72
1. Názvosloví anorganické chemie
1.1. Názvosloví prvkĤ
Úkol 1
Zadání:
Vyberte správná tvrzení:
a) ýeské oznaþení prvku se znaþkou Ga je galium.
b) Mezi vzácné plyny patĜí H, He, Ne, Ar, Kr, Xe a Rn.
c) Prvky 15. skupiny, tedy N, P, As, Sn a Bi, nazýváme pentely.
d) Znaþka rhenia je Rh.
e) Mezi kovy alkalických zemin patĜí prvky Be, Mg, Ca, Sr, Ba a Ra.
f) Prvky následující za uranem oznaþujeme jako transurany.
g) Znaþka protaktinia je Pr.
h) ýeské oznaþení prvku se znaþkou Pm je plutonium.
i) Mezi triely Ĝadíme napĜ. B, Al a Ga.
j) Mezi alkalické kovy Ĝadíme všechny prvky 1. skupiny.
___________________________________________________________________________
ěešení: f) + i)
U každého nesprávného tvrzení je nejprve þervenČ oznaþená chyba.
Pod tím následuje vysvČtlení, þi komentáĜ.
A poté je uvedeno dané tvrzení správnČ.
a) ýeské oznaþení prvku se znaþkou Ga je galium.
Gallium píšeme se dvČma písmeny l.
ýeské oznaþení prvku se znaþkou Ga je gallium (latinský název pro Francii).
b) Mezi vzácné plyny patĜí H, He, Ne, Ar, Kr, Xe a Rn.
Vodík mezi vzácné plyny neĜadíme.
Mezi vzácné plyny patĜí He, Ne, Ar, Kr, Xe a Rn
c) Prvky 15. skupiny, tedy N, P, As, Sn a Bi, nazýváme pentely.
Mezi prvky 15. skupiny nepatĜí cín Sn, ale antimon Sb.
Prvky 15. skupiny, tedy N, P, As, Sb a Bi, nazýváme pentely.
73
d) Znaþka rhenia je Rh.
Rh je znaþkou pro rhodium.
Znaþka rhenia je Re (latinský název pro Ĝeku Rýn).
e) Mezi kovy alkalických zemin patĜí prvky Be, Mg, Ca, Sr, Ba a Ra.
Ke kovĤm alkalických zemin neĜadíme Be a Mg.
Mezi kovy alkalických zemin patĜí prvky Ca, Sr, Ba a Ra.
f) Prvky následující za uranem oznaþujeme jako transurany. SprávnČ.
g) Znaþka protaktinia je Pr.
Pr je znaþka praseodymu.
Znaþka protaktinia je Pa.
h) ýeské oznaþení prvku se znaþkou Pm je plutonium.
Znaþka plutonia je Pu.
ýeské oznaþení prvku se znaþkou Pm je promethium.
i) Mezi triely Ĝadíme napĜ. B, Al a Ga. SprávnČ.
j) Mezi alkalické kovy Ĝadíme všechny prvky 1. skupiny.
Vodík mezi alkalické kovy nepatĜí.
Mezi alkalické kovy Ĝadíme prvky 1. skupiny kromČ vodíku, tedy Li, Na, K, Rb, Cs a Fr.
ýeské názvy prvkĤ – za povšimnutí stojí:
Li - lithium, Re – rhenium, Ru – ruthenium, Rh – rhodium, La – lanthan,
Pm – promethium, Tm – thulium, Th – thorium
Sr – stroncium, Sc – skandium, As – arzen, Bi – bizmut, I – jod
Be – beryllium, Ga – gallium, Pd – palladium, Te – tellur, Tl – thallium
Hs – hassium, Y – yttrium, Yb – ytterbium
Skupinové názvy - pĜehled
skupinový název prvky skupinový název prvky
alkalické kovy Li, Na, K, Rb, Cs, Fr pentely N, P, As, Sb, Bi
kovy alkalických zemin Ca, Sr, Ba, Ra chalkogeny O, S, Se, Te, Po
triely B, Al, Ga, In, Tl halogeny F, Cl, Br, I, At
tetrely C, Si, Ge, Sn, Pb vzácné plyny He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn
PĜipomeĖme, že mezi alkalické kovy neĜadíme vodík. A mezi kovy alkalických zemin nepatĜí
beryllium a hoĜþík.
Znaþení skupin a period v periodické tabulce prvkĤ
- skupiny znaþíme arabsky, þísly 1 – 18, periody rovnČž arabsky, þísly 1 – 7
74
Úkol 2
Zadání:
Prvky s protonovým þíslem 104 – 112 byly pojmenovány podle významných uþencĤ a
vČdcĤ nebo podle míst svého objevu, viz položky a) – i). DoplĖte k nim správný þeský
název prvku a znaþku.
a) nČmecká spolková zemČ Hesensko
b) americký jaderný chemik Glen T. Seaborg
c) Mikuláš Koperník
d) fyzik Ernest Rutherford
e) rakouská jaderná fyziþka Lise Meitnerová
f) nČmecký fyzik Wilhelm Conrad Röntgen
g) ruské mČsto Dubna, sídlo Spojených ústavĤ jaderného výzkumu
h) nČmecké mČsto Darmstadt, sídlo Centra pro výzkum tČžkých iontĤ
i) dánský fyzik Niels Bohr
___________________________________________________________________________
ěešení:
a) nČmecká spolková zemČ Hesensko - hassium - Hs
b) americký jaderný chemik Glen T. Seaborg - seaborgium - Sg
c) Mikuláš Koperník - kopernicium - Cn
d) fyzik Ernest Rutherford - rutherfordium - Rf
e) rakouská jaderná fyziþka Lise Meitnerová - meitnerium - Mt
f) nČmecký fyzik Wilhelm Conrad Rentgen - roentgenium - Rg
g) ruské mČsto Dubna - dubnium - Db
h) nČmecké mČsto Darmstadt - darmstadtium - Ds
i) dánský fyzik Niels Bohr - bohrium - Bh
75
1.2. Názvosloví kationtĤ
Úkol 3
Zadání:
Vyberte varianty, ve kterých je ke vzorci uveden správný název:
a) Ti4+
- kation titaniþitý
b) NH4
+
- kation dusíku
c) Mg2+
- kation manganatý
d) H3O+
- oxonium
e) žádná varianta není správná
___________________________________________________________________________
ěešení: a) + d)
U každého nesprávné položky je nejprve þervenČ oznaþená chyba. Dále následuje vysvČtlení,
þi komentáĜ. A poté je uvedena daná položka správnČ.
a) Ti4+
- kation titaniþitý. SprávnČ.
b) NH4
+
- kation dusíku. Tento kation je odvozen od amoniaku NH3 a jedná se o kationt
amonný.
c) Mg2+
- kation manganatý. Jelikož Mg je znaþka pro hoĜþík, jedná se o kationt hoĜeþnatý.
d) H3O+
- oxonium. SprávnČ. Také bychom mohli použít oznaþení oxoniový kation.
Pro snadnČjší orientaci v kationtech jsou zde uvedeny pĜehledné tabulky.
Jednoatomové kationty
Název se skládá z podstatného jména kation a pĜídavného jména tvoĜeného ze základu názvu
daného prvku a z koncovky urþené oxidaþním þíslem. PĜehled koncovek je pro úplnost zde:
oxidaþní þíslo koncovka kationtu oxidaþní þíslo koncovka kationtu
I -ný V -iþný, -eþný
II -natý VI -ový
III -itý VII -istý
IV -iþitý VII -iþelý
NapĜ. Ag+
- kation stĜíbrný, Ba2+
- kation barnatý, Ga3+
- kation gallitý
76
Víceatomové kationty odvozené od kovalentních hydridĤ
hydrid, ze kterého
je kation odvozen
obecný vzorec
vzorec název
vzorec název
jednoslovný
název dvouslovný
PH3 fosfan PH4
+
fosfonium kation fosfoniový
AsH3 arsan AsH4
+
arsonium kation arsoniový
XH4
+
(X = P, As, Sb)
SbH3 stiban SbH4
+
stibonium kation stiboniový
H2O voda H3O+
oxonium kation oxoniový
H2S sulfan H3S+
sulfonium kation sulfoniový
H2Se selan H3Se+
selenonium kation selenoniový
H3X+
(X = O, S, Se, Te)
H2Te tellan H3Te+
telluronium kation telluroniový
HF fluorovodík H2F+
fluoronium kation fluoroniovýH2X+
(X = F, I) HI jodovodík H2I+
jodonium kation jodoniový
Výjimku tvoĜí kation NH4
+
, který nazýváme kation amonný (nikoli amonium nebo kation
amoniový!)
1.3. Názvosloví aniontĤ
Úkol 4
Zadání:
Vyberte varianty, ve kterých je ke vzorci uveden správný název:
a) ClO–
- anion chloranový
b) MnO4
–
- anion manganistý
c) Se2–
- anion selenidový
d) P3–
- anion fosforitý
e) žádná varianta není správná
___________________________________________________________________________
ěešení: c)
a) ClO–
- anion chloranový. Pozor, atom chloru nese oxidaþní þíslo +I, tomu u samostatnČ
stojícího aniontu odpovídá názvoslovná koncovka –nanový. Tedy je to anion chlornanový.
77
b) MnO4
–
- anion manganistý. Podle záporného náboje je evidentní, že se jedná o anion.
Podle pĜítomnosti atomĤ kyslíku víme, že je to anion odvozený od kyslíkaté kyseliny. Název
takového aniontu tedy musí nést koncovku –anový. KonkrétnČ pro oxidaþní þíslo +VII, které
nese atom manganu, bude koncovka názvu tohoto aniontu –istanový, správný název je proto
anion manganistanový.
c) Se2–
- anion selenidový. SprávnČ.
d) P3–
- anion fosforitý. Názvy bezkyslíkatých aniontĤ mají koncovku –idový. Správný název
je tudíž anion fosfidový.
Úkol 5
Zadání:
Vyberte varianty, ve kterých je ke vzorci uveden správný název:
a) HPO4
2–
- anion fosforeþnanový
b) Cr2O7
2–
- anion chromanový
c) Cl–
- anion chlorný
d) B4O7
2–
- anion boritanový
e) žádná varianta není správná
___________________________________________________________________________
ěešení: e)
a) HPO4
2–
- anion fosforeþnanový. V názvu musí být uvedeny také atomy vodíku. ýiníme tak
pomocí pĜedpony hydrogen–, tedy je to anion hydrogenfosforeþnanový. Dodejme, že
pokud by anion obsahoval více než jeden atom vodíku, pak bychom vyjádĜili jejich poþet
þíselnou pĜedponou, napĜ. H2PO4
–
je anion dihydrogenfosforeþnanový.
b) Cr2O7
2–
- anion chromanový. Oxidaþní þíslo +VI je správné. Atom chromu je v anionu
dvakrát a to se musí promítnout i do názvu, je to tedy anion dichromanový.
c) Cl–
- anion chlorný. Podle záporného náboje se evidentnČ jedná o anion. Jelikož nejsou
pĜítomny atomy kyslíku, jde o anion bezkyslíkaté kyseliny. Názvy takových aniontĤ mají
koncovku –idový. Správný název je tudíž anion chloridový.
d) B4O7
2–
- anion boritanový. Tento název je nejednoznaþný. Je tĜeba uvést poþet atomĤ
kyslíku. Správný název je proto anion heptaoxotetraboritanový.
Pro jednodušší orientaci v aniontech jsou zde uvedeny pĜehledné tabulky.
78
Anionty jednoatomové a nČkteré víceatomové – názvy tČchto aniontĤ v solích mají
koncovku –id. Názvy samostatných aniontĤ jsou tvoĜeny slovem anion a nesou koncovku
–idový.
název vzorec název vzorec název vzorec
anion hydridový H–
anion sulfidový S2–
anion selenidový Se2–
anion fluoridový F–
anion disulfidový S2
2–
anion karbidový C4–
anion hydroxidový OH–
anion amidový NH2
–
anion acetylidový C2
2–
anion oxidový O2–
anion imidový NH2–
anion fosfidový P3–
anion peroxidový O2
2–
anion nitridový N3–
anion trijodidový I3
–
anion hyperoxidový O2
–
anion azidový N3
–
anion kyanidový CN–
Anionty odvozené od kyslíkatých kyselin - koncovky
oxidaþní þíslo pĜíklad aniontu koncovka
aniontu v soli
koncovka
samostatného aniontu
-nan -nanovýI
ClO–
chlornan anion chlornanový
II * -natan -natanový
-itan -itanovýIII
NO2
–
dusitan anion dusitanový
-iþitan -iþitanovýIV
CO3
2–
uhliþitan anion uhliþitanový
-iþnan, -eþnan -iþnanový, -eþnanovýV
NO3
–
dusiþnan anion dusiþnanový
-an -anovýVI
SeO4
2–
selenan anion selenanový
-istan -istanovýVII
MnO4
–
manganistan anion manganistanový
-iþelan -iþelanovýVIII
OsO5
2–
osmiþelan anion osmiþelanový
ModĜe jsou uvedeny pĜíklady. OranžovČ je zdĤraznČno, že všechny samostatné anionty
(odvozené od kyslíkatých kyselin!) konþí koncovkou –anový.
* = Vhodným pĜíkladem je komplexní anion [MnCl4]2–
, v soli tetrachloromanganatan,
samostatnČ anion tetrachloromanganatanový. Jelikož tento anion není odvozen od jednoduché
oxokyseliny, je uveden mimo tabulku.
79
1.4. Názvosloví binárních slouþenin
Úkol 6
Zadání:
Vyberte varianty, ve kterých je ke vzorci uveden správný název:
a) Pb(N3)2 - nitrid olovnatý
b) CaO2 - oxid vápeniþitý
c) SiH4 – silan
d) B2H6 - hydrid boritý
e) žádná varianta není správná
__________________________________________________________________________
ěešení: c)
a) Pb(N3)2 - nitrid olovnatý. Do vzorce doplĖme správná oxidaþní þísla: PbII
(N3)2
–I
. Pozor,
N3
–
je anion azidový, jedná se tedy o azid olovnatý. Pro úplnost, vzorec nitridu olovnatého by
vypadal takto: Pb3N2.
b) CaO2 - oxid vápeniþitý. Vápník je v periodické tabulce ve druhé skupinČ, bČžnČ je tedy
jeho maximální oxidaþní þíslo +II. Nejedná se tedy o oxid, ale o peroxid: Ca+II
(O2)–II
, tedy
správnČ peroxid vápenatý.
c) SiH4 - silan. SprávnČ. KĜemík je prvek 14. skupiny a pro tuto jeho jednoduchou slouþeninu
s vodíkem tedy používáme název s koncovkou –an, konkrétnČ silan.
d) B2H6 - hydrid boritý. Bor je prvek 13. skupiny a pro jeho slouþeninu s vodíkem tedy
používáme název s koncovkou –an, správnČ se tedy jedná o diboran. Tabulka viz níže.
