoj utvrene su:

Zakonom o mjernim jedinicama NN 58/93

Hrvatskim normama HRN ISO 1000 i niz HRN ISO 31

temeljenim na generalnoj konferenciji za utege i mjere iz 1960.

godine kada je usvojen i meunarodni sustav mjernih jedinica Le Systeme international d unites (SI - sustav)

7SEMINAR 121.09.2012.

1. Jedinice meunarodnog, tzv. SI sustava:

1.1. osnovne

1.2. izvedene mjerne jedinice definirane omjerima

osnovnih mjernih jedinica (s posebnim nazivima, ili

bez posebnih naziva)

2. Iznimno doputene jedinice izvan SI3. Ope fizike konstante - izvedene fizike veliine koje u

okviru dogovornog sustava imaju konstantnu (stalnu)

brojanu vrijednost

4. Prefiksi za tvorbu mjernih jedinica dodaju se ispred mjerne jedinice kako bi se pojednostavnilo pisanje jako

velikih i jako malih brojeva

1.1 OSNOVNE FIZIKE VELIINE I MJERNE JEDINICE SI SUSTAVA

8SEMINAR 121.09.2012.

fizika veliina jedinica

naziv simbol naziv simbol

duljina l metar m

masa m kilogram kg

vrijeme t sekunda s

jakost elektrine struje I amper A

termodinamika

temperatura T kelvin K

mnoina n mol mol

intenzitet svjetlosti I kandela cd

1.2.1.NEKE IZVEDENE FIZIKE VELIINE I MJERNE JEDINICE S POSEBNIM NAZIVOM

9SEMINAR 121.09.2012.

naziv fizike

veliine

naziv mjerne

jedinice

(izvorno ime)

simbol

mjerne

jedinice

definicija s

osnovnim

SI

jedinicama

sila njutn (newton) N kg m s-2

tlak paskal (pascal) Pa kg m-1 s-2

energija dul (joule) J kg m2 s-2

snaga vat (watt) W kg m2 s-3

elektrini

naboj

kulon

(coulomb)C A s

induktivnost henri (henry) H kg m2 s-2 A-2

1.2.2. NEKE IZVEDENE FIZIKE VELIINE I MJERNE JEDINICE BEZ POSEBNOG NAZIVA

10SEMINAR 121.09.2012.

fizika veliina mjerna jedinica

naziv simbol

povrina etvorni metar m2

volumen kubni metar m3

valni broj reciproni metar 1/m, m-1

brzina metar u sekundi m/s

ubrzanje metar u sekundi na

kvadrat

m/s2

volumni protok kubni metar u sekundi m3/s

gustoa kilogram po kubnom

metru

kg/m3

specifini toplinski kapacitet

dul po kilogram kelvinu

J/(kgK)

mnoinska koncentracija mol po kubnom metru mol/m3

2. NEKE IZNIMNO DOPUTENE MJERNE JEDINICE KOJE NISU U OKVIRU SI SUSTAVA

1121.09.2012.

fizika veliina mjerna jedinica vrijednost u SI jedinicama naziv simbol naziv simbol

vrijeme

t minuta min 60 s

t sat h 3 600 s

t dan d 86 400 s

kut

,,.. stupanj o (/180) rad

,,.. minuta ' (/10800) rad

,,.. sekunda "(/648000)ra

d

duljina l ngstrm 10-10 m

obujam V litra L 10-3 m3

masa

m tona t 103 kg

muunificirana

atomska masau 1,66 10-27 kg

tlak p bar bar 105 Pa

energija E elektron-volt eV 1,6 10-19 JSEMINAR 1

3. OPE FIZIKE KONSTANTE

12SEMINAR 121.09.2012.

