Základní chemické zákony
Chemické zákony, látkové množství, atomová a molekulová hmotnost,
stechiometrický vzorec, platné číslice
1/10
Zákony zachovaní
Zákon zachovaní hmoty
► Lavoisier, 1785
► Hmota se netvoří, ani nemůže být zničena Zákon zachování energie
► Energii nelze ani vyrobit, ani zničit, lze ji pouze přeměnit na jiný druh energie.
Zákon zachování hmoty a energie
► Ekvivalence hmoty a energie je dána rovnicí E = mc2
► u = 1.66.10"27 kg = 931AMeV = 1.49.10~10J
► Uzavřená soustava - hmotnost a energie v soustavě je konstantní
► Otevřená soustava - hmotnost v soustavě je konstantní a energie se vyměňuje s okolím
2/10
Zákon stálých poměrů slučovacích
► Louis Joseph Proust, 1799
► Hmotnost všech látek do reakce vstupujících je rovna hmotnosti všech reakčních produktů.
► 1,00 g uhlíku při hoření vždy spotřebuje 2,66 g kyslíku a vznikne 3,66 g oxidu uhličitého.
► C + 02-> C02
Proust, J.-L. (1799). Researches on copper, Ann. chim., 32:26-54.
3/
Zákon násobných poměrů slučovacích
► John Dalton, 1808
► Tvoří-li spolu dva prvky více sloučenin, pak hmotnosti jednoho prvku, který se slučuje se stejným množstvím prvku druhého, jsou vzájemně v poměrech, které lze vyjádřit malými celými čísly.
Sloučenina	m (N) [g]	m (O) [g]	m(0)N20 m{0)NxOy
N20	1,00	0,57	1,00
NO	1,00	1,14	2,00
N203	1,00	1,72	3,00
N02	1,00	2,28	4,00
N205	1,00	2,85	5,00
► Daltonidy - sloučeniny, které splňují zákon násobných poměrů slučovacích.
► Bertolidy - nestechiometrické sloučeniny, např. pyrhotin, minerál s přibližným vzorcem Fei_xS, kde x = 0 — 0, 2.
4/
Zákon objemových poměrů slučovacích
► Gay-Lussac, 1805
► Při stálém tlaku a teplotě jsou objemy plynů vstupujících spolu do reakce, popřípadě též objemy plynných produktů reakce, vždy ve stejném poměru, který je možno vyjádřit malými celými čísly.
► 1 dm3 kyslíku se sloučí s 2 dm3 vodíku za vzniku 2 dm3 vody.
► 02 + 2H2^2 H20
5/
Avogadrův zákon
► Amadeo Avogadro
► Stejné objemy všech plynů obsahují za stejného tlaku a teploty vždy stejný počet molekul.
ml
Pl   _ ~V~
► - /7?9
P2
► Avogadrova konstanta: Na = 6, 022.1023 částic. Její hodnotu stanovil roku 1865 rakouský chemik Johan Josef Loschmidt.
počet castic m
► Latkové množství: n =--^-=
► Molární objem: Vm = 22,414dm3. Objem 1 molu plynu za standardních podmínek.
6/10
Atomová, molekulová a molární hmotnost
► Hmotnost atomu je dána především počtem protonů a neutronů v jádře, hmotnost elektronů je zanedbatelná.
► Hmotnost atomu je velmi malé číslo, např. hmotnost XgC je 1,99.10-26 kg. Proto tuto hmotnost vztahujeme na atomovou hmotnostní jednotku, která je rovna ^ hmotnosti nuklidu ^C.
► u = 1,661.10"27 kg; Ar = *j
► Relativní atomová hmotnost (Ar) je dána hmotnostním poměrem atomových hmotností jednotlivých izotopů prvku.
► Chlor: 35CI (75,529 %), 37CI (24,471 %)
► Ar(CI) = w(35CI) • Ar^CI) + w(37C/) • Ar{31 Cl) = 0, 75529 • 34, 97 + 0, 24471 • 36, 97 = 35,45
► Relativní molekulová hmotnost (Mr) prvku nebo sloučeniny je rovna součtu Ar všech atomů v molekule.
► Molární hmotnost (M) látky je rovna podílu hmotnosti a látkového množství.
► M= ^[g.mor1]
1IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights 2NIST Atomic Weights and Isotopic Compositions for All Elements
7/10
Stechiometrický vzorec
► Stechiometrický vzorec vyjadřuje poměr zastoupení prvků v molekule. Získáme jej např. z elementární analýzy.
► Uzavíráme jej do složených závorek {}.
► Elementární analýza poskytuje procentuální zastoupení prvků ve zkoumaném vzorku.
► Stechiometrický vzorec nemusí odpovídat pouze jedné sloučenině.
Sloučenina	Stechiometrický vzorec	Sumární vzorec
Voda	{H20}	H20
Modrá skalice	{H14OnSCu}	CuS04 • 7H20
Methan	{CH4}	CH4
Ethan	{CH3}	C2H6
Propan	{C3H8}	C3H8
Benzen	{CH}	
Ethyn	{CH}	C2 H2
8/10
Stechiometrický vzorec
Získání stechiometrického vzorce z elementární analýzy
Elementární analýzou fosforečnanu hlinitého bylo zjištěno, že obsahuje 10,22 % AI, 35,21 % P a 54,56 % O. Určete stechiometrický vzorec sloučeniny. AlxPyOz
AI :	P :	:    0 =	x.Ar(AI)	:   y.Ar(P) ■	: zA(O)
AI :	P :	:    0 =	10,22	35,21	54,56
			10,22	35,21	54,56
X	y	z =	Ar(AI)	' MP)	Ar{0)
			10,22	35,21	54,56
X	y	z =	26,98	30,97	16,00
X	y	z =	0,38	1,14	3,41
X	y	z =	1	3	9
Jedná se o sloučeninu se stechiometrickým vzorcem AIP30
9/10
Platné číslice
► Exaktní čísla - mají nekonečný počet platných desetinných míst, nemají chybu měření.
► Výsledek měření - počet platných míst je dán přesností měření.
► Nuly mezi desetinnou čárkou a první nenulovou číslicí nejsou platné číslice. 0,000 124; 0,0105 002
► Nuly, které jsou na konci výsledkou mohou, ale nemusí být platnými číslice, záleží na přesnosti měření. 0,010 400 0
► Čísla je výhodné zapisovat v exponenciálním tvaru: 1,040.10-2.
► Při násobení a dělení má výsledek tolik platných číslic jako nejméně přesné číslo.
► Při sčítání a odčítání má výsledek tolik desetinných míst jako nejméně přesné číslo.
10/