Slouþeniny prvkĤ 13. – 16. skupiny s vodíkem
Názvy nesou koncovku –an.
název vzorec název vzorec název vzorec
boran BH3 silan SiH4 sulfan H2S
diboran B2H6 fosfan PH3 trisulfan H2S3
alan AlH3 difosfan P2H4 selan H2Se
gallan GaH3 arsan AsH3 tellan H2Te
80
1.5. Názvosloví kyselin
Úkol 7
Zadání:
Vyberte varianty, ve kterých je ke vzorci uveden správný název:
a) H5IO6 - kyselina jodistá
b) HNO4 - kyselina peroxodusiþná
c) HPO2F2 - kyselina difluorofosforeþná
d) HBr - kyselina bromná
e) žádná varianta není správná
__________________________________________________________________________
ěešení: b) + c)
a) H5IO6 - kyselina jodistá. Název je nejednoznaþný. Je tĜeba uvést nejlépe poþet atomĤ
vodíku, tedy správný název je kyselina pentahydrogenjodistá. Také je možné uvést poþet
atomĤ kyslíku, tedy je to kyselina hexaoxojodistá. PĜípadnČ je možné uvést poþet atomĤ
vodíku i kyslíku: kyselina pentahydrogenhexaoxojodistá. Takové oznaþení se ale pro svou
délku a nadbyteþnost informací v bČžné praxi pĜíliš nepoužívá.
b) HNO4 - kyselina peroxodusiþná. SprávnČ. FormálnČ dostaneme vzorec této kyseliny ze
vzorce kyseliny dusiþné HNO3 nahrazením jednoho atomu kyslíku s oxidaþním þíslem –II
dvČma atomy kyslíku, z nichž každý má oxidaþní þíslo –I (tj. oba dohromady nesou oxidaþní
þíslo –II). Tedy nahradíme O–II
za (O2) –II
.
c) HPO2F2 - kyselina difluorofosforeþná. SprávnČ. Tato kyselina je formálnČ odvozena od
kyseliny fosforeþné H3PO4 nahrazením dvou –OH skupin halogenem (v tomto pĜípadČ
fluorem).
d) HBr - kyselina bromná. Ze vzorce je jasnČ patrné, že se jedná o bezkyslíkatou kyselinu,
její název tedy musí nést koncovku –vodíková. KonkrétnČ je to kyselina bromovodíková.
Kdežto kyselina bromná konþí koncovkou pro oxidaþní þíslo I, je to tedy kyselina kyslíkatá
a její vzorec by byl HBrI
O.
Úkol 8
Zadání:
Vyberte varianty, ve kterých je ke vzorci uveden správný název:
a) NH2SeO3H - kyselina amidoselenová
b) H2S2O3 - kyselina disírová
81
c) H5P3O10 - kyselina trifosforeþná
d) H6Si2O7 - kyselina hexahydrogendikĜemiþitá
e) žádná varianta není správná
___________________________________________________________________________
ěešení: a) + d)
a) NH2SeO3H - kyselina amidoselenová. SprávnČ. Tato kyselina je formálnČ odvozena od
kyseliny selenové H2SeO4 nahrazením jedné –OH skupiny amidoskupinou NH2.
b) H2S2O3 - kyselina disírová. Vzorec kyseliny formálnČ vznikl nahrazením jednoho atomu
kyslíku O–II
v kyselinČ sírové za atom síry S–II
, je to tedy kyselina thiosírová. A pro úplnost
dodejme, že vzorec kyseliny disírové je H2S2
VI
O7.
c) H5P3O10 - kyselina trifosforeþná. Tento název danou kyselinu neodlišuje od další možné
trifosforeþné kyseliny H3P3O9, název je tedy nejednoznaþný a je v nČm tedy potĜeba uvést
poþet atomĤ vodíku (a/nebo poþet atomĤ kyslíku). SprávnČ je to tedy kyselina
pentahydrogentrifosforeþná. Také bychom ji mohli oznaþit jako kyselinu
dekaoxofosforeþnou (tj. s uvedením poþtu atomĤ kyslíku). PĜípadnČ bychom mohli použít
název kyselina pentahydrogendekaoxofosforeþná, ale pro svou délku a nadbyteþnost
informací není preferován.
d) H6Si2O7 - kyselina hexahydrogendikĜemiþitá. Aby byl název jednoznaþný, je nezbytnČ
nutné uvést jednak poþet atomĤ kĜemíku, pak také ještČ alespoĖ jeden údaj: buć poþet atomĤ
vodíku, nebo poþet atomĤ kyslíku, tedy správný název by také byl kyselina
heptaoxodikĜemiþitá. PĜípadnČ je také možný název s uvedením i vodíkĤ i kyslíkĤ, tedy
kyselina hexahydrogenheptaoxodikĜemiþitá.
1.6. Názvosloví solí a funkþních derivátĤ kyselin
Úkol 9
Zadání:
Vyberte varianty, ve kterých je ke vzorci uveden správný název:
a) COBr2 - dibromid karboxylu
b) ZnSO4 - sulfid zineþnatý
c) NOCl - chlorid nitrylu
d) SO2(NH2)2 - diamid thionylu
e) žádná varianta není správná
___________________________________________________________________________
82
ěešení: e)
a) COBr2 - dibromid karboxylu. Pozor, správné oznaþení atomové skupiny CO je karbonyl.
SprávnČ se tedy jedná o dibromid karbonylu, derivát kyseliny uhliþité.
b) ZnSO4 - sulfid zineþnatý. Pozor, SO4
2–
je síranový anion, jedná se tedy o síran, nikoli
sulfid. PĜipomeĖme si, že SO4
2–
je anion kyslíkaté kyseliny (H2SO4), tudíž jeho název nese
koncovku –anový, v soli pak –an. SprávnČ se tedy jedná o síran zineþnatý. Pro srovnání,
vzorec sulfidu zineþnatého by vypadal následovnČ: ZnS. VšimnČte si, že S2–
je anion
bezkyslíkaté kyseliny (H2S), tudíž jeho název nese koncovku –idový, v soli pak –id.
c) NOCl - chlorid nitrylu. Atomová skupina NO není nitryl, ale nitrosyl! Tudíž se jedná o
chlorid nitrosylu, derivát kyseliny dusité. Pro doplnČní, vzorec chloridu nitrylu by byl
NO2Cl.
d) SO2(NH2)2 - diamid thionylu. Nejedná se o atomovou skupinu thionyl, ale sulfuryl, název
slouþeniny je tedy diamid sulfurylu, derivát kyseliny sírové. Pro úplnost vzorec diamidu
thionylu by byl SO(NH2)2. PĜehled atomových skupiny – tabulka viz níže.
Atomové skupiny
název vzorec název vzorec název vzorec
karbonyl CO thionyl SO uranyl UO2
nitrosyl NO sulfuryl SO2 chlorosyl ClO
nitryl NO2 vanadyl VO chloryl ClO2
fosforyl PO chromyl CrO2 perchloryl ClO3
Úkol 10
Zadání:
Vyberte varianty, ve kterých je ke vzorci uveden správný název:
a) COBrCl - bromid-chlorid karbonylu
b) Na5CO3(HCO3)3 - uhliþitantrihydrogenuhliþitan pentasodný
c) KSnO(PO4) - oxid-fosforeþnan draselno-cínatý
d) NaCa2HSi3O9 - hydrogentrikĜemiþitan sodno-vápenatý
___________________________________________________________________________
ěešení: a)
a) COBrCl - bromid-chlorid karbonylu. SprávnČ.
83
b) Na5CO3(HCO3)3 - uhliþitantrihydrogenuhliþitan pentasodný. Anion
hydrogenuhliþitanový je v molekule pĜítomen tĜikrát, v názvu jej tedy dáme do kulatých
závorek a pĜed závorku dáme ne základní (tri-), ale násobnou þíslovkovou pĜedponu, tedy
tris-. Dále také nezapomeĖme, že názvy jednotlivých aniontĤ je tĜeba oddČlit pomlþkou, zde
v tomto pĜípadČ tedy musí být pomlþka mezi výrazy uhliþitan a tris(hydrogenuhliþitan).
Správný název tedy zní: uhliþitan-tris(hydrogenuhliþitan) pentasodný.
c) KSnO(PO4) - oxid-fosforeþnan draselno-cínatý. Pozor, je tĜeba pozornČ urþovat oxidaþní
þísla jednotlivých katiotnĤ a aniontĤ: KI
SnIV
O–II
(PO4)–III
. Jak vidíme, cín má oxidaþní þíslo
+IV a název slouþeniny je oxid-fosforeþnan draselno-cíniþitý.
d) NaCa2HSi3O9 - hydrogentrikĜemiþitan sodno-vápenatý. Název je nejednoznaþný, není
z nČj totiž patrno, že ve slouþeninČ je právČ jeden atom sodíku a právČ dva atomy vápníku.
SprávnČ uvedenou látku pojmenujeme takto: hydrogentrikĜemiþitan sodno-divápenatý.
1.6. Názvosloví hydrátĤ
Úkol 11
Zadání:
Zapište vzorci následující známé hydráty:
a) monohydrát kyseliny wolframové
b) dihydrát kyseliny chloristé
c) hexahydrát chloridu draselno-hoĜeþnatého
d) monohydrát oxid-síranu titaniþitého
___________________________________________________________________________
ěešení:
a) monohydrát kyseliny wolframové
monohydrát ĺ 1 molekula vody ĺ H2O, kyselina wolframová H2
I
WVI
O4
–II
H2WO4.H2O
b) dihydrát kyseliny chloristé
dihydrát ĺ 2 molekuly vody ĺ 2H2O, kyselina chloristá HI
ClVII
O4
–II
HClO4.2H2O
c) hexahydrát chloridu draselno-hoĜeþnatého KMgCl3.6H2O
hexahydrát ĺ 6 molekul vody ĺ 6H2O, chlorid draselno-hoĜeþnatý KI
MgII
Cl3
–I
KMgCl3.6H2O
d) monohydrát oxid-síranu titaniþitého TiOSO4.H2O
monohydrát ĺ 1 molekula vody ĺ H2O, oxid-síran titaniþitý TiIV
O–II
(SO4)–II
TiOSO4.H2O
84
Úkol 12
Zadání:
Zapište vzorci následující známé hydráty solí:
a) dekahydrát uhliþitanu sodného (krystalová soda)
b) heptahydrát síranu zineþnatého (bílá skalice)
c) hemihydrát síranu vápenatého (sádra)
d) dekahydrát síranu sodného (Glauberova sĤl)
e) heptahydrát síranu hoĜeþnatého (hoĜká sĤl)
f) dihydrát síranu vápenatého (sádrovec)
g) hexahydrát síranu amonno-železnatého (Mohrova sĤl)
h) dodekahydrát síranu draselno-hlinitého (kamenec)
___________________________________________________________________________
ěešení:
a) dekahydrát ĺ 10H2O, uhliþitan sodný Na2
I
(CO3)–II
ĺ Na2CO3.10H2O
b) heptahydrát ĺ 7H2O, síran zineþnatý ZnII
(SO4)–II
ĺ ZnSO4.7H2O
c) hemihydrát ĺ ½H2O, síran vápenatý CaII
(SO4) –II
ĺ CaSO4.½H2O
d) dekahydrát ĺ 10H2O, síran sodný Na2
I
(SO4)–II
ĺ Na2SO4.10H2O
e) heptahydrát ĺ 7H2O, síran hoĜeþnatý MgII
(SO4)–II
ĺ MgSO4.7H2O
f) dihydrát ĺ 2H2O, síran vápenatý CaII
(SO4)–II
ĺ CaSO4.2H2O
g) hexahydrát ĺ 6H2O, síran amonno-železnatý (NH4)2
I
FeII
(SO4)2
–II
ĺ (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O
h) dodekahydrát ĺ 12H2O, síran draselno-hlinitý KI
AlIII
(SO4)2
–II
ĺ KAl(SO4)2.12H2O
85
1.5. Názvosloví komplexních slouþenin
Úkol 13
Zadání:
Vyberte varianty, ve kterých nejsou uvedeny slouþeniny se stejným oxidaþním þíslem
centrálního atomu:
a) [Co(NH3)4Cl2]+
a K[Au(OH)4]
b) Li[Nb(CO)6] a [Os(CO)5]
c) [Ru(NH3)5(H2O)]Cl2 a [Ni(CN)4]2–
d) [Ag(S2O3)2]3–
a [Co(en)3]2(SO4)3
e) ve všech variantách jsou uvedeny vždy dvČ slouþeniny se stejným oxidaþním þíslem
centrálního atomu
___________________________________________________________________________
ěešení: b) + d)
Abychom mohli urþit oxidaþní þíslo centrálního atomu, je tĜeba znát oxidaþní þísla
jednotlivých ligandĤ.
PĜehled základních ligandĤ:
aniontové neutrální
vzorec název vzorec název vzorec název vzorec název
H–
hydrido- NO2
–
nitro- SH–
merkapto- H2O aqua-
F–
fluoro- ONO–
nitrito- S2–
thio- NH3 ammin-
Cl–
chloro- NO3
–
nitrato- S2
2–
disulfido- CO karbonyl-
Br–
bromo- OH–
hydroxo- SO4
2–
sulfato- NO nitrosyl-
I–
jodo- O2–
oxo- S2O3
2–
thiosulfato-
CN–
kyano- O2
2–
peroxo- SO3
2–
sulfitoZde
jsou vyznaþena všechna oxidaþní þísla. ZelenČ jsou vyznaþena správná oxidaþní þísla
centrálních atomĤ:
a) [CoIII
(NH3)4
0
Cl2
–I
]+
a KI
[AuIII
(OH)4
–I
] ĺ jsou stejná
b) LiI
[Nb–I
(CO)6
0
] a [Os0
(CO)5
0
]
c) [RuII
(NH3)5
0
(H2O)0
]Cl2
–I
a [NiII
(CN)4
–I
]2–
ĺ jsou stejná
d) [AgI
(S2O3)2
–II
]3–
a [CoIII
(en)3
0
]2(SO4)3
–II
86
Úkol 14
Zadání:
Vyberte slouþeniny, jejichž centrální atom má koordinaþní þíslo 6:
a) [Co(NH3)4Cl2]Cl
b) [Fe(CN)6]3–
c) [Cr(NH3)3Cl3]
d) [Co(en)2(H2O)CN]2+
e) u všech slouþenin je koordinaþní þíslo centrálního atomu 6
___________________________________________________________________________
ěešení: e)
Koordinaþní þíslo vyjadĜuje poþet ı vazeb mezi centrálním atomem a ligandy.