Konstanta Simbol Priblina vrijednost

Avogadrova NA ili L 6,022 1023 mol-1

Boltzmanova k 1,38 10-23 J / K

Planckova h 6,626 10-34 J s

Faradayeva F 9,6487 104 C mol-1

opa plinska R 8,314 J mol-1 K-1

brzina svjetlosti u vakuumu c 3108 m/s

permeabilnost vakuuma o 410-7 H/m

naboj elektrona (protona) e 1,610-19 C

molarni volumen plina pri

s.u. p i TV

22,4 dm3/mol

(pri 0 oC i 101325 Pa)

unificirana atomska masena

konstanta mu 1,6610

-27 kg

34. PREFIKSI ZA TVORBU MJERNIH JEDINICA

13SEMINAR 121.09.2012.

faktor naziv simbol faktor naziv simbol

1024 yotta (jota) Y 10-1 deci d

1021 zetta (zeta) Z 10-2 centi c

1018 exa (eksa) E 10-3 mili m

1015 peta P 10-6 mikro

1012 tera T 10-9 nano n

109 giga G 10-12 pico (piko) p

106 mega M 10-15 femto f

103 kilo k 10-18 atto (ato) a

102 hecto

(hekto)

h 10-21 zepto z

101 deca (deka) da 10-24 yocto (jokto) y

SEMINAR 1 1421.09.2012.

0 50 100 150 200 250

-4

-3

-2

-1

0

log (

c / m

ol L

-1)

t / s

Kada vrijednost fizike veliine prikazujemo tabelarno ili u grafikom prikazu, iskazuje se kao umnoak brojane vrijednosti i mjerne jedinice:

FIZIKA VELIINA / MJERNA JEDINICA = BROJANA

VRIJEDNOST

t/s = 20

c/mol L-1 = 0,01

ISKAZIVANJE VRIJEDNOSTI FIZIKIH VELIINA

t / s 0 20 40 60 80 160 240

log(c / mol L-1) 0,00 - 1,00 - 2,00 - 3,00 - 3,60 - 3,70 - 3,72

ISKAZIVANJE VRIJEDNOSTI FIZIKIH VELIINA

15

Vrijednost fizike veliine u kemijskom raunu iskazuje se kao umnoak brojane vrijednosti i mjerne jedinice:

FIZIKA VELIINA = BROJANA VRIJEDNOST MJERNA

JEDINICA

t = 20 s = 20 s

c = 0,01 mol L-1 = 0,01 mol L-1

SEMINAR 121.09.2012. SEMINAR 1 1621.09.2012.

Saimanje prikaza jako velike ili jako male vrijednosti fizike veliine moe se provesti:

1. ZNANSTVENIM PRIKAZOM BROJA

2. PRIMJENOM PREFIKSA

npr. mnoinska koncentracija hidroksidnog iona u

blago kiseloj otopini iznosi 0,000 000 05 mol/L.

PRIMJENA PREFIKSA U ISKAZIVANJU

VRIJEDNOSTI FIZIKIH VELIINA

NE EKSPONENCIJALNI DIO

EKSPONENCIJALNI DIO

EKSPONENCIJALNA BAZA je 10

EKSPONENT je -8

ZNANSTVENI PRIKAZ BROJA: 5 10-8 mol/L

SEMINAR 1 1721.09.2012.

Skraivanje prikaza broja PRIMJENOM PREFIKSA ima za cilj ukloniti to vie nula iz 0,000 000 05 mol/L.

Koritenjem znastvenog prikaza broja dobili smo

jednakost:

0,000 000 05 mol/L = 5 10-8 mol/L

Najefikasniji rezultat dobivamo kada koristimo prefikse

najblie vrijednosti broju iji prikaz treba skratiti:

u ovom primjeru to su 10-6 = i 10-9 = n

Da bi dobili vrijednost neeksponencijalnog dijela

koristimo jedinini nain preraunavanja mjernih jedinica

to znai dijeljenje vrijednosti broja s brojanom vrijednosti prefiksa, jer je

i

SEMINAR 1 1821.09.2012.

