🧃 Složení roztoků

Jako sirup

O čem to je

Když ředíš sirup, nalješ trochu sirupu a doleješ vodou. Malinovka je pak slabší nebo silnější – podle toho, kolik vody přidáš. Chemik by řekl, že měníš koncentraci roztoku.

V laboratoři, v lékárně i v kuchyni (lák na okurky, fyziologický roztok 0,9 % NaCl) se musí koncentrace přesně spočítat. Naučíš se dva způsoby, jak ji vyjádřit.

Nové pojmy

RoztokStejnorodá směs, ve které je jedna látka rozptýlená v druhé až na jednotlivé molekuly nebo ionty.slaná voda, sirup s vodou
RozpouštědloLátka, ve které rozpouštíme – obvykle je jí víc.voda
Rozpuštěná látkaLátka, kterou rozpouštíme.sůl, cukr
Hmotnostní zlomek wJaká část hmotnosti roztoku připadá na rozpuštěnou látku. w = m(látky) / m(roztoku). Vynásobený 100 dá procenta.w = 0,1 = 10 %

Představ si to na čtverečcích

Mřížka má 100 políček = celý roztok. Obarvená políčka jsou rozpuštěná látka. Posuň posuvník na 10 % a sleduj, kolik gramů soli to je ve 200 g roztoku.

10% roztok soli: ve 200 g roztoku je 20 g soli a 180 g vody.

Rozpustíš 20 g soli ve 180 g vody. Jaký je hmotnostní zlomek?
Roztok váží 20 + 180 = 200 g (sůl + voda!). w = 20 / 200 = 0,1 = 10 %.
Kolik cukru potřebuješ na 500 g 4% roztoku?
m(cukru) = w · m(roztoku) = 0,04 · 500 = 20 g. Vody pak 500 − 20 = 480 g.

Ředění

Když přileješ vodu, látky v roztoku nepřibude ani neubude – jen je ve větším množství roztoku. Koncentrace klesne.

Smícháš 100 g 10% a 100 g 30% roztoku. Jaký vyjde?
Látky: 0,1 · 100 + 0,3 · 100 = 10 + 30 = 40 g. Roztoku: 200 g. w = 40 / 200 = 20 %.

Druhý způsob: v molech

Molární koncentrace cKolik molů látky je v 1 dm³ (1 litru) roztoku. c = n / V, jednotka mol/dm³. Mol je „balení“ 6,022 · 10²³ částic.c = 2 mol/dm³: v každém litru jsou 2 moly látky.
0,5 mol látky je ve 250 cm³ roztoku. Jaká je c?
250 cm³ = 0,25 dm³. c = 0,5 / 0,25 = 2 mol/dm³.

Kolik se rozpustí

Nasycený roztokRoztok, který při dané teplotě už nerozpustí další látku – zbytek zůstane na dně.
RozpustnostKolik látky se maximálně rozpustí. U většiny pevných látek s teplotou roste, u plynů klesá.Teplá limonáda rychle vyčpí – plyn CO₂ se v teplé vodě rozpouští hůř.
✗20 g soli ve 180 g vody → w = 20 / 180 ≈ 11 %.
✓w = 20 / 200 = 10 %.

Ve jmenovateli je hmotnost celého roztoku (látka + rozpouštědlo), ne jen vody.

w = m(látky) / m(roztoku), c = n / V (V v dm³). Ředěním se nemění množství rozpuštěné látky, jen koncentrace.

Vzorce

O čem to je

V chemii neustále připravuješ roztoky přesné koncentrace: navážíš látku, rozpustíš, doplníš. Nebo máš koncentrovaný roztok a potřebuješ ho zředit.

Všechny tyhle úlohy řeší čtyři vzorce. Tady je máš i s postupem, kdy který použít.

Nové pojmy

RoztokStejnorodá směs rozpouštědla (např. vody) a rozpuštěné látky (např. soli). m(roztoku) = m(látky) + m(rozpouštědla).
Hmotnostní zlomek wPodíl hmotnosti rozpuštěné látky na hmotnosti roztoku. Bez jednotky, 0 až 1 (nebo 0–100 %).
Látkové množství nPočet částic vyjádřený v molech; n = m / M (M = molární hmotnost v g/mol).
Molární koncentrace cLátkové množství rozpuštěné látky v 1 dm³ roztoku. Jednotka mol/dm³.

Přehled vzorců

VeličinaVzorecJednotka
hmotnostní zlomekw = m(A) / m(roztoku)– (nebo %)
molární koncentracec = n(A) / V(roztoku)mol/dm³
ředěníc₁ · V₁ = c₂ · V₂–
směšováním₁ · w₁ + m₂ · w₂ = (m₁ + m₂) · w–

Ředicí i směšovací rovnice říkají totéž: množství rozpuštěné látky před = po.

Postup pro molární koncentraci

Převeď hmotnost na moly: n = m / M.
Převeď objem na dm³ (1 dm³ = 1 000 cm³ = 1 l).
Vyděl: c = n / V.
4 g NaOH (M = 40 g/mol) rozpustíš a doplníš na 500 cm³. Jaká je c?
n = 4 / 40 = 0,1 mol. V = 500 cm³ = 0,5 dm³. c = 0,1 / 0,5 = 0,2 mol/dm³.
Kolik molů HCl je ve 200 cm³ roztoku o c = 0,5 mol/dm³?
n = c · V = 0,5 · 0,2 = 0,1 mol.
100 cm³ roztoku o c = 2 mol/dm³ zředíš na 400 cm³. Nová c?
c₁ · V₁ = c₂ · V₂ → 2 · 100 = c₂ · 400 → c₂ = 200 / 400 = 0,5 mol/dm³. (Objemy se v poměru krátí, proto tu můžou zůstat v cm³.)
Jak připravíš 250 g 8% roztoku NaCl?
m(NaCl) = 0,08 · 250 = 20 g. Vody 250 − 20 = 230 g. Naváž 20 g NaCl a rozpusť ve 230 g vody.

Procvič si: posuň mřížku na 8 % a ověř, že z 250 g roztoku je to 20 g.

Rozpustnost

Nasycený roztokRoztok, který při dané teplotě už další látku nerozpustí. Rozpustnost pevných látek obvykle s teplotou roste, plynů klesá.
✗c = 0,1 mol / 500 cm³ = 0,0002 mol/dm³
✓c = 0,1 mol / 0,5 dm³ = 0,2 mol/dm³

Molární koncentrace je v mol/dm³. Objem v cm³ vždy nejdřív vyděl 1 000.

w = m(A) / m(roztoku), c = n / V v dm³. Při ředění a míchání platí: rozpuštěné látky je před i po stejně (c₁V₁ = c₂V₂).
🥚Látkové množství a molární hmotnost🧮Výpočty z chemických rovnic