V pĜípadČ jednovazných (monodentátních) ligandĤ odpovídá toto þíslo poþtu ligandĤ. Viz
varianty a), b), c):
a) [Co(NH3)4Cl2]Cl ĺ 4 + 2 = 6
b) [Fe(CN)6]3–
ĺ 6
c) [Cr(NH3)3Cl3] ĺ 3 + 3 = 6
Ve variantČ d) se objevuje dvojvazný (bidentátní) ligand ethylendiamin, tzn. že mezi každým
ethylendiaminem a centrálním atomem jsou právČ 2 vazby.
d) [Co(en)2(H2O)(1)CN(1)]2+
ĺ 2 . 2 + 1 + 1 = 6
Úkol 15
Zadání:
Vyberte varianty, ve kterých je ke vzorci uveden správný název:
a) [Cr(NH3)6](NO3)3 - dusiþnan hexaminchromitý
b) [Ru(CO)5] - pentakarbonyl ruthenia
c) [Au(CN)2]–
- anion dikyanozlatný
d) [CrIII
(en)3]I3 - jodid triethylendiaminchromitý
___________________________________________________________________________
ěešení: b)
87
Tvorba názvĤ koordinaþních slouþenin:
Ĝešený pĜíkladsložky vzorce
vzorec název
koordinaþní kation [Co(NH3)6]3+
kation hexaamminkobaltitý
koordinaþní anion [Zn(OH)4]–
anion tetrahydroxozineþnatanový
koordinaþní kation
a jednoduchý anion
[Al(H2O)6]Cl3 chlorid hexaaquahlinitý
jednoduchý kation
a koordinaþním anion
(NH4)3[IrCl6] hexachloroiriditan amonný
koordinaþní anion
a koordinaþní kation
[Cr(en)3][Fe(CN)6] hexakyanoželezitan
tris(ethylendiamin)chromitý
koordinaþní þástice bez náboje
(s centrálním atomem
v kladném oxidaþním stupni)
[CoI
H(CO)4] hydrido-tetrakarbonylkobaltný
komplex
Oxidaþní þíslo centrálního atomu mĤže být kladné, nulové, þi záporné. To, jak se toto
projeví v názvu slouþeniny, shrnuje následující tabulka:
oxidaþní þíslo
centrálního atomu
Ĝešení pĜíklad
kladné pĜíslušné zakonþení v názvu K3[Fe+III
(CN)6]
hexakyanoželezitan draselný
nulové název centrálního atomu
uvádíme v 1. nebo ve 2. pádu
[Ti0
(CO)6] hexakarbonyltitan
nebo hexakarbonyl titanu
záporné koncovka –id a vyznaþení
náboje v kulatých závorkách
Na[Co–I
(CO)4]
tetrakarbonylkobaltid(1–) sodný
Nyní je zde uveden komentáĜ k jednotlivým variantám úlohy:
a) [CrIII
(NH3)6
0
](NO3)3
–I
- dusiþnan hexaaminchromitý. Pozor, ligand NH3 je ammin.
Správný název je dusiþnan hexaamminchromitý.
88
b) [Ru0
(CO)5
0
] - pentakarbonyl ruthenia. SprávnČ. Oxidaþní þíslo centrálního atomu je
nulové. Máme tedy dvČ možnosti, jak slouþeninu pojmenovat. Buć mĤžeme použít 1. pád,
tedy pentakarbonylruthenium, v tom pĜípadČ je název psán dohromady. Nebo mĤžeme zvolit
2. pád, tj. pentakarbonyl ruthenia. A pak je název tvoĜen dvČma slovy oddČlenými mezerou.
c) [AuI
(CN)2
–I
]–
- anion dikyanozlatný. Jelikož se jedná o anion, název musí obsahovat
koncovku –anový. Správný název je anion dikyanozlatnanový.
d) [CrIII
(en)3
0
]I3
–I
- jodid triethylendiaminchromitý. Ligand ethylendiamin je složitČjší ligand
a navíc již obsahuje základní þíslovku. K tomu, abychom v názvu uvedli, že je v molekule
pĜítomen tĜikrát, použijeme násobnou þíslovkovou pĜedponu tris- a ethylendiamin dáme do
kulatých závorek: jodid tris(ethylendiamin)chromitý.
Úkol 16
Zadání:
Uvažujme kation [Co(en)2(NO2)2]+
. OdpovČzte na následující otázky:
I) Jaké je oxidaþní þíslo centrálního atomu?
II) Jaké je koordinaþní þíslo kobaltu?
III) Co znaþí zkratka en uvedená ve vzorci?
IV) Vypište monodentátní ligandy, pokud se ve slouþeninČ vyskytují.
V) Vypište bidentátní ligandy, pokud se ve slouþeninČ vyskytují.
VI) Vypište polydentátní ligandy, pokud se ve slouþeninČ vyskytují.
VII) Uvedenou slouþeninu správnČ pojmenujte.
___________________________________________________________________________
ěešení:
I) Oxidaþní þíslo centrálního atomu je +III.
[CoIII
(en)2
0
(NO2)2
–I
]+
II) Koordinaþní þíslo kobaltu je 6.
[Co(en)2(NO2)2]+
2 . 2 + 2 = 6
III) Zkratkou en znaþíme ethylendiamin.
IV) Monodentátní ligand je NO2
–
.
PĜipomeĖme si, že se ligandy dČlí podle poþtu koordinaþnČ kovalentních vazeb, které jsou
schopny s centrálním atomem vytvoĜit na jednovazné (monodentátní), dvojvazné (bidentátní)
a vícevazné (polydentátní).
V) Bidentátní ligand je ethylendiamin.
VI) Polydentátní ligand v uvedené slouþeninČ pĜítomen není.
VII) Správný název je: kation bis(ethylendiamin)-dinitrokobaltitý.
89
Úkol 17
Zadání:
Vyberte správný název uvedené slouþeniny: [Co(NH3)3(NO2)3]
a) dusitan triamminkobaltitý
b) triammin-trinitrokobaltitý komplex
c) komplex triammintrinitro kobaltitý
d) dusitan triaminkobaltitanový
e) triammin-trinitro-kobaltitý komplex
___________________________________________________________________________
ěešení: b)
a) dusitan triamminkobaltitý – pozor na to, kde jsou hranaté závorky! Dusitan
triamminkobaltitý by vypadal sice podobnČ, ale hranaté závorky by byly umístČny jinak:
[Co(NH3)3](NO2)3
b) triammin-trinitrokobaltitý komplex – správnČ. [CoIII
(NH3)3
0
(NO2)3
–I
]0
Jelikož je koordinaþní þástice bez náboje a centrální atomem má kladné oxidaþní þíslo (III),
uvedeme název koordinaþní þástice a pĜed nebo za název doplníme slovo komplex.
c) komplex triammintrinitro kobaltitý – název je nesprávný, názvy ligandĤ totiž
oddČlujeme pomlþkami bez mezer. A poslední ligand se od názvu centrálního atomu již
pomlþkou ani mezerou neoddČluje.
d) dusitan triaminkobaltitanový – nejedná se o dusitan, viz a). A navíc koncovkou –anový
konþí pouze anionty a uvedená slouþenina anionem není.
e) triammin-trinitro-kobaltitý komplex. Obsahuje-li koordinaþní þástice nČkolik rĤzných
ligandĤ, oddČlují se jejich názvy pomlþkou. Ale poslední ligand se od názvu centrálního
atomu již pomlþkou neoddČluje!
Úkol 18
Zadání:
Zapište vzorcem následující slouþeniny:
I) v pĜírodČ se vyskytující minerál kryolit, tedy hexafluorohlinitan sodný
II) známé a bČžnČ používané redukþní þinidlo tetrahydridohlinitan lithný
III) tetrajodortuĢnatan draselný, což je složka Nesslerova þinidla, které se používá
k dĤkazu amoniaku
90
IV) borax (jeden z minerálĤ boru), tedy oktahydrát pentaoxo-tetrahydroxotetraboritanu
sodného
V) Schweizerovo þinidlo, tj. látka, která se využívá pĜi výrobČ umČlého hedvábí
– systematicky hydroxid tetraamminmČćnatý
VI) nitroprussid sodný, což je látka, která se používá ke kvalitativnímu dĤkazu sulfidĤ:
pentakyano-nitrosylželezitan sodný
VII) katalyzátor oktakarbonyldikobalt
___________________________________________________________________________
ěešení:
I) hexafluorohlinitan sodný: Na3
I
[AlIII
F6
–I
]
II) tetrahydridohlinitan lithný: LiI
[AlIII
H4
–I
]
III) tetrajodortuĢnatan draselný: K2
I
[HgII
I4
–I
]
IV) oktahydrát pentaoxo-tetrahydroxotetraboritanu sodného: Na2
I
[B4
III
O5
–II
(OH)4
–I
].8H2O
V) hydroxid tetraamminmČćnatý: [CuII
(NH3)4
0
](OH)2
–I
VI) pentakyano-nitrosylželezitan sodný: Na2
I
[FeIII
(CN)5
–I
(NO)0
]
VII) oktakarbonyldikobalt: [Co2
0
(CO)8
0
]. Dodejme, že správný název slouþeniny by také byl
oktakarbonyl dikobaltu.
Úkol 19
Zadání:
Vyberte varianty, ve kterých je ke vzorci uveden správný název:
a) Na3[Ag(S2O3)2] - bis(sulfato)stĜíbrnan sodný
b) [Be(C5H5)2] - komplex bis(cyklopentadienylo)beryllnatý
c) [Co(NH3)5Cl]2+
- kation chloro-pentaamminkobaltitý
d) (NH4)3[V(CO)5] - pentakarbonylvanad amonný
e) žádná varianta není správná
___________________________________________________________________________
ěešení: e)
a) Na3
I
[AgI
(S2O3)2
–II
] - bis(sulfato)stĜíbrnan sodný. Ligand S2O3
2–
nazýváme thiosulfato,
proto: bis(thiosulfato)stĜíbrnan sodný.
91
b) [BeII
(C5H5)2
–I
] - komplex bis(cyklopentadienylo)beryllnatý. Aniontové ligandy sice mají
koncovku –o, ale v pĜípadČ uhlovodíkových skupin se tato koncovka nepĜidává. SprávnČ tedy
komplex bis(cyklopentadienyl)beryllnatý.
c) [CoIII
(NH3)5
0
Cl–I
]2+
- kation chloro-pentaamminkobaltitý. Názvy ligandĤ Ĝadíme podle
abecedy:
(NH3)5 - pentaammin (ne p, neĜídíme se názvem pĜedpony, ale názvem daného ligandu)
Cl - chloro (skuteþnČ ne ch, ale c!)
ĺ kation pentaammin-chlorokobaltitý
d) (NH4)3
I
[V–III
(CO)5
0
] - pentakarbonylvanad amonný. Oxidaþní þíslo centrálního atomu je
záporné, proto je nutná koncovka –id a vyznaþení náboje v kulatých závorkách:
pentakarbonylvanadid(3–) amonný.
Úkol 20
Zadání:
Pojmenujte následující komplexní slouþeniny platiny:
I) H2[PtCl6].2H2O
II) [Pt(NH3)4][PtCl4]
III) [PtCl6]2–
IV) [Pt(NH3)5Cl]Cl3
V) [Pt(NH3)2Cl2]
VI) [Pt(NH3)3Cl]+
VII) NO2[PtCl6]
___________________________________________________________________________
ěešení:
I) H2
I
[PtIV
Cl6
–I
].2H2O - dihydrát kyseliny hexachloroplatiþité
II) [PtII
(NH3)4
0
][PtII
Cl4
–I
] - tetrachloroplatnatan tetraamminplatnatý
III) [PtIV
Cl6
–I
]2–
- anion hexachloroplatiþitanový
IV) [PtIV
(NH3)5
0
Cl–I
]Cl3
–I
- chlorid pentaammin-chloroplatiþitý
V) [PtII
(NH3)2
0
Cl2
–I
]0
- komplex diammindichloroplatnatý
VI) [PtII
(NH3)3
0
Cl–I
]+
- kation triammin-chloroplatnatý
VII) (NO2)II
[PtIV
Cl6
–I
] - hexachloroplatiþitan nitrylu
92
2. PĜevody jednotek
Úkol 21
Zadání:
Vyberte správná tvrzení:
a) Roztok o teplotČ 25,50 °C je chladnČjší než 294,15 K.
b) Teplota varu vody je 100 °C, tedy 100 K.
c) Roztok byl ochlazen o 20 °C, tedy o 20 K.
d) Teplotu 0 K oznaþujeme absolutní nula.
e) žádná varianta není správná
___________________________________________________________________________
ěešení: c) + d)
a) Roztok o teplotČ 25,50 °C je chladnČjší než 294,15 K.
Když pĜevádíme stupnČ Celsia na kelviny, pĜiþítáme ke stupĖĤm Celsia 273,15:
K = °C + 273,15. Tedy 25,50 °C + 273,15 = 298,65 K.
Roztok o teplotČ 25,50 °C (tedy 298,65 K) není chladnČjší než 294,15 K.
b) Teplota varu vody je 100 °C, tedy 100 K.
100 °C + 273,15 = 373,15 K ĺ tedy po zaokrouhlení na celé kelviny 373 K.
Teplota varu vody je 100 °C, tedy 373 K.
c) Roztok byl ochlazen o 20 °C, tedy o 20 K. SprávnČ. Ano, kelvin a stupeĖ CelsiĤv mají
stejnou velikost, ale bod nula na KelvinovČ stupnici se rovná – 273,15 °C.
d) Teplotu 0 K oznaþujeme absolutní nula. SprávnČ. Ano, bod nula Kelvinovy stupnice je
totiž nejnižší teplota.
Úkol 22
Zadání:
Vyberte správná tvrzení:
a) 5,68 105
ng < 65,6 µg < 7,56 10–2
mg
b) 9,86 104
cm3
> 95,7 dm3
= 95,7 l
c) 7,98 1010
mN < 8,65 103
kN < 8,32 MN
d) 3,96 105
pm < 425 nm < 0,576 µm
___________________________________________________________________________
93
ěešení: b) + d)
Zde je uveden pĜehled nejpoužívanČjších násobných a dílþích pĜedpon:
násobné pĜedpony dílþí pĜedpony
název znaþka násobek název znaþka násobek
Tera T 1012
mili m 10–3
Giga G 109
mikro µ 10–6
Mega M 106
nano n 10–9
kilo k 103
piko p 10–12
a) 5,68 105
ng < 65,6 µg < 7,56 10–2
mg
Jednotlivé položky pĜevedeme na stejnou vhodnou jednotku, zde napĜ. na µg:
5,68 105
ng = 568 µg
65,6 µg
7,56 10–2
mg = 75,6 µg
SprávnČ seĜazeno: 5,68 105
ng > 65,6 µg < 7,56 10–2
mg
b) 9,86 104
cm3
> 95,7 dm3
= 95,7 l SprávnČ.
9,86 104
cm3
= 98,6 dm3
c) 7,98 1010
mN < 8,65 103
kN < 8,32 MN
7,98 1010
mN = 7,98 104
kN
8,65 103
kN
8,32 MN = 8,32 103
kN
SprávnČ tudíž takto: 7,98 1010
mN > 8,65 103
kN > 8,32 MN
d) 3,96 105
pm < 425 nm < 0,576 µm SprávnČ.
