Základní poznatky pro výpočet z chemických rovnic

Zdroj: http:/xantina.hyperlink.cz/

Atomová hmotnost

   Jednotlivé atomy, molekuly, ionty mají velice malou hmotnost, např. atom vodíku váží 1,663 . 10^{-24 g. Proto se zavedla speciální jednotka pro vyjádření hmotnosti zmíněných částic - atomová hmotnostní jednotka ; značíme ji u.
Atomová hmotnostní jednotka rovná se 1/12 hmotnosti atomu 12C přesně.}Nuklid¹²C má atomovou hmotnost 12 u přesně.
Atomová hmotnost prvku je průměrná hmotnost jeho atomů, vyjádřena v jednotkách atomové hmotnosti (u).
Př.: atomová hmotnost lithia je 6,94 u (údaj bereme z periodické tabulky).

Relativní atomová hmotnost

   Relativní atomová hmotnost prvku (A_r) je číslo, které vyjádřuje poměr průměrné hmotnosti atomů k jednotce atomové hmotnosti (tj. k hmotnosti 1/12 atomu ¹²C). Je to tedy číselný údaj atomové hmotnosti bez označení u, např.:

Ar(H)	=	1,007 9
Ar(He)	=	4,022 60

Molekulová hmotnost

   Molekulová hmotnost látky je součet atomových hmotností prvků, které tvoří molekulu, podle jejich poměrného zastoupení.
Př.:

atomová hmotnost vodíku . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	1,008 u
molekulová hmotnost vodíku je (2. 1,008 =) . . . .	2,016 u

Relativní molekulová hmotnost

   Relativní molekulová hmotnost látky je součet relativních atomových hmotností prvků, které tvoří molekulu, podle jejich poměrného zastoupení. Je to tedy číselný údaj molekulové hmotnosti bez označení u.
Př.:

molekulová hmotnost fluoru . . . . . . . . . . . . . . . . .	38,00 u
relativní molekulová hmotnost fluoru . . . . . . . . . .	38,00

Látkové množství

   Z chemického hlediska je vhodnější srovnávat množství látek na základě počtu jejich atomů nebo molekul. Základní jednotkou látkového množství je mol.
Jeden mol jakékoli látky obsahuje 6,023 . 10²³ částic (atomů, molekul, iontů).Hmotnost jednoho molu (tj. 6,023 . 10²³ částic) látky vyjadřená v gramech má název molární hmotnost. Číselně je molární hmotnost rovna relativní molekulové (atomové) hmotnosti, ale liší se od ní tím, že má rozměr g . mol^-1.
Př.:

Kyslík O2
1 mol O2 obsahuje . . .	6,023 . 10^23 molekul O2
1 mol O2 váží . . . . . . .	32 g
1 mol O2 má objem . .	22,41 dm^3

    Mezi látkovým množstvím n (v molech), hmotností látky m (v gramech) a molární hmotností M (v g . mol^-1) platí vztah:



Př 1: Vypočtěte, kolik molů obsahuje kyselina sírová o hmotnosti 49,05 g.
1) Pro výpočet použijeme výše uvedený vztah.
2) Známe: m = 49,05 g a M(H₂SO₄) = 98,1 g.mol^-1
3) Dosadíme známé hodnotý do vzorce:

n =	49,05
	98,1

n = 0,5 molu

Odpověď: 49,05 g kyseliny sírové obsahuje 0,5 molu.

Př 2: Kolik váží 3 moly HCl?
m = ? g, M(HCl) = 36,46 g.mol^-1, n = 3 moly

3 =	m
	36,46

m = 109,38 g

Odpověď: 3 moly chlorovodíku váží 109,38 g.

Hmotnostní zlomek

    Hmotnostní zlomek w_A udává relativní zastoupení látky A v roztoku a je definován jako podíl hmotnosti látky m_A k celkové hmotnosti roztoku m_R:

mR = mA + mr
mA -	hmotnost látky A
mr -	hmotnost rozpouštědla
mR -	hmotnost roztoku

Př :
    Vypočtěte, jaky je hmotnostní zlomek vodného roztoku chloridu sodného, který byl připraven rozpuštěním 15 g NaCl v 85 g vody.

1) Výjdeme ze vztahu

2) Známe:	mNaCl = 15 g
	mr = 85 g
	mR = 85 + 15 = 100 g

1) Dosadíme do vzorce

Odpověď: hmotnostní zlomek vodného roztoku chloridu sodného je 0,15.

Hmotnostní procento

    Hmotnostní procento látky A v roztoku získáme vynásobením jejiho hmotnostního zlomku stem:

Př:
    V kolika g vody je nutno rozpustit 32 g NaCl, aby vznikl 20% roztok chloridu sodného?

2) Známe:	mNaCl = 32 g
	hmot. % = 20%

2) Dosadíme do vzorce

3)


Odpověď: aby vznikl 20% roztok chloridu sodného je nutno rozpustit 32 g NaCl v 128 g vody.

Výpočty procentového složení látky

   Tento druh výpočtu nám dovolí určit procentové zastoupení prvků v molekule.

Př. 1: Jaké je procentové složení vody?

1. Zjistíme molekulovou hmotnost vody H₂O (pro naše výpočty zaokrouhlíme na celá čísla);

atomová hmotnost 2 H	. . .	2 u
atomová hmotnost O	. . .	16 u
molekulová hmotnost H2O	. . .	18 u

2. Řešíme úměrou:

18 u vody je	. . .	100 %
16 u kyslíku je	. . .	x %

x = 100 . 16 : 18

x = 88,9 %

   Voda obsahuje 88,9 % kyslíku.

18 u vody je	. . .	100 %
2 u vodíku je	. . .	y %

y = 100 . 2 : 18

y = 11,1 %

   Voda obsahuje 11,1 % vodíku.

Odpověď: molekula vody obsahuje 88,9 % kyslíku a 11,1 % vodíku.

Př. 2: Vypočítejte procentové složení oxidu hlinitého.

1.

atomová hmotnost 2 Al	. . .	53,96 u
atomová hmotnost 3 O	. . .	48 u
molekulová hmotnost Al2O3	. . .	101,96 u

2.

101,96 u Al2O3 je	. . .	100 %	101,96 u Al2O3 je	. . .	100 %
53,96 u 2 Al je	. . .	x %	48 u 3 O je	. . .	y %
x = 100 . 53,96 : 1,01,96 x = 52,92 %			y = 100 . 48 : 1,01,96 y = 47,08 %

Odpověď: oxid hlinitý obsahuje 52,92 % a 47,08 % kyslíku.