Vyjádření koncentrace etylenglykolu
Nemrznoucí směs do auta je tvořena etylenglykolem (Mr = 62,07)a vodou míchanými ve stejných objem. poměrech. Hustota etyengl. je 1,114g/ml, vody 1, g/ml, směsi 1,070 g/ml. Vyjádřete koncentraci etylenglykolu v objemových a hmotnostních %, jako molární a molální koncentraci a molárním zlomkem. Nevím si moc rady, kde s tímto příkladem začít. Děkuji
Odpovědi
Diskuze
A udělat to a počítat.
1 ku 1 objemově.
Tak se vezme 1 litr od každé složky
V(EG)=1000 mL
V(H2O)=1000 mL
Je treba bilancovat přes hmotnosti.
m(EG)=1000·1,114=1114 g
m(H2O)=1000·1=1000 g
hmotnost vzniklé směsi:
m(s)=2114 g
objem vzniklé směsi:
V(s)=2114/1,070=1975,7 mL
Ještě budeme potřebovat znát látková množství míchaných složek:
n(EG)=1114/62,07=17,947 mol
n(H2O)=1000/18,02=55,494 mol
n(s)=17,947+55,494=73,441 mol
Objemové procento=V(EG)/V(s)=0,5062=50,6 %
Hmotostní procento=m(EG)/m(s)=1114/2114=0,52696=52,7 %
Molární koncentrace=n(EG)/V(s)=17,947/1975,7=0,0090839 mol/mL=9,084 mol/L
Molální koncentrace=n(EG)/m(H2O)=17,947/1000=0,01795 mol/g=17,95 mol/kg
Molární zlomek=n(EG)/n(s)=17,947/73,441=0,24437=24,4 %
Snad jsem se někde nepřeklepl.
Ale v pohodě.
Ta formulace může být trochu nešťastná, ale je to tak myšleno.
Že někde v servisu danou směs míchají pořád stejně, 1 díl EG a 1 díl H2O.
Ale já se také zeptám.
Na jaké úrovni resp. z jakého typu školy to zadání je?
Ještě bych se k tomu vyjádřil ;-)
Ještě poznámku k zadání. Je to delší, ale snad to někoho inspiruje.
To, že byla zadána relativní molekulová hmotnost ethylenglykolu a nikoliv molární hmotnost (v g/mol) lze tolerovat, asi vy studenti víte, o co jde.
Trochu mi vadí, že nebyla zadána ať už relativní molekulová hmotnost či molární hmotnost vody. Pokud zadavatel dbal u ethylenglykolu na zadání na 4 platné cifry, tak kdo si
pamatuje, že u vody to je 18,02 :-)
S hustotou vody si při zadání také nedělal těžkosti, v daném případě by se hodila hodnota 0,9982 g/mL (20 °C), tak s tou relativní molekulovou hmotností u vody (18) se to
dá zkousnout.
Ale! Co se mi nelíbí vůbec, je věc k terminologii. Tak trochu osvěty. Ontola si to zaslouží.
Hmotnostní procento.
Tuto veličinu "správná" (chápejme dle přijaté současné nomenklatury, především norma či normy ČSN) terminologie nezná.
Správně by měl být hmotnostní zlomek!!!
A je zcela jedno, zda ho vyjádřím bez jednotek ("bezrozměrně"), v procentech nebo, a tady asi bude leckdo překvapen, i v jednotkách (proč ne).
Tedy w(EG)=0,527=52,7=0,257 kg/kg=257 g/kg=...
Molární koncentrace. Označuje se c.
Správně koncentrace látkového množství (ale kdo by se s tím vyslovoval, že) nebo látková koncentrace nebo (pokud by nedošlo k mýlce) tak pouze koncentrace.
Molální koncentrace.
Opět, terminologický paskvil.
Správně molalita. Nic víc.
Měla by se označovat písmenem b (u nás ne moc rozšířené) nebo m (moc se z důvodu mýlky s hmotností nedoporučuje).
V některých publikacích se vyskytuje řecké mí μ.
Molární zlomek.