Koristimo li prvu jednakost:

Koristimo li drugu jedankost:

Moemo rei da koritenjem prefiksa pomiemo decimalni zarez za onoliko mjesta, koliko iznosi

vrijednost eksponenta

4Najee pogreke javljaju se prilikom izvoenja raunskih operacija :

eksponencijalnih brojeva:

ZBRAJANJE I ODUZIMANJE - brojevi se moraju svesti na isti

eksponencijalni dio

4,32 108 + 2,16 109 = 4,32 108 + 21,6 108 = 25,92 108

MNOENJE - mnoe se ne eksponencijalni dijelovi, a eksponenti se zbrajanju

4,32 108 2,16 109 = 4,32 2,16 109+8 = 9,33 1017

DIJELJENJE - dijele se ne eksponencijalni dijelovi, a

eksponenti se oduzimaju

(4,32 108) / 2,16 109 = 4,32/2,16 108-9 = 2,00 10-1

19SEMINAR 121.09.2012.

PRIMJER 1.1. U au volumena 500 mL dodano je 20 mL vode i 1,1 dL etanola. Koliki je ukupni

volumen otopine u ai izraen u mjernim jedinicama L?

SEMINAR 1 2021.09.2012.

PRERAUNAVANJE PREFIKSA MJERNIH JEDINICA

U zadacima ete esto naii na naoko nepotrebne

podatke poput volumena ae u ovom sluaju.

DA BI SE VRIJEDNOSTI FIZIKALNIH VELIINA

MOGLE ZBRAJATI (ILI ODUZIMATI), NUNO JE DA SU

ISKAZANE U ISTIM JEDINICAMA.

Meutim isti podatak moe biti i koristan, jer vam govori

okvire tonog rezultata ukupni volumen otopine mora

biti manji od 500 mL.

SEMINAR 1 2121.09.2012.

Raunski problem treba prvo napisati u matematikom

obliku:

V(ukupno) = V(voda) + V(etanol)

= 20 mL + 1,1 dL

Da bi mogli zbrojiti volumene vode i etanola dodane u

au, za poetak ih treba svesti na istu mjernu jedinicu

pri em treba uzeti u obzir da u konanici V(ukupno) treba biti izraen u mjernoj jedinici L.

Postoji nekoliko opcija kako rijeiti zadatak:

moe se prvo preraunati V(voda) u dL pa zbrojiti s

V(etanol) i u konanici se sumarni prerauna u litre

mogu se svaki od volumena preraunati u litre pa

onda zbrojiti

DRUGI NAIN SE INI JEDNOSTAVNIJI M PA

EMO TAKO I RAUNATI, TO NE DOVODI U

PITANJE ISPRAVNOST PRVOG NAINA

SEMINAR 1 2221.09.2012.

Kada smo vrijednosti fizike veliine sveli na istu mjernu

jedinicu, moemo dalje provoditi raunske operacije :

V(voda) = 20 mL = 20 10-3 L = 0,020 L

V(etanol)= 1,10 dL = 1,10 10-1 L = 0,110 L

V(ukupno) = V(voda) + V(etanol)

= 0,020 L + 0,110 L = 0,130 L

SEMINAR 1 2321.09.2012.

PRIMJER 1.2. Elektromagnetsko zraenje valne duljine = 300 nm spada u spektar UV-zraenja. Koliko puta je valna duljina radiovalova od 3 km

vea od one UV-zraenja?

Zadatak se svodi na to da odgovorimo koliko je puta 30

dm vee od 300 nm. Raunski problem treba prvo napisati u matematikom obliku:

Rjeavanju nee trebati pristupati na nain da

preraunavamo kmnm ili obratno, nmkm. Dovoljno e

biti da se prefiksi nadomjeste njihovim brojanim vrijednostima, 1 nm = 10-9m i 1 km=103 m:

300 nm x = 3 km x = 3 km / 300 nm

PRIMJER 1.3. Izrazite volumen iskazan kao 5 L u m3.

24

Koristimo jednakosti: 1 L = 10-6 L i 1 m3 = 103 dm3

PRIMJER 1.4. Izrazite tlak iskazan kao 4 bara u atm.

SEMINAR 121.09.2012.