3,96 105
pm = 396 nm
0,576 µm = 576 nm
3. Platné þíslice
Úkol 23
Zadání:
Vyber položky s právČ tĜemi platnými þíslicemi:
a) 4,3700 × 1022
atomĤ
b) 0,0589 kg
c) 0,0004 cm3
d) 0,5006 N
___________________________________________________________________________
94
ěešení: b)
Pravidla pro urþení poþtu platných þíslic:
þíslice platnost pĜíklad poþet platných þíslic
nenulové vždy platné 29,74 4
pĜed první nenulovou
þíslicí
nejsou platné 0,006 1
mezi nenulovými
þíslicemi
vždy platné 0,705 3nuly
za poslední nenulovou
þíslicí
platné, pokud þíslo
obsahuje desetinnou þárku
0,030 2
Zde jsou u jednotlivých položek vyznaþeny platné þíslice a urþen jejich poþet:
a) 4,3700 x 1022
atomĤ ĺ 5 platných þíslic
b) 0,0589 kg ĺ 3 platné þíslice
c) 0,0004 cm3
ĺ 1 platná þíslice
d) 0,5006 N ĺ 4 platné þíslice
Úkol 24
Zadání:
Vyber položky, ve kterých je výsledek uveden se správným poþtem platných þíslic:
a) 0,6025 kg ÷ 7,3 m3
= 0,0825 kg m–3
b) 22,457 g + 0,1217 g = 22,5787 g
c) 7,34 m × 6,8776 = 50,4816 m
d) 50,5 dm3
– 0,42 dm3
= 50,08 dm3
e) žádná varianta není správná
___________________________________________________________________________
ěešení: e)
Urþení poþtu platných þíslic u výsledku matematické operace:
95
matematická
operace
výsledek má
tolik
jako má þíslo v operaci
s nejmenším poþtem
pĜíklad
sþítání
a odþítání
desetinných míst desetinných míst 1,253 + 4,450 – 0,1 = 5,6
ne 5,603!
násobení
a dČlení
platných þíslic platných þíslic 5,605 × 4,7 ÷ 1,4308 = 18
ne 18,412!
a) 0,6025 kg ÷ 7,3 m3
=
dČlení ĺ urþíme poþet platných þíslic
0,6025 kg – 4 platné þíslice
7,3 m3
– 2 platné þíslice – toto je tedy þíslo v operaci s nejmenším poþtem platných þíslic
ĺ výsledek tedy musí mít 2 platné þíslice, tj. 0,083 kg m–3
, nebo také 8,3 10–2
kg m–3
b) 22,457 g + 0,1217 g =
sþítání ĺ urþíme poþet desetinných míst
22,457 g – 3 desetinná místa – toto je tedy þíslo v operaci s nejmenším poþtem desetinných
míst ĺ výsledek tedy musí mít 3 desetinná místa, tj. 22,579 g
0,1217 g – 4 desetinná místa
c) 7,34 m ×××× 6,8776 =
násobení ĺ urþíme poþet platných þíslic
7,34 m – 3 platné þíslice – toto je tedy þíslo v operaci s nejmenším poþtem platných þíslic
ĺ výsledek tedy musí mít 3 platné þíslice, tj. 50,5 m
6,8776 – 5 platných þíslic
d) 50,5 dm3
– 0,42 dm3
=
odþítání ĺ urþíme poþet desetinných míst
50,5 dm3
– 1 desetinné místo – toto je tedy þíslo v operaci s nejmenším poþtem desetinných
míst ĺ výsledek tedy musí mít 1 desetinné místo, tj. 50,1 dm3
0,42 dm3
– 2 desetinná místa
96
4. Výpoþty z chemického vzorce
Úkol 25
Zadání:
Zinek je významný kov, který spolu s mČdí tvoĜí mosaz. A také se používá pĜi
pokovování železa, aby se zabránilo korozi. Urþete, jaké látkové množství a jaký poþet
atomĤ pĜedstavuje 21,3 g zinku. Am(Zn) = 65,39 g mol–1
Vyberte variantu, ve které jsou uvedeny správné výsledky (vþetnČ správného poþtu
platných þíslic):
a) n = 0,326 mol, N = 1,962 1023
atomĤ
b) n = 3,070 10–1
mol, N = 1,962 1023
atomĤ
c) n = 3,2574 mol–1
, N = 1,96 1023
atomĤ
d) 3,26 10–1
mol, N = 1,96 1023
atomĤ
e) žádná varianta není správná
___________________________________________________________________________
ěešení: d)
Látkové množství urþíme pomocí vztahu:
mA
m
n = , kde
m je hmotnost dané látky,
Am je atomová hmotnost, tedy hmotnost 1 molu dané látky.
KonkrétnČ pro látkové množství zinku zapíšeme vztah následovnČ:
PĜímo ze zadání víme, že
m(Zn) = 21,3 g
Am(Zn) = 65,39 g mol–1
Zde je uvedeno dosazení konkrétních hodnot:
1
39,65
3,21
)( −
⋅
=
molg
g
Znn
Kalkulaþka ukáže þíslo: 0,3257379… Jak výsledek správnČ zaokrouhlit? Tak, že urþíme
správný poþet platných þíslic u výsledku. Operace, kterou jsme provedli, byla dČlení.
Rozhodující tedy je poþet platných þíslic u þísla s nejmenším poþtem platných þíslic, tedy:
)(
)(
)(
ZnA
Znm
Znn
m
=
97
21,3 g – 3 platné þíslice – toto je tedy þíslo v operaci s nejmenším poþtem platných þíslic
ĺ výsledek tedy musí mít právČ 3 platné þíslice, tj. 0,326 mol a ne napĜ. 0,32574 mol!
65,39 g mol–1
– 4 platné þíslice
n(Zn) = 0,326 mol
Výsledek také mĤžeme zapsat ve tvaru 3,26 10–1
mol.
Nyní se podívejme na jednotky. Jednotku výsledku si mĤžeme jednoduše odvodit:
1
39,65
3,21
)( −
⋅
=
molg
g
Znn
v þitateli tohoto zlomku g,
ve jmenovateli g mol–1
ĺ výsledný podíl má logicky jednotku mol
Pro urþení poþtu atomĤ použijeme Avogadrovu konstantu, která nám Ĝíká, že v každém
molu látky je 6,022 1023
þástic (atomĤ, molekul, iontĤ atd.). MĤžeme tedy zapsat následující
trojþlenku:
1 mol Zn . . . . . . . . . . . . . . . 6,022 1023
atomĤ
3,2574 10–1
mol Zn . . . . . . . . . . . . . . x atomĤ
x = 1,96 1023
atomĤ
Pozor, vždy zaokrouhlujeme až koneþný výsledek! Mezivýsledky buć nezaokrouhlujeme
vĤbec, nebo je zapíšeme s vyšší pĜesností, než je pĜesnost koneþného výsledku.
Látkové množství zinku je v této trojþlence ne koneþný výsledek operace, ale pouze
mezivýsledek, proto jeho hodnotu pĜíliš nezaokrouhlujeme.
Poþet platných þíslic u výsledku
ýíslo v operacích s nejmenším poþtem platných þíslic je 21,3 g (zinku) – má 3 platné þíslice
ĺ poþet platných þíslic výsledku bude 3, tedy 1,96 1023
atomĤ.
Úkol 26
Zadání:
Chalkopyrit, jehož vzorec je CuFeS2, je hlavní ruda mČdi. Urþete hmotnost mČdi
obsažené v 7,42 t chalkopyritu.
Ar(Cu) = 63,546
Ar(Fe) = 55,845
Ar(S) = 32,066
Vyberte variantu, ve které jsou uvedeny správné výsledky (vþetnČ správného poþtu
platných þíslic):
a) 2,57 t
b) 3,267 t
98
c) 1,98 t
d) 2,5695 t
___________________________________________________________________________
ěešení: a)
Pomocí hmotnostního zlomku urþíme, kolik procent chalkopyritu tvoĜí mČć:
r
r
M
Ax
w
⋅
= , kde
w je hmotnostní zlomek,
Ar atomová relativní hmotnost daného prvku, jehož obsah chceme urþit (zde mČdi),
x je poþet atomĤ daného prvku ve slouþeninČ (zde pro Cu v CuFeS2 je x = 1, ale napĜ. pro S
v CuFeS2 x = 2),
Mr je molekulová relativní hmotnost celé slouþeniny (zde chalkopyritu)
KonkrétnČ pro urþení obsahu mČdi v chalkopyritu mĤžeme výše uvedený vztah pĜepsat
následovnČ:
)(
)(1
)(
2CuFeSM
CuA
Cuw
r
r⋅
=
PĜímo ze zadání víme, že Ar(Cu) = 63,546. A z atomových relativních hmotností prvkĤ
urþíme, že molekulová relativní hmotnost chalkopyritu je 183,523 - tj. Mr(CuFeS2).
Dosazení:
523,183
546,63
)( =Cuw
w(Cu) = 0,3463 ĺ po vynásobení stem získáme hodnotu v procentech, tj. 34,63%.
Co jsme tedy zjistili? To, že chalkopyrit je z 34,63% tvoĜen mČdí, nebo také že každých 100
tun chalkopyritu obsahuje 34,63 tun mČdi.
Nyní se podívejme na jednotky. Jednotku výsledku si mĤžeme jednoduše odvodit: v þitateli i
ve jmenovateli hmotnostního zlomku jsou bezrozmČrná þísla ĺ výsledný podíl je tudíž
logicky taktéž bezrozmČrný (tj. bez jednotky).
Nyní urþeme hmotnost mČdi v 7,42 t chalkopyritu. Možností je nČkolik, napĜ. trojþlenka:
100% . . . . . . . . . . . 7,42 t chalkopyritu
34,63% . . . . . . . . . . . . . . . . . . x t mČdi
x = 2,57 t mČdi
Nyní se pojćme podívat na poþet platných þíslic u výsledku.
Operace, které jsme provádČli, byly dČlení a násobení. Rozhodující tedy je poþet platných
þíslic u þísla s nejmenším poþtem platných þíslic, tedy:
7,42 t (chalkopyritu) – 3 platné þíslice ĺ výsledek tedy musí mít právČ 3 platné þíslice, proto
jeho správný tvar je 2,57 t.
99
Úkol 27
Zadání:
Úplnou dehydratací 4,00 g hydrátu síranu železitého klesla hmotnost na 2,85 g. Urþete
vzorec hydrátu. A slouþeninu správnČ pojmenujte.
Mm(Fe2(SO4)3) = 399,88 g mol–1
Mm(H2O) = 18,02 g mol–1
___________________________________________________________________________
ěešení: výsledek je v komentáĜi vyznaþen modĜe
Hledáme slouþeninu, jejíž vzorec zatím mĤžeme zapsat následovnČ: Fe2(SO4)3.xH2O.
PotĜebujeme tedy zjistit velikost x. Ale jak? Tak, že urþíme pomČr látkového množství síranu
železitého a látkového množství vody v daném hydrátu.
m(Fe2(SO4)3.xH2O) = 4,00 g
m(Fe2(SO4)3) = 2,85 g
m(H2O) = m(Fe2(SO4)3.xH2O) – m(Fe2(SO4)3)
m(H2O) = 4,00 – 2,85
m(H2O) = 1,15 g
PĜímo ze zadání víme, že:
Mm(Fe2(SO4)3) = 399,88 g mol–1
Mm(H2O) = 18,02 g mol–1
Nyní již známe vše potĜebné a mĤžeme spoþítat látková množství a to pomocí vztahu:
mM
m
n = , kde
m je hmotnost dané látky a Mm je molární hmotnost, tedy hmotnost 1 molu dané látky.
Látkové množství síranu železitého:
88,399
85,2
))(( 342 =SOFen
n(Fe2(SO4)3) = 0,00713 mol
Látkové množství vody:
02,18
15,1
)( 2 =OHn
n(H2O) = 0,0638 mol
Známe látková množství, tudíž mĤžeme urþit jejich pomČr:
n(Fe2(SO4)3) : n(H2O) = 0,00713 : 0,0638
n(Fe2(SO4)3) : n(H2O) = 1 : 9
ĺ x = 9
ĺ Vzorec hydrátu je Fe2(SO4)3.9H2O. A správný název je nonahydrát síranu železitého.
100
Úkol 28
Zadání:
Spálením 0,400 g uhlovodíku (obsahujícího pouze uhlík a vodík) bylo získáno za
standardních podmínek 640 cm3
oxidu uhliþitého a 0,514 g vody. Dále víme, že 1 dm3
tohoto uhlovodíku má hmotnost 1,25 g. Urþete jeho molekulový vzorec.
Ar(O) = 16,00
Ar(C) = 12,01
Ar(H) = 1,01
___________________________________________________________________________
ěešení: výsledek je v komentáĜi vyznaþen modĜe
Nejprve urþíme látkové množství oxidu uhliþitého a uhlíku:
V(CO2) = 640 cm3
= 0,640 dm3
1 mol . . . . . . . . . . . . . . . . . 22,4 dm3
víme, že 1 mol plynu zaujímá 22,4 dm3
x mol . . . . . . . . . . . . . . . . 0,640 dm3
x = 0,02857 mol ĺ n(CO2) = 0,02857 mol ĺ n(C) = 0,02857 mol
Dále spoþítáme látkové množství vody a vodíku:
m(H2O) = 0,514 g
Mm(H2O) = 18,02 g mol–1
mM
m
n =
02,18
514,0
)( 2 =OHn
n(H2O) = 0,02852 mol
Jak vidíme ve vzorci vody, každý 1 mol H2O obsahuje 2 moly vodíku, proto:
n(H) = 2 . n(H2O) ĺ n(H) = 0,05704 mol
Urþení empirického vzorce - obecný vzorec hledané slouþeniny je CxHy a platí:
x : y = n(C) : n(H)
x : y = 0,02857 : 0,05704
Abychom dostali celá þísla, pomČr nyní vydČlíme nejmenším þíslem, tedy þíslem 0,02857:
x : y = 1 : 2 ĺ empirický vzorec slouþeniny je CH2, molekulový vzorec bude (CH2)n
K urþení molekulového vzorce potĜebujeme znát molární hmotnost. Ze zadání víme, že 1
dm3
daného uhlovodíku má hmotnost 1,25 g. A dále víme, že 1 mol plynu zaujímá 22,4 dm3
.
TČchto poznatkĤ využijeme a zapíšeme následující trojþlenku:
1 dm3
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,25 g
22,4 dm3
(tedy 1 mol) . . . . . . . . . . x g
x = 28,0 g ĺ Mm((CH2)n) = 28,0 g mol–1
Mm(CH2) = 14,03 g mol–1
Mm((CH2)n) = 28,0 g mol–1
ĺ protože je molární hmotnost slouþeniny dvojnásobná,
molekulový vzorec slouþeniny je ((CH2)2, tedy C2H4.