Správně látkový zlomek. I když v normě se nesměle konstatuje o omezování názvu molární zlomek.
Za povšimnutí stojí, že temín "molární" procento nikdo nevyžaduje, že?
Nicméně i ten lze vyjádřit v procentech atd.
Tedy x(EG)=0,244=24,4 %=0,244 mol/mol=244 mmol/mol=...
A nakonec to nešťastné objemové procento.
Jak už jsem naznačil u procenta hmotnostního. Správná nomenklatura takovou veličinu nezná.
Otázkou je, k jaké správné veličině se váže. Resp. jak se počítá, co je ve jmenovateli, co v čitateli. Že je ve jmenovateli objem popisované složky (např. v daném případě ethylenglykolu), to asi problém nedělá. Ale v případě "objemového procenta" se ve jmenovateli počítá s objemem roztoku.
A to je ten kámen úrazu.
Rozšířeným mýtem je, že vychází z objemového zlomku. To ale NENÍ pravda. Už po řadu desetiletí platí (třeba příslušná norma z roku 1984!!!), že u objemového zlomku je
jmenovatel vyjádřen jako suma objemů všech zúčastněných složek PŘED smísením.
To, že se to mnohde učí blbě, tak to si mohou akorát vzdychnout. Ale osvěta dělá své.
Takže, i když se v zadání na to nikdo neptal, tak objemový zlomek značící se řeckým písmenem fí φ(EG)=0,5=50 %
Objemové procento vychází z tzv. objemové koncentrace, která se obvykle značí řeckým písmenem sigma σ.
Správnou jednotkou je třeba L/L nebo mL/L nebo ...
Vyjádření v procentech je trochu nešťastné, ale díky alkoholomterii je tak zakořeněné, že s tím patrně nehne ani armáda badatelů v IUPACu :-)
Nicméně právě v té alkoholometrii se správně hovoří o koncentraci objemové, to, že se především v alkoholometrických tabulkách vyjadřuje v procentech mi může vadit, ale to je tak vše, co s tím mohu dělat.
Závěrem jen krátce.
Pokud by výše uvedené zadání pramenilo ze střední školy, tak doporučuju být v případné polemice s vyučujícím velice opatrný. Záleží na kvalitě učitele a samozřejmě odvaze studenta.
Pokud ale pramení ze školy vysoké, tak bych se do polemiky pustil zcela určitě. Hodně štěstí :-)
Jo, a ten ethylenglykol by se měl skutečně psát, mezi námi chemiky, s "h" :-)
Tedy w(EG)=0,527=52,7=0,527 kg/kg=527 g/kg=...
O hádkách nebyla vůbec řeč. Hovořil jsem o polemice.
A ta na VŠ patří. Nejen mezi vědátory, kantory, ale především! mezi kantory a studenty. Ten kantor tam od toho je, a možná i na to čeká :-)
Buďte studenty sebevědomými, chtějte odpovědi, polemizujte...
Upřímně přeji úspěšné studium!
Z jakého výpočtu vychází číslo 50,6(%)? Úlohu jsem pochopil tak, že mám vytvořit směs kapalin v poměru 1:1, tedy o stejných objemech obou kapalin. Pak by přeci ona objemová procenta obou látek měla být rovných 50 %.
Pokud to tak není, chtěl bych Vás poprosit o vysvětlení.
Děkuji
Ale z jakého výpočtu se dostal k 50,6 % je jasný hned v prvním odpovědi.
Opisuju (kopíruju).
Je treba bilancovat přes hmotnosti.
m(EG)=1000·1,114=1114 g
m(H2O)=1000·1=1000 g
hmotnost vzniklé směsi:
m(s)=2114 g
objem vzniklé směsi:
V(s)=2114/1,070=1975,7 mL
V(EG)=1000 mL
Objemové procento=V(EG)/V(s)=0,5062=50,6 %
Nebylo mi ale zprvu jasné, proč.
Po delším rozmýšlení mi ale došlo, že zmíněným bilancováním nejspíš vyřeším problém s objemovou kontrakcí...
Doufám tedy, že jsem rozmýšlel správným směrem.