Koncentrace je veličina popisující složení směsí. Sbírku řešených příkladů na téma koncentrace najdete zde.
Molární koncentrace
Tato koncentrace se velmi často využívá v analytické chemii, jde o poměr látkového množství a objemu celého roztoku. Jednotkou je mol.dm-3, často se zapisuje zkráceně jako M.
$$c = \frac{n}{V} = \frac{m}{MV}$$
Roztoky o přesné molární koncentraci se připravují do odměrných baněk, což jsou nádoby s velmi přesně kalibrovaným objemem (kalibrace na dolití – IN). Látka se nejprve kvantitativně rozpustí v cca 2/3 objemu a potom se odměrná baňka doplní po rysku. S odměrnými baňkami je nutno zacházet jako s přesně kalibrovaným sklem, tzn. že je nelze sušit v sušárnách, aby nedošlo ke změně objemu.
Molální koncentrace
Poměr látkového množství rozpuštěné látky a hmotnosti rozpouštědla. Jednotka je mol.kg-1. Někdy se používá i objemová molalita, kde je hmotnost rozpouštědla nahrazena jeho objemem.
$$\mu = \frac{n}{m_s}$$
Molární zlomek
Podíl látkového množství složky a součtu látkových množství všech složek ve směsi. Součet molárních zlomků všech složek směsi je roven 1 (100 %). Často se využívá u plynů.
$$X_1 = \frac{n_1}{\sum\limits_{i=1}^n n_n} = \frac{n_1}{n_1 + n_2 + \ldots + n_n}$$
Hmotnostní zlomek
Podíl hmotnosti složky a celkové hmotnosti směsi. Součet hmotnostních zlomků všech složek směsi je roven 1 (100 %).
$$w_1 = \frac{m_1}{\sum\limits_{i=1}^n m_n} = \frac{m_1}{m_1 + m_2 + \ldots + m_n}$$
Směšovací rovnice
V laboratoři často potřebujeme upravovat koncentraci roztoků, nejčastěji zředit. Např. připravit z koncentrované kyseliny sírové (96 %) 1 kg roztoku o koncentraci 20 %. Potřebný výpočet snadno provedeme pomocí směšovací rovnice:
m1w1 + m2w2 = mw
kde jsou na levé straně rovnice výchozí roztoky (w je pro vodu rovno 0, pro čistou látku 1) a na pravé straně připravovaný roztok. Pro náš příklad by to bylo:
m1 * 0,96 + m2 * 0 = 1 * 0,20
m1 = 0,21 kg
m2 = 0,79 kg
Takže potřebujeme 210 g koncentrované kyseliny a 790 g vody.
Lze použít i tzv. křížové pravidlo. Na levou stranu kříže dáme koncentrace výchozích roztoků, doprostřed požadovanou koncentraci a po odečtení čísel na diagonálách získáme hmotnostní díly potřebné pro přípravu roztoku.

Součet hmotnostních dílů na pravé straně je 96, tzn. že hmotnost roztoku (1 kg) musíme rozdělit na 96 dílů – 1 díl bude vážit 0,0104 kg. Potom jednoduše zjistíme, že potřebujeme 20×0,0104 = 0,21 kg kyseliny a 0,79 kg vody, což odpovídá výpočtu podle směšovací rovnice.
Rozpouštění hydrátů
Pokud rozpouštíme hydráty solí ve vodě, musíme při výpočtu pracovat s hmotností samotné soli. Jako ukázku může použít modrou skalici.
Zadání: Jakou koncentraci má roztok připravený rozpuštěním 30 g modré skalice ve 100 g vody?
Řešení
Modrá skalice je pentahydrát síranu měďnatého, CuSO4.5H2O. Koncentraci vypočítáme podle vztahu:
$$w = \frac{m_{CuSO_4}}{m_{celk}}$$
Hmotnost roztoku (mcelk) je rovna součtu hmotnosti vody a modré skalice, tzn. 130 g.
Složitější je výpočet hmotnosti síranu měďnatého. Potřebujeme k tomu molární hmotnosti síranu měďnatého i modré skalice:
CuSO4.5H2O | 249,68 |
CuSO4 | 159,61 |
Hmotnost síranu měďnatého vypočítáme vynásobením poměru molárních hmotností a hmotnosti modré skalice:
$$m_{CuSO_4} = \frac{159,61}{249,68} . 30 = 19,18 g$$
a koncentraci pak vypočítáme dosazením do vztahu:
$$w = \frac{m_{CuSO_4}}{m_{celk}} = \frac{19,18}{130} = 0,1475$$
Odpověď: Získáme roztok o koncentraci 14,75 % CuSO4.
Další kapitoly
- České chemické názvosloví
- Platné číslice a měření
- Základní chemické zákony
- Důležité veličiny a vztahy v chemii
- Výpočet stechiometrického vzorce
- Chemické rovnice a stechiometrické výpočty
- Koncentrace roztoků
- Rozpustnost, součin rozpustnosti
- Stavba atomu
- Periodická tabulka prvků a periodicita vlastností
- Chemická vazba
- VSEPR
- Komplexní sloučeniny
- Magnetické vlastnosti látek
- Ideální plyn
- Termodynamika
- Chemická rovnováha
- Fázové rovnováhy
- Teorie kyselin a zásad
- pH, aktivita roztoku
- Elektrochemie
- Symetrie molekul
- Laboratorní technika
- Lineární regrese
- Jednotky tlaku
- Jednotky teploty
- Mohsova stupnice tvrdosti minerálů
- Odkazy
- Prezentace k semináři z obecné chemie
2 Replies to “Koncentrace roztoků”