101
5. Chemické rovnice
5.1. Urþení oxidaþních þísel
Úkol 29
Zadání:
Vyberte varianty, ve kterých jsou doplnČna správná oxidaþní þísla:
a) C2H4O2: C+IV
- H–I
- O–II
b) H5IO6: H+I
- I+VII
- O–II
c) Mg2+
: Mg0
d) BaO2: Ba+IV
- O–II
e) P4: P0
f) C2H3O2
–
: C+I
- H+I
- O–II
g) Na: Na+I
h) SeO4
2–
: Se–II
- O–II
i) Cl2: Cl–I
j) HPO4
2–
: H+I
- P+VII
- O–II
k) HgS: Hg+I
- S–I
l) NH4
+
: N+III
- H–I
___________________________________________________________________________
ěešení: b) + e)
Základní pravidla pro urþení oxidaþních þísel
pĜípad oxidaþní þíslo pĜíklady
volný prvek 0 H2
0
, Ne0
, N2
0
, O2
0
, O3
0
, Br2
0
prvky 1. skupiny +I Li2
+I
O, Na2
+I
CO3, K+I
OHve
slouþeninách prvky 2. skupiny +II Mg+II
O, Ca+II
CO3, Ba+II
SO4
nejþastČji +I NH3
+I
, NaOH+I
, C2H4
+I
Ovodík ve
slouþeninách v hydridech kovĤ –I LiH–I
, CaH2
–I
, AlH3
–I
nejþastČji –II CaO–II
, HNO3
–II
, Al(O–II
H)3
v peroxidech –I, tedy (O2) –II
H2O2
–I
, Na2O2
–I
, CaO2
–I
kyslík ve
slouþeninách
v hyperoxidech (O2)–I
K(O2)–I
, Rb(O2)–I
, Cs(O2)–I
slouþenina souþet všech ox. þísel je
roven nule
KMn+VII
O4
BaS+VI
O4
ion souþet všech ox. þísel je
roven náboji iontu
Br–
ĺ ox. þ. bromu je –I
PO4
3–
ĺ ox. þ. fosforu je +V
102
a) C2H4O2: C+IV
- H–I
- O–II
Jedná se o bČžnou organickou slouþeninu, vodík má tedy ox. þ. +I, kyslík –II. Jelikož souþet
všech oxidaþních þísel ve slouþeninČ musí být roven nule, ox. þ. uhlíku mĤžeme urþit
z následující rovnice:
2x + 4 . (+1) + 2 . (–2) = 0 ĺ x = 0
ĺ oxidaþní þíslo každého z uhlíkĤ je 0, tj. správnČ C0
- H+I
- O–II
.
b) H5IO6: H+I
- I+VII
- O–II
SprávnČ.
c) Mg2+
: Mg0
Jedná se o jednoatomový kation, náboj kationu je tudíž zároveĖ oxidaþním þíslem hoĜþíku,
tedy Mg+II
.
d) BaO2: Ba+IV
- O–II
Pozor, baryum je prvek 2. skupiny v periodické tabulce prvku. Za normálních okolností je
tedy jeho oxidaþní þíslo +II. Slouþenina BaO2 tedy není oxid, ale peroxid. Proto Ba+II
- O–I
.
e) P4: P0
SprávnČ.
f) C2H3O2
–
: C+I
- H+I
- O–II
Jedná se o bČžnou organickou slouþeninu, vodík má tedy ox. þ. +I, kyslík –II. Jelikož souþet
všech oxidaþních þísel v iontu musí být roven náboji iontu, ox. þ. uhlíku mĤžeme urþit
z následující rovnice:
2x + 3. (+1) + 2 . (–2) = –1ĺ x = 0, tj. správnČ C0
- H+I
- O–II
.
g) Na: Na+I
Jedná se o volný prvek, a proto: Na0
.
h) SeO4
2–
: Se–II
- O–II
Protože souþet všech oxidaþních þísel v iontu musí být roven náboji iontu, ox. þ. selenu
mĤžeme urþit z následující rovnice:
x + 4 . (–2) = –2ĺ x = 6, tj. správnČ Se+VI
- O–II
.
i) Cl2: Cl–I
Jedná se o volný prvek, a proto: Cl0
.
j) HPO4
2–
: H+I
- P+VII
- O–II
Jelikož souþet všech oxidaþních þísel v iontu musí být roven náboji iontu, ox. þ. fosforu
mĤžeme urþit z následující rovnice:
1 . (+1) + x + 4 . (–2) = –2ĺ x = 5, tj. správnČ H+I
- P+V
- O–II
.
k) HgS: Hg+I
- S–I
Pozor, sulfidový anion je formálnČ odvozen od H2S a jeho ox. þ. je –II, proto Hg+II
- S–II
.
l) NH4
+
: N+III
- H–I
Jedná se o slouþeninu vodíku a dusíku (tedy nekovu), ox. þ. vodíku je +I. A protože souþet
všech oxidaþních þísel v iontu musí být roven náboji iontu, ox. þ. dusíku mĤžeme urþit
z následující rovnice:
x + 4 . (+1) = +1 ĺ x = –3, tj. správnČ N–III
- H+I
.
103
5.2. Vyþíslení chemických rovnic
V této podkapitole je užito pĜi vyrovnávání chemických rovnic následujícího grafického
znaþení: stechiometrický koeficient už známe a poþet atomĤ prvku v této slouþeninČ þi
iontu právČ zjišĢujeme.
Úkol 30
Zadání:
Vyþíslete následující rovnici a reaktanty a produkty správnČ pojmenujte:
Mo + NaNO3 + Na2CO3 ĺ Na2MoO4 + NaNO2 + CO2
___________________________________________________________________________
ěešení: Mo + 3 NaNO3 + Na2CO3 ĺ Na2MoO4 + 3 NaNO2 + CO2
Názvy reaktantĤ a produktĤ: viz tabulka
Reaktanty Produkty
vzorec název vzorec název
Mo molybden Na2MoO4 molybdenan sodný
NaNO3 dusiþnan sodný NaNO2 dusitan sodný
Na2CO3 uhliþitan sodný CO2 oxid uhliþitý
Protože jde o redoxní rovnici, urþíme nejprve oxidaþní þísla tČch prvkĤ, které mČní oxidaþní
þíslo.
Mo0
+ NaNV
O3 + Na2CO3 ĺ Na2MoVI
O4 + NaNIII
O2 + CO2
V této rovnici se redukuje N a oxiduje se Mo.
Teć zapíšeme jednotlivé poloreakce:
NV
+ 2 e–
ĺ NIII
Mo0
– 6 e–
ĺ MoVI
Poloreakce upravíme tak, aby poþet elektronĤ pĜijatých pĜi redukci byl stejný jako poþet
elektronĤ odevzdaných pĜi oxidaci:
3 NV
+ 3 . 2 e–
ĺ 3 NIII
1 Mo0
– 6 e–
ĺ 1 MoVI
Koeficienty doplníme do rovnice:
1 Mo0
+ 3 NaNV
O3 + Na2CO3 ĺ 1 Na2MoVI
O4 + 3 NaNIII
O2 + CO2
Nyní provedeme další úpravy tak, aby byl poþet atomĤ každého prvku stejný na levé a pravé
stranČ rovnice.
104
Na:
1 Mo0
+ 3 NaNV
O3 + Na2CO3 ĺ 1 Na2MoVI
O4 + 3 NaNIII
O2 + CO2
1 Mo0
+ 3 NaNV
O3 + 1 Na2CO3 ĺ 1 Na2MoVI
O4 + 3 NaNIII
O2 + CO2
C:
1 Mo0
+ 3 NaNV
O3 + 1 Na2CO3 ĺ 1 Na2MoVI
O4 + 3 NaNIII
O2 + CO2
1 Mo0
+ 3 NaNV
O3 + 1 Na2CO3 ĺ 1 Na2MoVI
O4 + 3 NaNIII
O2 + 1 CO2
Všechny koeficienty jsme doplnili. OvČĜíme tedy, zda je i poþet atomĤ kyslíku stejný na obou
stranách rovnice. O: 12 = 12
Nakonec zkontrolujeme, že jsou skuteþnČ všechny prvky vyrovnány:
1 Mo, 3 N, 5 Na, 1 C, 12 O = 1 Mo, 3 N, 5 Na, 1 C, 12 O
Dostali jsme tedy vyþíslenou rovnici:
Mo + 3 NaNO3 + Na2CO3 ĺ Na2MoO4 + 3 NaNO2 + CO2
Úkol 31
Zadání:
Vyþíslete následující rovnici a reaktanty a produkty správnČ pojmenujte:
PbO2 + Mn2+
+ H+
ĺ MnO4
–
+ Pb2+
+ H2O
___________________________________________________________________________
ěešení: 5 PbO2 + 2 Mn2+
+ 4 H+
ĺ 2 MnO4
–
+ 5 Pb2+
+ 2 H2O
Názvy reaktantĤ a produktĤ jsou uvedeny v následující tabulce:
Reaktanty Produkty
vzorec název vzorec název
PbO2 oxid oloviþitý MnO4
–
anion manganistanový
Mn2+
kation manganatý Pb2+
kation olovnatý
H+
kation vodíku, proton
(v rovnici znaþí kyselé prostĜedí)
H2O voda
Jelikož jde o redoxní rovnici, urþíme nejprve oxidaþní þísla tČch prvkĤ, které mČní oxidaþní
þíslo.
PbIV
O2 + Mn(II)2+
+ H+
ĺ MnVII
O4
–
+ Pb(II)2+
+ H2O
Redukuje se tedy Pb a oxiduje se Mn.
Teć zapíšeme jednotlivé poloreakce:
PbIV
+ 2 e–
ĺ PbII
105
MnII
– 5 e–
ĺ MnVII
Poloreakce upravíme je tak, aby poþet elektronĤ pĜijatých pĜi redukci byl stejný jako poþet
elektronĤ odevzdaných pĜi oxidaci:
5 PbIV
+ 5 . 2 e–
ĺ 5 PbII
2 MnII
– 2 . 5 e–
ĺ 2 MnVII
Koeficienty mĤžeme doplnit do rovnice:
5 PbIV
O2 + 2 Mn(II)2+
+ H+
ĺ 2 MnVII
O4
–
+ 5 Pb(II)2+
+ H2O
Nyní provedeme další úpravy tak, aby byl poþet atomĤ každého prvku stejný na levé a pravé
stranČ rovnice. ZároveĖ vidíme, že rovnice je iontová, tudíž celkový náboj na levé stranČ
musí být roven celkovému náboji na stranČ pravé.
U uvedené rovnice si už v této fázi vyþíslování mĤžeme spoþítat náboj pravé strany: +8. Aby
tedy náboj levé strany rovnice byl rovnČž +8, potĜebujeme na levé stranČ rovnice právČ
4 kationty vodíku:
5 PbIV
O2 + 2 Mn(II)2+
+ 4 H+
ĺ 2 MnVII
O4
–
+ 5 Pb(II)2+
+ H2O
Nyní mĤžeme upravit poþet atomĤ vodíku na pravé stranČ rovnice:
5 PbIV
O2 + 2 Mn(II)2+
+ 4 H+
ĺ 2 MnVII
O4
–
+ 5 Pb(II)2+
+ 2 H2O
Všechny koeficienty jsme právČ doplnili. OvČĜíme tedy, zda je i poþet atomĤ kyslíku stejný na
obou stranách rovnice. O: 10 = 10
Následuje kontrola, že jsou všechny prvky opravdu vyrovnány:
5 Pb, 2 Mn, 4 H, 10 O = 5 Pb, 2 Mn, 4 H, 10 O
NeboĢ je to rovnice iontová, nakonec ještČ zkontrolujeme, že jsou vyrovnány náboje:
0 + 2(+2) + 4(+1) ĺ 2(–1) + 5(+2) + 0
+8 = +8
Výsledkem je tedy vyþíslená rovnice:
5 PbO2 + 2 Mn2+
+ 4 H+
ĺ 2 MnO4
–
+ 5 Pb2+
+ 2 H2O
Úkol 32
Zadání:
Napište následující reakci rovnicí a rovnici správnČ vyþíslete:
Reakcí selenu a hydroxidu draselného vznikl selenid draselný, seleniþitan draselný
a voda.
___________________________________________________________________________
ěešení: 3 Se + 6 KOH ĺ 2 K2Se + 1 K2SeO3 + 3 H2O
Abychom mohli správnČ zapsat celou rovnici, musíme umČt zapsat vzorce reaktantĤ
a produktĤ:
106
Reaktanty Produkty
název vzorec název vzorec
selen Se selenid draselný K2Se
hydroxid draselný KOH seleniþitan draselný K2SeO3
voda H2O
Nyní již tedy mĤžeme zapsat danou reakci chemickou rovnicí:
Se + KOH ĺ K2Se + K2SeO3 + H2O
Jde o redoxní rovnici, urþíme tedy nejprve oxidaþní þísla tČch prvkĤ, u kterých se mČní
oxidaþní þíslo.
Se0
+ KOH ĺ K2Se–II
+ K2SeIV
O3 + H2O
Redukuje se tedy Se a oxiduje se taktéž Se. Jedná se o tzv. disproporcionaci, tedy dČj, pĜi
kterém se daný prvek zþásti oxiduje a zároveĖ zþásti redukuje, takže z prvku ve stĜedním
oxidaþním þísle vznikne tento prvek v nižším a ve vyšším oxidaþním þísle.
Teć zapíšeme jednotlivé poloreakce:
Se0
+ 2 e–
ĺ Se–II
Se0
– 4 e–
ĺ SeIV
Poloreakce je tĜeba upravit tak, aby poþet elektronĤ pĜijatých pĜi redukci byl stejný jako poþet
elektronĤ odevzdaných pĜi oxidaci:
2 Se0
+ 2 . 2 e–
ĺ 2 Se–II
1 Se0
– 4 e–
ĺ 1 SeIV
Jak tedy urþíme koeficient u Se0
na levé stranČ rovnice?
NásledovnČ, výsledný koeficient je souþtem obou koeficientĤ v poloreakcích:
2 Se0
+ 1 Se0
= 3 Se0
Dosud zjištČné koeficienty doplníme do rovnice:
3 Se0
+ KOH ĺ 2 K2Se–II
+ 1 K2SeIV
O3 + H2O
Nyní provedeme další úpravy tak, aby byl poþet atomĤ každého prvku stejný na levé a pravé
stranČ rovnice.
K:
3 Se0
+ KOH ĺ 2 K2Se–II
+ 1 K2SeIV
O3 + H2O
3 Se0
+ 6 KOH ĺ 2 K2Se–II
+ 1 K2SeIV
O3 + H2O
H:
3 Se0
+ 6 KOH ĺ 2 K2Se–II
+ 1 K2SeIV
O3 + H2O
3 Se0
+ 6 KOH ĺ 2 K2Se–II
+ 1 K2SeIV
O3 + 3 H2O
Všechny koeficienty jsme doplnili. OvČĜíme tedy, zda je i poþet atomĤ kyslíku stejný na obou
stranách rovnice. O: 6 = 6
107
Nakonec zkontrolujeme, že jsou všechny prvky skuteþnČ vyrovnány:
3 Se, 6 K, 6 H, 6 O = 3 Se, 6 K, 6 H, 6 O
Vyþíslená rovnice: 3 Se + 6 KOH ĺ 2 K2Se + 1 K2SeO3 + 3 H2O
Úkol 33
Zadání:
Vyþíslete následující rovnici a reaktanty a produkty správnČ pojmenujte:
IO3
–
+ I–
+ H+
ĺ I2 + H2O
___________________________________________________________________________
ěešení: IO3
–
+ 5 I–
+ 6 H+
ĺ 3 I2 + 3 H2O
Názvy reaktantĤ a produktĤ jsou uvedeny v této tabulce:
Reaktanty Produkty
vzorec název vzorec název
IO3
–
anion jodiþnanový I2 jod
I–
anion jodidový H2O voda
H+
kation vodíku, proton (v rovnici znaþí kyselé prostĜedí)
Jelikož jde o redoxní rovnici, urþíme nejprve oxidaþní þísla tČch prvkĤ, které oxidaþní þíslo
mČní.