Koristimo jednakosti: 1 bar = 105 Pa i

1 atm = 101 325 Pa

5g 1 g 1003 cm3

= 17 =

cm3 106 g (1 m)3

= 1,7 101+23-6 g/m3 =

= 1,7 101 g/m3

= 17 g/m3

25

PRIMJER 1.4. Izrazite masenu koncentraciju

iskazanu kao17 g/cm3 u g/m3.

SEMINAR 121.09.2012.

Koristimo jednakosti 1 g = 106 g i 1 m3 = 1003 cm3

ZADACI ZA VJEBU

V 1.1. Masenu koncentraciju = 25,6 g dm3 izrazite u jedinicama:

a) g cm3 c) kg dm3

b) mg/mL d) g/cm3

V 1.2. Mnoinsku koncentraciju c = 0,125 mol dm3 izrazite

u jedinicama:

a) mmol/dm3 d) mol/cm3

b) mmol/mL e) mol cm3

c) mol L1 f) mol L1

V 1.3. Gustou = 1,3 kg dm3 iskaite u jedinicama:

a) g/cm3, c)kg/m3

b) g L1 d) kg mL1

26SEMINAR 121.09.2012.

PISANJE BROJEVA SIGNIFIKANTNE ZNAMENKE1. Sve znamenke razliite od nule su znaajne

znamenke.

npr. 384 tri znaajne znamenke

1,8316 pet znaajnih znamenki

1,66 10-6 tri znaajne znamenke

2. Nule koje se nalaze na poetku broja nisu znaajne.

npr. 0,0052 samo dvije znamenke (5 i 2) su znaajne

3. Nule na kraju broja su znaajne ako se nalaze iza

decimalnog zareza.

npr. 25,00 etiri znaajne znamenke

0,0590 tri su znaajne znamenke

4. Prema dogovoru, ako broj nema decimalnog zareza,

nule na kraju broja nisu znaajne.

npr. 3200 ima samo dvije znaajne znamenke (3 i 2)

5. Nule izmeu drugih znaajnih znamenki su takoer

znaajne.

npr. 12,004 ima pet znaajnih znamenki

27SEMINAR 121.09.2012.

PRIMJER 1.5.

Gustou otopine moemo izraunati iz omjera izmjerene mase poznatog volumena otopine. Masa otopine izmjerena pomou

precizne laboratorijske vage iznosi 1,306 g s mjernom

neizvjesnou 0,001 g. Volumen otopine izmjeren menzurom, s mjernom neizvjesnou 0,05 cm3 iznosi

1,05 cm3. Kolika je gustoa otopine?

28SEMINAR 121.09.2012.

Da bi osigurali tonost kemijskog rauna na pravilan nain odrediti broj znaajnih znamenki kako za izmjerenu vrijednost, tako i za izraunatu. Pri tom primjenjujemo sljedea pravila:

Iz teksta zadatka moemo izdvojiti sljedee podatke:

m(otopina) = 1,306 g

Obzirom da je mjerna neizvjesnost precizne vage

iskazana na 3 decimalna mjesta, na isto toliko treba biti

iskazana i vrijednost izmjerene mase. To znai da ima

sveukupno 4 znaajne znamenke.

1. Brojane vrijednosti fizikih veliina piu se na onoliko znamenki iza decimalnog zareza, koliko to odgovara

neizvjesnosti mjerenja.

29SEMINAR 121.09.2012.

V(otopina) = 1,05 cm3

Kako je mjerna neizvjesnost menzure iskazana na 2

decimalna mjesta, na isto toliko treba biti iskazana

vrijednost izmjerenog volumena. To znai da ima

sveukupno 3 znaajne znamenke.

Iz teksta zadatka dalje itamo definiciju gustoe i raunamo

njenu vrijednost kao omjer mase otopine i volumena

otopine:

Sada se postavlja pitanje na koliko znaajnih znamenki

treba iskazati rezultat!? Primijenimo pravilo odreivanja

broja signifikantnih znamenaka koji se odnosi na umnoke i kvocijente:

SEMINAR 1 3021.09.2012.

