Molárna koncentrácia

teória

Čo je molárna koncentrácia?

Molárna koncentrácia (c) udáva, koľko mólov látky je rozpustených v 1 dm³ roztoku:

\boxed{c = \frac{n}{V}}

$c$ – molárna koncentrácia ( $\text{mol} \cdot \text{dm}^{-3}$ )
$n$ – látkové množstvo rozpustenej látky (mol)
$V$ – objem roztoku (dm³, niekedy sa používa aj liter)

Najčastejšia jednotka je $\text{mol} \cdot \text{dm}^{-3}$ . Zapisuje sa aj ako mol/l alebo M (molárny). Zápisy 5 M NaCl, 5 mol·dm⁻³ NaCl a 5 mol/l NaCl znamenajú to isté.

teória

Hmotnosť, objem a prevody

Ak poznáme hmotnosť rozpustenej látky, najprv vypočítame látkové množstvo:

n = \frac{m}{M} \quad \Rightarrow \quad c = \frac{m / M}{V}

Ak poznáme koncentráciu a objem roztoku, hmotnosť látky vypočítame:

m = c \cdot V \cdot M

Vo vzorcoch sa používa dm³, preto treba objem prevádzať:

1 dm³ = 1 liter
1 l = 1 000 ml
1 ml = 0,001 dm³ (napríklad 250 ml = 0,250 dm³)

teória

Riedenie roztokov

Pri riedení sa látkové množstvo rozpustenej látky nemení – pridávame len rozpúšťadlo. Preto platí:

c_1 V_1 = c_2 V_2

$c_1, V_1$ – koncentrácia a objem pôvodného roztoku
$c_2, V_2$ – koncentrácia a objem výsledného roztoku

Vzťah použiješ, keď počítaš, koľko roztoku treba odobrať, aký bude objem po zriedení alebo aká bude výsledná koncentrácia. Podobný vzťah sa používa aj pri neutralizácii.

Ako koncentrácia ovplyvňuje rýchlosť reakcie, uvidíš naživo pri pokuse Jódové hodiny.

teória

Pozor na chyby pri výpočtoch

zabudnutý prevod ml → dm³,
použitie objemu rozpúšťadla namiesto objemu celého roztoku,
zámena hmotnosti a hmotnostného zlomku.

Na výpočty potrebuješ štyri základné vzťahy:

c = \frac{n}{V} \qquad n = \frac{m}{M} \qquad m = c \cdot V \cdot M \qquad c_1 V_1 = c_2 V_2

vyskúšaj si

Precvičenie

Príklad 1

Vypočítaj molárnu koncentráciu roztoku, ktorý vznikol rozpustením 5,84 g NaCl vo vode za vzniku 250 ml roztoku.

Riešenie

Molárna hmotnosť NaCl (Na = 23, Cl = 35,5):

M(\text{NaCl}) = 23 + 35{,}5 = 58{,}5\ \text{g} \cdot \text{mol}^{-1}

Látkové množstvo NaCl:

n = \frac{m}{M} = \frac{5{,}84}{58{,}5} \approx 0{,}100\ \text{mol}

Prevod objemu: $V = 250\ \text{ml} = 0{,}250\ \text{dm}^3$
Molárna koncentrácia:

c = \frac{n}{V} = \frac{0{,}100}{0{,}250} = 0{,}40\ \text{mol} \cdot \text{dm}^{-3}

Molárna koncentrácia roztoku NaCl je 0,40 mol·dm⁻³.

Príklad 2

Koľko gramov kyseliny sírovej H₂SO₄ je potrebných na prípravu 0,500 dm³ roztoku s koncentráciou 0,20 mol·dm⁻³?

Riešenie

Látkové množstvo z koncentrácie a objemu:

n = c \cdot V = 0{,}20 \cdot 0{,}500 = 0{,}10\ \text{mol}

Molárna hmotnosť (H = 1, S = 32, O = 16):

M(\text{H}_2\text{SO}_4) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98\ \text{g} \cdot \text{mol}^{-1}

Hmotnosť:

m = n \cdot M = 0{,}10 \cdot 98 = 9{,}8\ \text{g}

Na prípravu roztoku potrebujeme 9,8 g H₂SO₄.

Príklad 3

Aký objem roztoku hydroxidu sodného NaOH s koncentráciou 1,0 mol·dm⁻³ obsahuje 0,25 mol NaOH?

Riešenie

c = \frac{n}{V} \quad \Rightarrow \quad V = \frac{n}{c} = \frac{0{,}25}{1{,}0} = 0{,}25\ \text{dm}^3

Je to 0,25 dm³, teda 250 ml roztoku NaOH.

Príklad 4

Máme roztok kyseliny chlorovodíkovej HCl s koncentráciou 2,0 mol·dm⁻³. Koľko mililitrov tohto roztoku potrebujeme na prípravu 250 ml roztoku s koncentráciou 0,50 mol·dm⁻³?

Riešenie

Použijeme vzťah na riedenie $c_1 V_1 = c_2 V_2$ , kde $c_1 = 2{,}0\ \text{mol} \cdot \text{dm}^{-3}$ , $c_2 = 0{,}50\ \text{mol} \cdot \text{dm}^{-3}$ , $V_2 = 0{,}250\ \text{dm}^3$ :

V_1 = \frac{c_2 V_2}{c_1} = \frac{0{,}50 \cdot 0{,}250}{2{,}0} = 0{,}0625\ \text{dm}^3 = 62{,}5\ \text{ml}

Treba odmerať 62,5 ml koncentrovanejšieho roztoku HCl a zriediť ho vodou na 250 ml – teda pridať 187,5 ml vody.

Čo je molárna koncentrácia?

Hmotnosť, objem a prevody

Riedenie roztokov

Pozor na chyby pri výpočtoch

Precvičenie

Príklad 1

Príklad 2

Príklad 3

Príklad 4

Otestuj sa

Kvíz: Molárna koncentrácia

Chcete tento pokus naživo?