IV
O3
–
+ I(–I)–
+ H+
ĺ I2
0
+ H2O
Redukuje se tedy I a oxiduje taktéž se I. KonkrétnČ se zde jedná o tzv. komproporcionaci
nebo synproporcionaci (opak disproporcionace). Je to taková reakce, pĜi které z prvku ve
vyšším a nižším oxidaþním þísle vzniká tento prvek ve stĜedním oxidaþním þísle.
Teć zapíšeme jednotlivé poloreakce:
IV
+ 5 e–
ĺ I0
I–I
– e–
ĺ I0
Poloreakce upravíme je tak, aby poþet elektronĤ pĜijatých pĜi redukci byl stejný jako poþet
elektronĤ odevzdaných pĜi oxidaci:
1 IV
+ 5 e–
ĺ 1 I0
5 I–I
– 5 e–
ĺ 5 I0
Jak tedy urþíme koeficient u I2
0
na pravé stranČ rovnice?
NásledovnČ, nejprve seþteme dílþí koeficienty u I0
na pravé stranČ poloreakcí:
1 I0
+ 5 I0
= 6 I0
V rovnici není I0
, ale I2
0
: tedy 6 I0
= 3 I2
0
. Výsledný koeficient je tedy 3.
Koeficienty mĤžeme doplnit do rovnice:
108
1 IV
O3
–
+ 5 I(–I)–
+ H+
ĺ 3 I2
0
+ H2O
Nyní provedeme další úpravy tak, aby byl poþet atomĤ každého prvku stejný na levé a pravé
stranČ rovnice. ZároveĖ vidíme, že rovnice je iontová, tudíž náboj na levé stranČ musí být
roven náboji na stranČ pravé.
U uvedené rovnice si už mĤžeme spoþítat náboj pravé strany rovnice: 0. Aby tedy náboj levé
strany rovnice byl 0, potĜebujeme na levé stranČ právČ 6 kationtĤ vodíku:
1 IV
O3
–
+ 5 I(–I)–
+ 6 H+
ĺ 3 I2
0
+ H2O
Nyní mĤžeme upravit poþet atomĤ vodíku na pravé stranČ rovnice:
1 IV
O3
–
+ 5 I(–I)–
+ 6 H+
ĺ 3 I2
0
+ 3 H2O
Doplnili jsme tedy do rovnice všechny koeficienty. OvČĜíme teć tedy, zda je i poþet atomĤ
kyslíku stejný na obou stranách rovnice. O: 3 = 3
Následuje kontrola, že jsou všechny prvky opravdu vyrovnány:
6 I, 6 H, 3 O = 6 I, 6 H, 3 O
Jelikož je to rovnice iontová, nakonec ještČ zkontrolujeme, že jsou vyrovnány náboje:
–1 + 5(–1) + 6(+1) ĺ 0 + 0
0 = 0
Dostali jsme tedy vyþíslenou rovnici: IO3
–
+ 5 I–
+ 6 H+
ĺ 3 I2 + 3 H2O
Úkol 34
Zadání:
Napište následující reakci rovnicí a rovnici správnČ vyþíslete:
Tavením sulfidu arsenitého, dusiþnanu sodného a uhliþitanu sodného vznikl
tetraoxoarseniþnan sodný, síran sodný, oxid uhliþitý a dusitan sodný.
___________________________________________________________________________
ěešení: As2S3 + 14 NaNO3 + 6 Na2CO3 ĺ 2 Na3AsO4 + 3 Na2SO4 + 6 CO2 + 14 NaNO2
Abychom mohli správnČ zapsat celou rovnici, musíme znát vzorce reaktantĤ a produktĤ:
Reaktanty Produkty
název vzorec název vzorec
sulfid arsenitý As2S3 tetraoxoarseniþnan sodný Na3AsO4
dusiþnaný sodný NaNO3 síran sodný Na2SO4
uhliþitan sodný Na2CO3 oxid uhliþitý CO2
dusitan sodný NaNO2
109
Nyní již tedy mĤžeme zapsat danou reakci chemickou rovnicí:
As2S3 + NaNO3 + Na2CO3 ĺ Na3AsO4 + Na2SO4 + CO2 + NaNO2
Jelikož jde o redoxní rovnici, urþíme tedy nejprve oxidaþní þísla tČch prvkĤ, které mČní
oxidaþní þíslo.
As2
III
S3
–II
+ NaNV
O3 + Na2CO3 ĺ Na3AsV
O4 + Na2SVI
O4 + CO2 + NaNIII
O2
Redukuje se tedy N a oxiduje se As a také S. Jedná se o rovnici, ve které 3 prvky mČní
oxidaþní þíslo. Zapíšeme tedy celkem 3 poloreakce.
NV
+ 2 e–
ĺ NIII
2 AsIII
– 2 . 2 e–
ĺ 2 AsV
Jelikož je na levé stranČ rovnice As2S3, 2 atomy As zohledníme.
3 S–II
– 3 . 8 e–
ĺ 3 SVI
Protože je na levé stranČ rovnice As2S3, 3 atomy S tu zohledníme.
Poloreakce je tĜeba upravit tak, aby poþet elektronĤ pĜijatých pĜi redukci (zde u N) byl stejný
jako poþet elektronĤ odevzdaných pĜi oxidaci (v tomto pĜípadČ u As a S):
NV
+ 2 e–
ĺ NIII
Poþet elektronĤ pĜijatých pĜi redukci: 2
2 AsIII
– 2 . 2 e–
ĺ 2 AsV
3 S–II
– 3 . 8 e–
ĺ 3 SVI
Poþet elektronĤ odevzdaných pĜi oxidaci: 4 + 24 = 28
ĺ první poloreakci tedy vynásobíme þíslem 14
Dostaneme tak:
14 NV
+ 14 . 2 e–
ĺ 14 NIII
2 AsIII
(tedy 1 AsIII
2) – 2 . 2 e–
ĺ 2 AsV
3 S–II
(tedy 1 S–II
3) – 3 . 8 e–
ĺ 3 SVI
Dosud zjištČné koeficienty doplníme do rovnice:
1 As2
III
S3
–II
+ 14 NaNV
O3 + Na2CO3 ĺ 2 Na3AsV
O4 + 3 Na2SVI
O4 + CO2 + 14 NaNIII
O2
Nyní provedeme další úpravy tak, aby byl poþet atomĤ každého prvku stejný na levé a pravé
stranČ rovnice.
Na:
1 As2
III
S3
–II
+ 14 NaNV
O3 + Na2CO3 ĺ 2 Na3AsV
O4 + 3 Na2SVI
O4 + CO2 + 14 NaNIII
O2
1 As2
III
S3
–II
+ 14 NaNV
O3 + 6 Na2CO3 ĺ 2 Na3AsV
O4 + 3 Na2SVI
O4 + CO2 + 14 NaNIII
O2
C:
1 As2
III
S3
–II
+ 14 NaNV
O3 + 6 Na2CO3 ĺ 2 Na3AsV
O4 + 3 Na2SVI
O4 + CO2 + 14 NaNIII
O2
1 As2
III
S3
–II
+ 14 NaNV
O3 + 6 Na2CO3 ĺ 2 Na3AsV
O4 + 3 Na2SVI
O4 + 6 CO2 + 14 NaNIII
O2
Všechny koeficienty jsme doplnili. OvČĜíme tedy, zda je i poþet atomĤ kyslíku stejný na obou
stranách rovnice. O: 60 = 60
Nakonec zkontrolujeme, že jsou všechny prvky vyrovnány:
110
26 Na, 2 As, 6 C, 14 N, 60 O = 26 Na, 2 As, 6 C, 14 N, 60 O
Výsledkem je vyþíslená rovnice:
As2S3 + 14 NaNO3 + 6 Na2CO3 ĺ 2 Na3AsO4 + 3 Na2SO4 + 6 CO2 + 14 NaNO2
Úkol 35
Zadání:
Napište následující reakci rovnicí a rovnici správnČ vyþíslete:
Reakcí kyseliny tetrachlorozlatité a chloridu cínatého vzniká zlato, chlorid cíniþitý
a kyselina chlorovodíková.
___________________________________________________________________________
ěešení: 2 H[AuCl4] + 3 SnCl2 ĺ 2 Au + 3 SnCl4 + 2 HCl
Abychom mohli správnČ zapsat celou rovnici, musíme znát vzorce reaktantĤ a produktĤ:
Reaktanty Produkty
název vzorec název vzorec
kyselina tetrachlorozlatitá H[AuCl4] zlato Au
chlorid cínatý SnCl2 chlorid cíniþitý SnCl4
kyselina chlorovodíková HCl
Nyní již tedy mĤžeme zapsat danou reakci chemickou rovnicí:
H[AuCl4] + SnCl2 ĺ Au + SnCl4 + HCl
Protože jde o redoxní rovnici, nejdĜíve urþíme oxidaþní þísla tČch prvkĤ, které oxidaþní þíslo
mČní.
H[AuIII
Cl4] + SnII
Cl2 ĺ Au0
+ SnIV
Cl4 + HCl
Redukuje se tedy Au a oxiduje se Sn.
Teć zapíšeme jednotlivé poloreakce:
AuIII
+ 3 e–
ĺ Au0
SnII
– 2 e–
ĺ SnIV
Poloreakce upravíme je tak, aby poþet elektronĤ pĜijatých pĜi redukci byl stejný jako poþet
elektronĤ odevzdaných pĜi oxidaci:
2 AuIII
+ 2 . 3 e–
ĺ 2 Au0
3 SnII
– 3 . 2 e–
ĺ 3 SnIV
Koeficienty doplníme do rovnice:
2 H[AuIII
Cl4] + 3 SnII
Cl2 ĺ 2 Au0
+ 3 SnIV
Cl4 + HCl
111
NáslednČ provedeme další úpravy tak, aby byl poþet atomĤ každého prvku stejný na levé
a pravé stranČ rovnice.
Cl:
2 H[AuIII
Cl4] + 3 SnII
Cl2 ĺ 2 Au0
+ 3 SnIV
Cl4 + HCl
2 H[AuIII
Cl4] + 3 SnII
Cl2 ĺ 2 Au0
+ 3 SnIV
Cl4 + 2 HCl
Všechny koeficienty jsme doplnili. OvČĜíme tedy, zda je i poþet atomĤ vodíku stejný na obou
stranách rovnice. H: 2 = 2
Nakonec zkontrolujeme, že jsou všechny prvky vyrovnány:
2 Au, 3 Sn, 14 Cl, 2 H = 2 Au, 3 Sn, 14 Cl, 2 H
Vyþíslená rovnice: 2 H[AuCl4] + 3 SnCl2 ĺ 2 Au + 3 SnCl4 + 2 HCl
Úkol 36
Zadání:
Napište následující reakci rovnicí a rovnici správnČ vyþíslete:
Reakcí ethynu, manganistanu draselného a kyseliny sírové vznikl oxid uhliþitý, síran
manganatý, hydrogensíran draselný a voda.
___________________________________________________________________________
ěešení: C2H2 + 2 KMnO4 + 4 H2SO4 ĺ 2 CO2 + 2 MnSO4 + 2 KHSO4 + 4 H2O
K tomu, abychom mohli správnČ zapsat celou rovnici, musíme znát vzorce reaktantĤ a
produktĤ:
Reaktanty Produkty
název vzorec název vzorec
ethyn C2H2 oxid uhliþitý CO2
manganistan draselný KMnO4 síran manganatý MnSO4
kyselina sírová H2SO4 hydrogensíran draselný KHSO4
voda H2O
Nyní již tedy mĤžeme zapsat danou reakci chemickou rovnicí:
C2H2 + KMnO4 + H2SO4 ĺ CO2 + MnSO4 + KHSO4 + H2O
Je to redoxní rovnice, první tedy urþíme oxidaþní þísla tČch prvkĤ, které oxidaþní þíslo mČní.
C2
–I
H2 + KMnVII
O4 + H2SO4 ĺ CIV
O2 + MnII
SO4 + KHSO4 + H2O
Jak urþit oxidaþní þíslo uhlíku v ethynu C2H2? Vodík má ox. þ. +I. Jelikož souþet všech
oxidaþních þísel ve slouþeninČ musí být roven nule, ox. þ. uhlíku mĤžeme urþit z následující
rovnice: 2x + 2 . (+1) = 0 ĺ x = –1 ĺ oxidaþní þíslo každého z uhlíkĤ je –I.
Redukuje se Mn a oxiduje se C.
112
Teć zapíšeme jednotlivé poloreakce:
MnVII
+ 5 e–
ĺ MnII
2 C–I
– 10 e–
ĺ 2 CIV
Poloreakce upravíme je tak, aby poþet elektronĤ pĜijatých pĜi redukci byl stejný jako poþet
elektronĤ odevzdaných pĜi oxidaci:
2 MnVII
+ 2 . 5 e–
ĺ 2 MnII
2 C–I
(tedy 1 C2
–I
) – 10 e–
ĺ 2 CIV
Koeficienty doplníme do rovnice:
1 C2
–I
H2 + 2 KMnVII
O4 + H2SO4 ĺ 2 CIV
O2 + 2 MnII
SO4 + KHSO4 + H2O
NáslednČ provedeme další úpravy tak, aby byl poþet atomĤ každého prvku stejný na levé a
pravé stranČ rovnice.