2. Kod mnoenja i dijeljenja rezultat ima onoliko znaajnih znamenki koliko ih ima vrijednost fizike veliine s najmanjim brojem znaajnih znamenki.

Kako je masa iskazana s 4, a volumen otopine s 3

znaajne znamenke, gustoa treba biti iskazana s 3

znaajne znamenke:

6SEMINAR 1 3121.09.2012.

PRIMJER 1.6.

U au koja sadri 5,12 g vode ija je masa odreena

pomou laboratorijske vage s neizvjesnou mjerenja

0,01 g, prenosimo magnezijev klorid ija je masa 1,2632 g izmjerena pomou analitike vage s neizvjesnou

mjerenja 0,0002 g. Kolika je ukupna masa tvari u ai?Rjeavanje zapoinjemo kao i u prethodnom primjeru,

zapisivanjem podataka o masi tvari iz teksta zadatka:

m(MgCl2) = 1,2632 g

m(H2O) = 5,12 g

Obzirom da je mjerna neizvjesnost analitike vage

iskazana na 4 decimalna mjesta, na isto toliko treba

biti iskazana i vrijednost izmjerene mase. To znai da ima sveukupno 5 znaajnih znamenki.

Obzirom da je mjerna neizvjesnost precizne vage

iskazana na 2 decimalna mjesta, na isto toliko treba

biti iskazana i vrijednost izmjerene mase. To znai da

ima sveukupno 3 znaajneznamenke.32SEMINAR 121.09.2012.

Kako je ukupna masa tvari u ai jednaka zbroju masa

pojedinih tvari:

m(ukupna) = m(MgCl2) + m(H2O)

= 1,2632 g + 5,12 g

= 6,3832 g

3. Kod zbrajanja i oduzimanja, rezultat ima onoliko

znaajnih znamenki koliko ih ima vrijednost fizike

veliine s najmanjim brojem znaajnih znamenki.

Kako je masa vode iskazana s 3, a masa magnezijevog

klorida s 5 znaajnih znamenki, ukupna masa tvari treba

biti iskazana s 3 znaajne znamenke:m(ukupna) = 6,38 g

Da bi dobili rezultat primjerene tonosti, primijenit emo

pravilo o broju znaajnih znamenaka zbroja i razlike:

33

ISKAZIVANJE SASTAVA

OTOPINE

- omjerima -

- udjelima -

- koncentracijom otopljene tvari -

- gustoom otopine -

SEMINAR 121.09.2012. SEMINAR 1 3421.09.2012.

Definiramo li otopinu kao homogenu smjesu dvije ili

vie tvari u kojoj je otapalo tvar koja se nalazi u velikom

suviku na ostale tvari, moemo pretpostaviti da je u svakom volumnom dijelu otopine sastav jednak.

ISKAZIVANJE SASTAVA OTOPINE

Kada govorimo o sastavu otopine, moemo ga

promatrati :

KVALITATIVNO obzirom na vrstu tvari

KVANTITATIVNO obzirom na broj estica svake tvari

MNOINA TVARI osnovna fizika veliina SI sustava kojom

se definira koliina tvari

1 mol je definiran kao broj estica koji se nalazi u 0,012 kg

ugljikovog izotopa 12C

SEMINAR 1 3521.09.2012.

MOLARNE VELIINE = fizike veliine iskazane po molu neke tvarimolarna brojnost NA = N / n

molarna masa M = m / n

molarni volumen plinova Vm = V / n

molarni naboj F = Q / n

molarni toplinski kapacitet Cm = C / n

npr. 1 mol ugljikovog(IV) oksida

broj estica

N(CO2) = NA n(CO2) = 6,022 1023 mol-1 1 mol = 6,022 1023

masu tvari

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

volumen tvari pri standardnim uvjetima (1 atm, 0 C)