K:
1 C2
–I
H2 + 2 KMnVII
O4 + H2SO4 ĺ 2 CIV
O2 + 2 MnII
SO4 + KHSO4 + H2O
1 C2
–I
H2 + 2 KMnVII
O4 + H2SO4 ĺ 2 CIV
O2 + 2 MnII
SO4 + 2 KHSO4 + H2O
S:
1 C2
–I
H2 + 2 KMnVII
O4 + H2SO4 ĺ 2 CIV
O2 + 2 MnII
SO4 + 2 KHSO4 + H2O
1 C2
–I
H2 + 2 KMnVII
O4 + 4 H2SO4 ĺ 2 CIV
O2 + 2 MnII
SO4 + 2 KHSO4 + H2O
H:
1 C2
–I
H2 + 2 KMnVII
O4 + 4 H2SO4 ĺ 2 CIV
O2 + 2 MnII
SO4 + 2 KHSO4 + H2O
1 C2
–I
H2 + 2 KMnVII
O4 + 4 H2SO4 ĺ 2 CIV
O2 + 2 MnII
SO4 + 2 KHSO4 + 4 H2O
Všechny koeficienty jsme doplnili. OvČĜíme tedy, zda je i poþet atomĤ vodíku stejný na obou
stranách rovnice. O: 24 = 24
Nakonec zkontrolujeme, že jsou všechny prvky vyrovnány:
2 Mn, 2 K, 2 C, 4 S, 10 H, 24 O = 2 Mn, 2 K, 2 C, 4 S, 10 H, 24 O
Vyþíslená rovnice:
C2H2 + 2 KMnO4 + 4 H2SO4 ĺ 2 CO2 + 2 MnSO4 + 2 KHSO4 + 4 H2O
Úkol 37
Zadání:
Vyþíslete následující rovnici a reaktanty a produkty správnČ pojmenujte:
Cr2O7
2–
+ C2H5OH + H+
ĺ Cr3+
+ CO2 + H2O
___________________________________________________________________________
ěešení: 2 Cr2O7
2–
+ C2H5OH + 16 H+
ĺ 4 Cr3+
+ 2 CO2 + 11 H2O
Názvy reaktantĤ a produktĤ jsou uvedeny v této tabulce:
113
Reaktanty Produkty
vzorec název vzorec název
Cr2O7
2–
dichromanový anion Cr3+
kation chromitý
C2H5OH ethanol CO2 oxid uhliþitý
H+
kation vodíku, proton (v rovnici znaþí kyselé prostĜedí) H2O voda
Jelikož jde o redoxní rovnici, urþíme nejprve oxidaþní þísla tČch prvkĤ, které mČní oxidaþní
þíslo. Cr2
VI
O7
2–
+ C2
–II
H5OH + H+
ĺ Cr(III)3+
+ CIV
O2 + H2O
Jak urþit oxidaþní þíslo uhlíku v ethanolu C2H5OH? Vodík má tedy ox. þ. +I, kyslík –II.
Jelikož souþet všech oxidaþních þísel ve slouþeninČ musí být roven nule, ox. þ. uhlíku urþíme
z této rovnice: 2x + 6 . (+1) + 1 . (–2) = 0 ĺ x = –2 ĺ oxidaþní þíslo každého z uhlíkĤ je –II.
Redukuje se tedy Cr a oxiduje se C. Nyní zapíšeme jednotlivé poloreakce:
2 CrVI
+ 6 e–
ĺ 2 CrIII
Tuto poloreakci vynásobíme dvČma.
2 C–II
– 12 e–
ĺ 2 CIV
Poloreakce upravíme je tak, aby poþet elektronĤ pĜijatých pĜi redukci byl stejný jako poþet
elektronĤ odevzdaných pĜi oxidaci:
4 CrVI
(tedy 2 Cr2
VI
) + 2 . 6 e–
ĺ 4 CrIII
2 C–II
(tedy 1 C2
–II
) – 12 e–
ĺ 2 CIV
Koeficienty mĤžeme doplnit do rovnice:
2 Cr2
VI
O7
2–
+ 1 C2
–II
H5OH + H+
ĺ 4 Cr(III)3+
+ 2 CIV
O2 + H2O
Nyní provedeme další úpravy tak, aby byl poþet atomĤ každého prvku stejný na levé a pravé
stranČ rovnice. ZároveĖ vidíme, že rovnice je iontová, tudíž náboj na levé stranČ musí být
roven náboji na stranČ pravé.
U uvedené rovnice si už mĤžeme spoþítat náboj pravé strany: +12. Aby tedy náboj levé strany
rovnice byl taktéž +12, potĜebujeme právČ 16 kationtĤ vodíku:
2 Cr2
VI
O7
2–
+ 1 C2
–II
H5OH + 16 H+
ĺ 4 Cr(III)3+
+ 2 CIV
O2 + H2O
Nyní mĤžeme upravit poþet atomĤ vodíku na pravé stranČ rovnice:
2 Cr2
VI
O7
2–
+ 1 C2
–II
H5OH + 16 H+
ĺ 4 Cr(III)3+
+ 2 CIV
O2 + H2O
2 Cr2
VI
O7
2–
+ 1 C2
–II
H5OH + 16 H+
ĺ 4 Cr(III)3+
+ 2 CIV
O2 + 11 H2O
Doplnili jsme tedy do rovnice všechny koeficienty. OvČĜíme teć tedy, zda je i poþet atomĤ
kyslíku stejný na obou stranách rovnice. O: 15 = 15
Následuje kontrola, že jsou všechny prvky vyrovnány:
4 Cr, 2 C, 22 H, 15 O = 4 Cr, 2 C, 22 H, 15 O
Jelikož je to rovnice iontová, nakonec ještČ zkontrolujeme, že jsou vyrovnány náboje:
2(–2) + 0 + 16(+1) ĺ 4(+3) + 0 + 0
+12 = +12
Vyþíslená rovnice: 2 Cr2O7
2–
+ C2H5OH + 16 H+
ĺ 4 Cr3+
+ 2 CO2 + 11 H2O
114
5.3. Výpoþty z chemických rovnic
Úkol 38
Zadání:
Dusík mĤže být pĜipraven následující reakcí probíhající za vysokých teplot:
NH3(g) + CuO(s) ĺ N2(g) + Cu(s) + H2O(g)
Uvedenou rovnici správnČ vyþíslete a spoþítejte, kolik dm3
amoniaku a kolik g oxidu
mČćnatého je tĜeba na pĜípravu 17,0 dm3
dusíku.
Ar(Cu) = 63,546
Ar(O) = 15,999
Ar(N) = 14,007
Ar(H) = 1,0079
___________________________________________________________________________
ěešení: výsledky jsou v komentáĜi vyznaþeny modĜe
EvidentnČ se jedná o redoxní rovnici, proto nejdĜíve urþíme oxidaþní þísla tČch prvkĤ, které
oxidaþní þíslo mČní:
N–III
H3(g) + CuII
O(s) ĺ N2
0
(g) + Cu0
(s) + H2O(g)
Teć zapíšeme a upravíme jednotlivé poloreakce:
3 CuII
+ 3 . 2 e–
ĺ 3 Cu0
2 N–III
– 6 e–
ĺ 2 N0
(tedy 1 N2
0
)
Dosud zjištČné koeficienty doplníme do rovnice:
2 N–III
H3(g) + 3 CuII
O(s) ĺ N2
0
(g) + 3 Cu0
(s) + H2O(g)
Nyní provedeme další úpravy – vyrovnáme atomy vodíku, pak ovČĜíme, zda je i poþet atomĤ
kyslíku stejný na obou stranách rovnice a nakonec zkontrolujeme, že jsou všechny prvky
vyrovnány:
2 N–III
H3(g) + 3 CuII
O(s) ĺ N2
0
(g) + 3 Cu0
(s) + 3 H2O(g)
Výsledkem je vyþíslená rovnice:
2 NH3(g) + 3 CuO(s) ĺ N2(g) + 3 Cu(s) + 3 H2O(g)
Objem dusíku pĜevedeme na látkové množství. Využijeme k tomu poznatek, že 1 mol plynu
za normálních podmínek (T = 273,15 K, p = 101,325 kPa) zaujímá 22,4 dm3
.
1 mol N2 . . . . . . . . . . . . . 22,4 dm3
x mol N2 . . . . . . . . . . . . . 17,0 dm3
x = 0,760 mol N2
Urþení objemu amoniaku
Z rovnice vyplývá:
1 mol N2 . . . . . . . . . . . 2 moly NH3
ĺ trojþlenku tedy zapíšeme takto:
115
1 mol N2 . . . . . . . . . . . 44,8 dm3
NH3 (tedy 2 . 22,4 dm3
NH3)
0,760 mol N2 . . . . . . . . . . x dm3
NH3
x = 34,0 dm3
NH3
Urþení hmotnosti oxidu mČćnatého
Mr(CuO) = 79,545
Z rovnice vyplývá:
1 mol N2 . . . . . . . . . . . 3 moly CuO
ĺ trojþlenku tedy zapíšeme takto:
1 mol N2 . . . . . . . . . . 238,635 g CuO (tedy 3 . 79,545 g CuO)
0,760 mol N2 . . . . . . . . . . . . x g CuO
x = 181 g CuO
Úkol 39
Zadání:
Cisplatina [Pt(NH3)2Cl2] je látka vykazující protinádorové úþinky. Lze ji syntetizovat
následovnČ:
K2[PtCl4](aq) + NH3(aq) ĺ [Pt(NH3)2Cl2](s) + KCl(aq)
Uvedenou rovnici správnČ vyþíslete a spoþítejte procentuální výtČžek reakce, jestliže
z 50,0 g K2[PtCl4] bylo pĜi nadbytku amoniaku pĜipraveno 34,5 g cisplatiny.
Ar(Pt) = 195,08
Ar(K) = 39,098
Ar(Cl) = 35,453
Ar(N) = 14,007
Ar(H) = 1,0079
___________________________________________________________________________
ěešení: výsledky jsou v komentáĜi vyznaþeny modĜe
Jak je vidČt, rovnice redoxní není. K jejímu vyþíslení nám v tomto pĜípadČ postaþí jednoduché
úpravy.
K:
K2[PtCl4](aq) + NH3(aq) ĺ [Pt(NH3)2Cl2](s) + 2 KCl(aq)
N:
K2[PtCl4](aq) + 2 NH3(aq) ĺ [Pt(NH3)2Cl2](s) + 2 KCl(aq)
Pt: 1 = 1, Cl: 4 = 4, H: 6 = 6
Nakonec zkontrolujeme, že jsou všechny prvky vyrovnány. A výsledkem je vyþíslená
rovnice:
K2[PtCl4](aq) + 2 NH3(aq) ĺ [Pt(NH3)2Cl2](s) + 2 KCl(aq)
116
Abychom mohli spoþítat procentuální výtČžek, musíme nejprve spoþítat výtČžek teoretický.
Urþíme tedy molekulové relativní hmotnosti látek K2[PtCl4] a [Pt(NH3)2Cl2]:
látka Mr
K2[PtCl4] 415,09
[Pt(NH3)2Cl2] 300,05
Z rovnice vyplývá:
1 mol K2[PtCl4] . . . . . . . . 1 mol [Pt(NH3)2Cl2]
ĺ trojþlenku tedy zapíšeme takto:
415,09 g K2[PtCl4] . . . . . . . . 300,05 g [Pt(NH3)2Cl2]
50,0 g K2[PtCl4] . . . . . . . . . . . . x g [Pt(NH3)2Cl2]
x = 36,0 g [Pt(NH3)2Cl2] ĺ toto je teoretický výtČžek reakce
procentuální výtČžek = (praktický výtČžek/teoretický výtČžek) . 100
Ze zadání víme, že praktický výtČžek je 34,5 g. A spoþítali jsme, že teoretický výtČžek reakce
je 36,0 g.
procentuální výtČžek = (34,5/36,0) . 100 = 95,8 %
Úkol 40
Zadání:
Titan je možné získat následující reakcí, která probíhá za vysokých teplot
(950 – 1150 °C):
TiCl4(g) + Mg(l) ĺ Ti(s) + MgCl2(l)
Uvedenou rovnici správnČ vyþíslete a vypoþítejte, kolik by bylo tĜeba chloridu
titaniþitého na výrobu 10,5 kg titanu, pokud by byl výtČžek reakce 90,0 %.
Ar(Ti) = 47,867
Ar(Cl) = 35,453
Ar(Mg) = 24,305
___________________________________________________________________________
ěešení: výsledky jsou v komentáĜi vyznaþeny modĜe
Jelikož se jedná o redoxní rovnici, nejdĜíve urþíme oxidaþní þísla tČch prvkĤ, které oxidaþní
þíslo mČní:
TiIV
Cl4(g) + Mg0
(l) ĺ Ti0
(s) + MgII
Cl2(l)
Teć zapíšeme a upravíme jednotlivé poloreakce:
TiIV
+ 4 e–
ĺ Ti0
2 Mg0
– 2 . 2 e–
ĺ 2 MgII
117
Dosud zjištČné koeficienty doplníme do rovnice:
TiIV
Cl4(g) + 2 Mg0
(l) ĺ Ti0
(s) + 2 MgII
Cl2(l)
Nyní ovČĜíme, zda je i poþet atomĤ chloru stejný na obou stranách rovnice a nakonec
zkontrolujeme, že jsou všechny prvky vyrovnány. Výsledkem je vyþíslená rovnice:
TiCl4(g) + 2 Mg(l) ĺ Ti(s) + 2 MgCl2(l)
Urþení hmotnosti chloridu titaniþitého
Z rovnice vyplývá:
1 mol TiCl4 . . . . . . . . . . . 1 mol Ti
Mr(TiCl4) = 189,68
Ar(Ti) = 47,867
ĺ trojþlenku zapíšeme takto:
189,68 g TiCl4 . . . . . . . . 47,867 g Ti
x g TiCl4 . . . . . . . . 1,05 104
g Ti
x = 4,1608 104
g TiCl4 pĜi výtČžku reakce 100 %
Pokud by byl výtČžek reakce 90 %, je tĜeba použít chloridu titaniþitého více, abychom
dostali potĜebné množství produktu:
90 % . . . . . . . . . . . 4,1608 104
g TiCl4
100 % . . . . . . . . . . . . . . . . . . x g TiCl4
x = 4,62 104
g TiCl4 = 46,2 kg TiCl4
Úkol 41
Zadání:
Koks se þasto používá k prĤmyslovému získávání kovĤ z jejich oxidĤ. Jestliže koks,
který máme právČ k dispozici, obsahuje 95 % uhlíku a zbylých 5 % neþistot, vypoþítejte,
kolik koksu je tĜeba na reakci se 100 kg oxidu mČćnatého:
CuO(s) + C(s) ĺ Cu(s) + CO2(g)
Ar(Cu) = 63,546
Ar(O) = 15,999
Ar(C) = 12,011
___________________________________________________________________________
ěešení: výsledky jsou v komentáĜi vyznaþeny modĜe
Jelikož se jedná o redoxní rovnici, nejdĜíve urþíme oxidaþní þísla tČch prvkĤ, které oxidaþní
þíslo mČní:
CuII
O(s) + C0
(s) ĺ Cu0
(s) + CIV
O2(g)
Teć zapíšeme a upravíme jednotlivé poloreakce:
2 CuII
+ 2 . 2 e–
ĺ 2 Cu0
C0
– 4 e–
ĺ CIV
118
Dosud zjištČné koeficienty doplníme do rovnice:
2 CuII
O(s) + C0
(s) ĺ 2 Cu0
(s) + CIV
O2(g)
Nyní ovČĜíme, zda je i poþet atomĤ kyslíku stejný na obou stranách rovnice a nakonec
zkontrolujeme, že jsou všechny prvky vyrovnány. Výsledkem je vyþíslená rovnice:
2 CuO(s) + C(s) ĺ 2 Cu(s) + CO2(g)
Urþení hmotnosti koksu
Z rovnice vyplývá:
2 moly CuO . . . . . . . . . . . 1 mol C
Mr(CuO) = 79,545
Ar(C) = 12,011
ĺ trojþlenku zapíšeme takto:
159,09 g CuO (tedy 2 . 79,545) . . . . . . . . 12,011 g C
1,00 105
g CuO (100 kg = 105
g) . . . . . . . . . . . . x g C
x = 7,550 103
g C
K dispozici ale máme koks s 95 % uhlíku a 5 % neþistot. Musíme ho tedy použít více:
95 % . . . . . . . . . . . 7,550 103
g C
100 % . . . . . . . . . . . . . . . . . x g koksu
x = 7,95 103
g C = 7,95 kg koksu
Úkol 42
Zadání:
Moþovina se pĜipravuje reakcí amoniaku s oxidem uhliþitým, viz reakce:
2 NH3(g) + CO2(g) ĺ (NH2)2CO(aq) + H2O(l)
Vypoþítejte, kolik moþoviny vzniklo pĜi reakci 318,6 g amoniaku s 571,0 g oxidu
uhliþitého.
Mm(NH3) = 17,03 g mol–1
Mm(CO2) = 44,01 g mol–1
Mm((NH2)2CO) = 60,06 g mol–1
___________________________________________________________________________
ěešení: výsledek je v komentáĜi vyznaþen modĜe
Nejprve spoþítáme látkové množství amoniaku a oxidu uhliþitého. Použijeme následující
vztah:
mM
m
n = , kde
n je látkové množství (jednotka mol),
m je hmotnost dané látky (jednotka g),
Mm je molární hmotnost dané látky (jednotka g mol–1
).
119
Látkové množství amoniaku:
03,17
6,318
)( 3 =NHn
n(NH3) = 18,71 mol
Látkové množství oxidu uhliþitého:
01,44
0,571
)( 2 =COn
n(CO2) = 12,97 mol
Urþení limitního reagentu
V zadání je uvedena vyþíslená rovnice a z ní víme, že pomČr látkových množství amoniaku
a oxidu uhliþitého má být 2:1.
2 NH3(g) + 1 CO2(g) ĺ (NH2)2CO(aq) + H2O(l)
Tedy: 2
)(
)(
2
3
=
COn
NHn
Nyní spoþítáme pomČr látkových množství amoniaku a oxidu uhliþitého.
• Pokud bude tento pomČr roven 2, pak jsou NH3 a CO2 ve stechiometrickém pomČru.
• Jestliže bude pomČr vČtší než 2, je v nadbytku amoniak.
• A pokud bude pomČr menší než 2, je v nadbytku oxid uhliþitý.
443,1
97,12
71,18
)(
)(
2
3
==
COn
NHn
ĺ pomČr je menší než 2 ĺ v nadbytku je oxid uhliþitý a limitním reagentem je amoniak
Hmotnost moþoviny
Množství moþoviny, které pĜi zadané reakci vzniklo, je dáno množstvím limitního regentu,
tedy v tomto pĜípadČ množstvím amoniaku.
Z rovnice vidíme, že pomČr látkových množství amoniaku a moþoviny je 2:1.
2 NH3(g) + CO2(g) ĺ 1 (NH2)2CO(aq) + H2O(l)
Víme, že: n(NH3) = 18,71 mol ĺ látkové množství moþoviny je poloviþní, tedy
n((NH2)2CO) = 9,355 mol. A dále také víme, že Mm((NH2)2CO) = 60,06 g mol–1
.
Nyní tedy mĤžeme vypoþítat hmotnost moþoviny dosazením do jednoduchého vztahu:
m = n . Mm
m = 9,355 . 60,06
m = 561,9 g
120
6. Roztoky
6.1. VyjádĜení koncentrace roztoku
Úkol 43
Zadání:
VyjádĜete hmotnostním zlomkem složení roztoku pĜipraveného rozpuštČním 12,0 g
chloreþnanu draselného ve 100,0 g vody:
a) 0,120
b) 0,12
c) 0,107
d) 0,1071
___________________________________________________________________________
ěešení: c)
Hmotnostní zlomek zapíšeme následovnČ:
R
A
A
m
m
w = , kde
wA je hmotnostní zlomek látky A,
mA je hmotnost látky A,
mR je hmotnost celého roztoku.
Pojćme se podívat i na jednotky. Jelikož mA a mR jsou uvedeny ve stejných jednotkách
(nejþastČji v gramech), hmotnostní zlomek wA, což je podíl uvedených hmotností, je
bezrozmČrný, tedy bez jednotky. Dodejme, že po vynásobení stem získáme hodnotu
v hmotnostních procentech.
Ze zadání víme, že: mA = m(KClO3) = 12,0 g.
A hmotnost celého roztoku urþíme jednoduše – je to souþet hmotnosti chloreþnanu
draselného a vody:
mR = m(KClO3) + m(H2O)
mR = 12,0 + 100,0
mR = 112,0 g
Nyní mĤžeme dosadit do výše uvedeného vztahu:
0,112
0,12
=Aw
A výsledek zaokrouhlíme na správný poþet platných þíslic – zde na 3 platné þíslice:
wA = 0,107 (tj. 10,7 %)
121
KomentáĜ k jednotlivým variantám:
a) 0,120
Hmotnost celého roztoku není jen 100 g (jak se nČkteĜí studenti nesprávnČ domnívají)
a hmotnostní zlomek pak tudíž nevypadá takto:
0,100
0,12
=Aw
wA = 0,120 (tj. 12,0 %)
b) 0,12
Viz komentáĜ k variantČ a). Navíc uveden nesprávný poþet platných þíslic.
c) 0,107
SprávnČ.
d) 0,1071
Zde je uveden nesprávný poþet platných þíslic.
Úkol 44
Zadání:
Urþete, jakou hmotnost dusiþnanu draselného a jaký objem vody budeme potĜebovat k
pĜípravČ 50,0 g jeho roztoku o procentuální koncentraci 12,5 %.
Ar(K) = 39,1
Ar(O) = 16,0
Ar(N) = 14,01
a) 12,5 g KNO3 a 37,5 cm3
vody
b) 6,25 g KNO3 a 43,8 cm3
vody
c) 12,5 g KNO3 a 50,0 cm3
vody
d) 8,50 g KNO3 a 41,5 cm3
vody
___________________________________________________________________________
ěešení: b)
Vyjdeme ze vztahu pro hmotnostní zlomek wA:
R
A
A
m
m
w =
(kde mA je hmotnost látky A, mR je hmotnost celého roztoku).
Z výše uvedeného vztahu vyjádĜíme hmotnost látky A: mA = wA . mR.
Ze zadání víme, že procentuální koncentrace roztoku je 12,5 %, tedy wA = 0,125.
A dále též víme, že mR = 50,0 g.
122
Nyní mĤžeme dosadit:
mA = 0,125 . 50,0
mA = 6,25 g ĺ na pĜípravu roztoku potĜebujeme 6,25 g dusiþnanu draselného
Hmotnost vody zjistíme následovnČ:
m(H2O) = mR – mA
m(H2O) = 50,0 – 6,25
m(H2O) = 43,8 g
Jelikož hustota vody je 1 g cm–3
, objem vody potĜebný k pĜípravČ roztoku je 43,8 cm3
.
Úkol 45
Zadání:
Urþete hmotnost hydroxidu sodného potĜebného k pĜípravČ 500 cm3
roztoku
o koncentraci 0,15 mol dm–3
.
Mm(NaOH) = 40 g mol–1
a) 3000 g
b) 30 g
c) 3,0 g
d) 0,3 g
___________________________________________________________________________
ěešení: b)
Vztah pro molární koncentraci c:
V
n
c = , kde
n je látkové množství dané látky,
V je objem roztoku.
A základní vztah pro látkové množství n:
mM
m
n = , kde
m je hmotnost dané látky,
Mm je molární hmotnost.
Propojením obou vztahĤ dostaneme:
VM
m
c
m
=
Ze vztahu pro molární koncentraci vyjádĜíme hmotnost: m = c . Mm . V
123
c(NaOH) = 0,15 mol dm–3
Mm(NaOH) = 40 g mol–1
V = 500 cm3
ĺ pĜed dosazením je nutné pĜevést na stejné jednotky ĺ V = 0,500 dm3
Nyní mĤžeme dosadit a výsledek zaokrouhlíme na správný poþet platných þíslic:
m = 0,15 . 40 . 0,500
m = 3,0 g
Úkol 46
Zadání:
Jaký objem roztoku dusiþnanu draselného o koncentraci 80 mmol dm–3
je možné
pĜipravit z 2,5 g dusiþnanu draselného?
Mm(KNO3) = 101,1 g mol–1
a) 0,31 dm3
b) 3 10–4
dm3
c) 0,3091 dm3
d) 0,309 dm3
___________________________________________________________________________
ěešení: a)
Vyjdeme z tohoto vztahu pro molární koncentraci c:
VM
m
V
n
c
m
==
(kde n je látkové množství dané látky, V je objem roztoku, m je hmotnost dané látky, Mm je
molární hmotnost)
Z výše uvedeného vztahu vyjádĜíme objem roztoku V:
cM
m
c
n
V
m
==
m(KNO3) = 2,5 g
Mm(KNO3) = 101,1 g mol–1
c(KNO3) = 80 mmol dm–3
ĺ nutné pĜevést na stejné jednotky ĺ c(KNO3) = 0,080 mol dm–3
Nyní již mĤžeme dosadit a výsledek zaokrouhlit na správný poþet platných þíslic:
080,0.1,101
5,2
=V
V = 0,31 dm3
124
Úkol 47
Zadání:
Vypoþítejte, jaká hmotnost dekahydrátu síranu sodného je tĜeba na pĜípravu 250 g
5,00% roztoku Na2SO4.
Mm(Na2SO4) = 142,04 g mol–1
Mm(H2O) = 18,02 g mol–1
a) 28,4 g
b) 21,7 g
c) 16,2 g
d) 12,5 g
___________________________________________________________________________
ěešení: a)
Nejprve urþíme hmotnost síranu sodného v roztoku. Vyjdeme ze vztahu pro hmotnostní
zlomek w, ze kterého vyjádĜíme hmotnost m:
Rm
m
w = ĺ m(Na2SO4) = w . mR
w = 0,0500
mR = 250 g
Dosazení:
m(Na2SO4) = 0,0500 . 250
m(Na2SO4) = 12,5 g
Ze zadání víme, že Mm(Na2SO4) = 142,04 g mol–1
.
A spoþítáme, že Mm(Na2SO4.10H2O) = 322,2 g mol–1
.
Nyní je tĜeba urþit, jaká hmotnost dekahydrátu odpovídá 12,5 g bezvodého síranu sodného:
142,04g Na2SO4 . . . . . . . . . . . . . . 322,2 g Na2SO4.10H2O
12,5 g Na2SO4 . . . . . . . . . . . . . . . . . x g Na2SO4.10H2O
x = 28,4 g Na2SO4.10H2O
Úkol 48
Zadání:
Urþete procentuální koncentraci roztoku kyseliny sírové o molární koncentraci
2,00 mol dm–3
a o hustotČ 1,1206 g cm–3
.
Ar(S) = 32,1
Ar(O) = 16,0
Ar(H) = 1,01
125
a) 18,7 %
b) 19,1 %
c) 17,5 %
d) 16,9 %
___________________________________________________________________________
ěešení: c)
Uvažujme, že máme 1 dm3
uvedeného roztoku kyseliny sírové. A jelikož známe hustotu,
mĤžeme urþit hmotnost celého roztoku mR.
V
m
=ρ ĺ mR = ȡ V
V = 1 dm3
ȡ = 1,1206 g cm–3
= 1120,6 g dm–3
Známe vše potĜebné, mĤžeme tedy dosadit:
mR = 1120,6 . 1
mR = 1120,6 g
Dále víme, že molární koncentrace daného roztoku je 2,00 mol dm–3
, což znamená, že každý
1 dm3
roztoku obsahuje právČ 2 moly rozpuštČné látky. A toto látkové množství pĜevedeme na
hmotnost rozpuštČné látky.
mM
m
n = ĺ m = n . Mm
n = 2,00 mol
A spoþítáme, že: Mm = 98,12 g mol–1
.
Nyní mĤžeme dosadit:
m = 2,00 . 98,12
m = 196,24 g
Hmotnostní zlomek w pak zapíšeme následovnČ:
Rm
m
w =
(kde m je hmotnost dané látky, mR je hmotnost celého roztoku).
Dosazení:
6,1120
24,196
=w
w = 0,175 ĺ po vynásobení stem dostaneme hodnotu v % ĺ tedy 17,5 %
126
6.2. ěedČní roztokĤ
Úkol 49
Zadání:
V laboratoĜi bylo smícháno 130 g 32,0% roztoku hydroxidu draselného se 100 cm3
vody
a 16,1 g pevného KOH. Urþete procentuální koncentraci výsledného roztoku.
___________________________________________________________________________
ěešení: výsledek je v komentáĜi vyznaþen modĜe
Pro míchání roztokĤ platí rovnice látkové bilance, kterou pro tĜi roztoky mĤžeme obecnČ
zapsat následovnČ:
m1w1 + m2w2 + m3w3 = (m1 + m2 + m3)w
ĺ z uvedené rovnice vyjádĜíme procentuální koncentraci výsledného roztoku w:
321
332211
(%)
mmm
wmwmwm
w
++
++
=
V zadaném pĜíkladu bylo smícháno:
1) 130 g 32,0% roztoku KOH
m1 = 130 g
w1 = 32,0 %
2) 100 cm3
vody
m2 = 100 g (hustota vody je totiž 1 g cm–3
)
w2 = 0 %
3) 16,1 g pevného KOH
m3 = 16,1 g
w3 = 100 %
Vše, co potĜebujeme, známe. MĤžeme tedy nyní dosadit:
1,16100130
1001,1601000,32130
(%)
++
⋅+⋅+⋅
=w
w(%) = 23,4 %
Pozn.:
Jelikož jsme chtČli urþit výslednou koncentraci v %, dosazovali jsme i w1, w2 a w3 v %, jak je
ostatnČ výše vidČt. Také bychom ale mohli dosazovat w1, w2 a w3 jako hmotnostní zlomky,
tedy takto:
w1 = 0,320
w2 = 0
w3 = 1
Výsledek by pak byl w = 0,234. Vynásobením stem bychom pak získali hodnotu v %, tedy
23,4 %.
127
Úkol 50
Zadání:
Jaký objem vody bylo nutno odpaĜit z 200 g 10,1% roztoku hydroxidu sodného,
abychom získali 35,0% roztok?
a) 153 cm3
b) 137 cm3
c) 142 cm3
d) 148 cm3
___________________________________________________________________________
ěešení: c)
Použijeme rovnici látkové bilance. Protože vodu nepĜidáváme, ale odpaĜujeme, je nutné
použít znaménko minus:
m1w1 – m2w2 = (m1 – m2)w
Z rovnice vyjádĜíme hmotnost vody m2:
2
11
2
)(
ww
wwm
m
−
−
=
Výchozí roztok: 200 g 10,1% roztoku NaOH
m1 = 200 g
w1 = 10,1 %
Voda, kterou bylo nutno odpaĜit:
m2 = ? (vypoþítáme)
w2 = 0 %
Výsledný roztok:
w = 35,0 %
Nyní mĤžeme dosadit do výše uvedeného vztahu pro m2 a spoþítat hmotnost vody:
00,35
)1,100,35(200
2
−
−
=m
m2 = 142 g
ĺ Jelikož je hustota vody 1 g cm–3
, objem vody, který bylo nutno odpaĜit, je 142 cm3
.