V (CO2)= Vm(CO2) n(CO2) = 22,4 dm3 mol-1 1 mol

= 22,4 dm3

npr. kolika je mnoina kalcija, kisika i ugljika u 3 mola

kalcijevog karbonata

36

Mnoina n nekog kemijskog spoja prikazanog opom

kemijskom formulom AaBb definira odnos mnoine

elemenata od kojih se taj spoj AaBb sastoji:

n(A) : n(B) = a : b

Isto tako je definiran odnos mnoine tog kemijskog

spoja i elemenata od kojih se spoj sastoji:

n(A) = n(AaBb ) a

n(B) = n(AaBb ) b

SEMINAR 121.09.2012.

n(Ca) = 1 n(CaCO3) = 3 mol

n(CaCO3)= 3 mol n(C) = 1 n(CaCO3) = 3 mol

n(O) = 3 n(CaCO3) = 9 mol

7SEMINAR 1 3721.09.2012.

V 2.1. Metan (CH4) je glavni sastojak zemnog plina. Masa

metana iznosi 6,1 g.

a) Kolika je mnoina ugljika u 6,1 g metana?

b) Koliki volumen zauzima 6,1 g metana pri standardnim

uvjetima?

c) Koliko je broj atoma vodika u 6,1 g metana?

ZADACI ZA VJEBU ISKAZIVANJE SASTAVA OTOPINE OMJERIMA jako rijetko se koristi

38SEMINAR 121.09.2012.


UDJELIMA

39SEMINAR 121.09.2012.

MASENI UDIO tvari u smjesi = omjer mase tvari i mase smjese

40

PRIMJER 2.1. Smjesa se sastoji od 80 g vode, i 20 g natrijevog klorida.

Sastav smjese izrazite masenim udjelom.

SEMINAR 121.09.2012.

VOLUMNI UDIO tvari u smjesi = omjer volumena tvari i volumena smjese

41

PRIMJER 2.2. Smjesa se sastoji od 20 mL etanola, i 80 mL vode. Sastav

smjese izrazite volumnim udjelom.

SEMINAR 121.09.2012.


KONCENTRACIJOM

42SEMINAR 121.09.2012.

MASENA KONCENTACIJA = omjer mase otopljene

tvari i volumena otopine

MNOINSKA KONCENTACIJA = omjer mnoine otopljene tvari i volumena otopine

GUSTOA OTOPINE = omjer mase otopine i volumena otopine

8SEMINAR 1 4321.09.2012.

PRIMJER 2.3.

U ai se nalazi 100,0 mL vodene otopine koja sadri

13,820 g kalijevog karbonata.

a) Kolika je masena koncentracija kalijevog

karbonata izraena u mjernim jedinicama kg/L?

b) Kolika je mnoinska koncentracija kalijevog karbonata izraena u jedinicama mol/L?

c) Koliki je maseni udio kalijevog karbonata u

otopini, ako joj gustoa iznosi 1,032 kg/L?

d) Kolika je masa otapala potrebna za pripremu

navedene otopine?

Ovim primjerom proi emo:

kroz nekoliko osnovnih definicija sastava otopine ponoviti emo preraunavanja mjernih jedinica

koritenjem prefiksa

kod rjeavanja treba voditi rauna i o tonosti

rezultata definiranoj signifikantnim znamenkama

SEMINAR 1 4421.09.2012.

a) izraunajmo prvo masenu koncentraciju

U ai se nalazi 100,0 mL vodene otopine koja sadri 13,820 g kalijevog karbonata.

Na samom poetku zadatka potrebno je definirati fiziku

veliinu koja se trai i vidjeti koji su nam podaci poznati.

Krenimo od toga to emo poznato uvrstiti u izraz kojim je

definirana masena koncentracija:

Preostaje provjeriti koliko znaajnih znamenki ovaj rezultat

mora sadravati.

SEMINAR 1 4521.09.2012.

Kako je volumen otopine zadan s 4 znaajne znamenke

(nule iza decimalnog zareza su znaajne), a masa s 5

znaajnih znamenki, njihov kvocijent mora imati 4 znaajne

znamenke:

Na kraju rezultat treba iskazati u mjernim jedinicama kg/L.

Koristimo definicije prefiksa kilo i mili:

1 k =103 , odnosno 1 kg = 103 g 1 g = 1 kg10-3

1 m = 10-3

SEMINAR 1 4621.09.2012.

b) izraunajmo mnoinsku koncentraciju

Ponovno kreemo od poetku definicije nepoznate fizike

veliine i podataka koji su poznati.

U ovom sluaju moramo jedan od poznatih podataka

povezati s mnoinom otopljene tvari.

Obzirom da je masa kalijevog karbonata jedina fizika

veliina koja se vee uz otopljenu tvar, koristimo definiciju

molarne mase da bi izraunali mnoinu kalijevog karbonata

u otopini.

SEMINAR 1 4721.09.2012.

Ovako napisan broj ima previe znamenki i ispravno ga je

zaokruiti na 4 znaajne, jer ih toliko ima veliina s

najmanjim brojem znaajnih znamenki, odnosno molarna

masa oitana iz periodnog sustava elemenata.

Uvrstimo sada potrebno u matematiki izraz kojim je

definirana mnoinska koncentracija:

SEMINAR 1 4821.09.2012.

c) Koliki je maseni udio kalijevog karbonata u otopini,

ako joj gustoa iznosi 1,032 kg/L?

Krenimo od matematikog izraza koji definira maseni udio

iste tvari u smjesi i od popisa poznatih fizikih veliina:

Primijetimo da nam je u tekstu zadatka dodatno zadana i

gustoa otopine, napiimo onda matematiki izraz kojim je

ona definirana:

Oito je da iz njega moemo izraunati masu otopine koja

nedostaje za raunanje masenog udjela tvari u otopini

9SEMINAR 1 4921.09.2012.

Uvrstimo odmah umjesto prefiksa njihove brojane

vrijednosti:

Uvrstimo sada potrebno u matematiki izraz kojim je

definiran maseni udio iste tvari smjesi:

Obzirom da su u gornjem kvocijentu fizike veliine

iskazana na 4 znaajne znamenke ta koja ih ima manje, i

maseni udio treba biti iskazan na 4 znaajne znamenke

SEMINAR 1 5021.09.2012.

d) Kolika je masa otapala potrebna za pripremu

navedene otopine?

Uzmemo li u obzir definiciju otopine kao smjese otapala i

otopljene tvari, tada moemo rei da vrijedi:

m(otopina) = m(otapalo) + m(otopljena tvar)

Zadatkom je ve zadana m(otopljena tvar), a masu otopine

smo izraunali u prethodnom dijelu zadatka:

Masu otapala raunamo kao razliku mase otopine i mase

otopljene tvari s tim da zavrni rezultat ispisujemo s 4

znaajne znamenke:

m(otapalo) = m(otopina) - m(otopljena tvar)

= 103,2 g 13,820 g = 89,38 g

ZADACI ZA VJEBU

V2.1. Kolika je masa natrijeva hidroksida u 500 cm3 5%-tne otopine

gustoe 1,0452 g cm3?

V 2.2. Mnoinska koncentracija otopine kalcijeva fosfata iznosi 1 mol dm3 , gustoa te otopine iznosi 1,2 g cm3.

a) Kolika je masena koncentracija otopine?

b) Izraunajte maseni udio kalcijeva fosfata u otopini.

V 2.3. Koliko grama natrijeva sulfata ima u 250 cm3 otopine

natrijeva sulfata mnoinske koncentracije 0,683 mol dm3?

V 2.4. Koliko treba odvagati natrijevog hidrogenfosfata dihidrata

(Na2HPO4 x 2H2O) za pripremu 500 mL otopine u kojoj je

mnoinska koncentracija otopljenog natrijevog kationa 2 mol/L?

Kolika je mnoinska koncentracija hidrogenfosfatnog iona

(HPO42-) u takvoj otopini?

51SEMINAR 121.09.2012.

Documents

S1_priprema otopine1