Image c

reate

d a

t htt

p:/

/word

le.n

et/

Anorganické názvosloví. Výpočty

složení. Stechiometrie. Rovnice.

Jan Grégr & Martin Slavík

CHE 03

Katedra chemie FP TUL: http://www.kch.tul.cz

Proč názvosloví?

Základní jazyk pro dorozumění mezi chemiky

Výpočet složení sloučenin v %

Výpočet hmotnosti látek v reakci

Odhad vlastností ze vzorce

Bude v testu :-)

Nejdůležitější pomůcky Periodická tabulka

Mozek

Mol

Mol: počet částic (atomů, molekul, iontů) rovný počtu atomů

uhlíku ve 12,00 g 12C.

1 mol = 6,022×1023 částic (Avogadrovo číslo).

Objem 1 molu ideálního plynu za normálních podmínek

(p∙V=n∙R∙T; p = 101 325 Pa, R = 8,314 J·K- 1mol- 1, T = 273,15 K)

Vm = 22,41 dm3.mol-1

Molární hmotnost, M

= hmotnost 1 molu částic [g.mol-1].

prvky = atomová hmotnost → periodická tabulka

1 mol vody H2O zaujímá objem asi 18 ml a je v něm obsaženo 6,022×1023 molekul.

1 mol zlata Au zaujímá objem asi 10 ml a je v něm obsaženo 6,022×1023 atomů.

1 mol vodíku H2 zaujímá objem asi 22,4 l a je v něm obsaženo 6,022×1023 molekul.

Látkové množství

Látkové množství, n

je počet částic v molech.

Jaká je hmotnost 5,0 molů NaCl

Kolik molů NaCl je v 15 g NaCl

Kolik molekul je ve 3 molech NaCl

Molární hmotnost sloučeniny

= Σ molární hmotnost prvku × počet atomů prvku

...... CMzBMyAMxCBAM zyx

z tabulky

M(NaCl)=22,99+35,45=58,44 g/mol

5 mol × 58,44 g/mol = 292,2 g

n(NaCl)=15 g/58,44 g/mol = 0,257 mol

N(NaCl)= 3 mol × 6,022×1023 mol-1

Borax Tetraboritan disodný CAS: 1303-96-4 EINECS: 215-540-4 Na2B407 ∙10H2O

Chemické identifikátory

http://www.chemspider.com/

InChI=1S/B4O7.2Na.10H2O/c5-1-7-3-9-2(6)10-4(8-1)11-3;

;;;;;;;;;;;/h;;;10*1H2/q-2;2*+1;;;;;;;;;;

IUPAC International Chemical Identifier (InChI)

Standardized InChIKey (otisk, hash, fingerprint InChi):

CDMADVZSLOHIFP-UHFFFAOYSA-N

volně použitelný odvoditelný ze struktury srozumitelný

25 znakový kód vzniklý hashováním

Chemické vzorce

strukturní – vyjadřují pořadí navzájem sloučených atomů a vazby mezi nimi

O

OH

S

OH

O

Chemické vzorce Elektronové

vyznačují elektrony

NN

O O

O OC

Cl Cl

H

H

N

H

I

I

I I

I I

I

I I

I I

I

I I I

I I

Vaznost = počet kovalentních vazeb vycházejících z atomu charakteristická pro prvky

vazebné

nevazebné

N-3

O-2

C-4

Cl-1

H-1

Atomy (mimo H) sdílí 8 elektronů H sdílí __ elektron/y

Který plyn je těžší než vzduch?

Oxidační číslo

Udává stupeň oxidace atomu ve sloučenině. Představuje náboj v rozmezí: -4 až +8 (-IV až +VIII).

Volné atomy a atomy v molekulách prvků: 0

Oxidační číslo vodíku ve většině sloučenin: +I Výjimka – sloučeniny vodíku s kovy (hydridy): -I

Oxidační číslo kyslíku ve většině sloučenin: -II Výjimka – peroxidy: -I

Součet oxidačních čísel všech atomů v molekule je roven 0, v iontu náboji iontu

z tabulky

Oxidační číslo

• Fluor má oxidační číslo -I , hliník +III

• Alkalické kovy (IA. skupina, Li, Na, K) mají oxidační číslo +I

• Kovy alkalických zemin (IIA. skupina, Be, Mg, Ca, Sr, Ba) mají oxidační číslo +II

• Kovy mají ve sloučeninách jen kladná oxidační čísla (s výjimkou některých komplexních sloučenin)

A B A

Pro zapamatování pořadí prvků

I. Helenu Líbal Na Kolena Robustní Cestář Franta

II.A Běžela Magda Caňonem, Srážela Banány Rádiem

VI.A O Slečno, Sejměte Též Podprsenku

VII.A Fousatý Chlap Brousil Ivaně Anténu Ráno

Lanthanoidy:

Laciné Ceny Prasat Nedovolily Prométheovi Smésti

Europu, Gdyž Théby Dýchaly Horkou Erotickou Tmou

Ybišku Lučního

více…

Předpověď oxidačních čísel

A – maximální oxidační číslo = číslo skupiny

B – maximální oxidační číslo = většinou číslo skupiny

A

B

Kovy = kationty

Nekovy – anionty

minimální oxidační číslo = číslo skupiny - 8

2.5

A

B

Ca v CaO +2

Ca2+ +2

Cl 1

Cr v Cr2O3 +3

Fe v Fe2O3 +3

Cr v K2Cr2O7 +6

Na 11 protonů

11 elektronů Na+ 11 protonů

10 elektronů

Cl 17 protonů

17 elektronů Cl- 17 protonů

18 elektronů

Důležitost oxidačního čísla

Stejné atomy mají různé vlastnosti podle oxidačních čísel

reaktivní nereaktivní

Konfigurace vzácného plynu

Video BRAINIAC

Stejné atomy mají různé vlastnosti podle oxidačních čísel

Video BRAINIAC

Binární sloučeniny

Záporná oxidační čísla nekovových prvků se pohybují v rozmezí –I až –IV. Podstatné jméno je potom odvozeno od základu mezinárodního názvu prvku zakončením –id, např.

halogenid (fluorid, chlorid atd.) F–I, Cl–I

oxid, sulfid, selenid O–II, S–II, Se–II

borid, nitrid, fosfid, arsenid B–III, N–III, P–III, As–III

karbid, silicid C–IV, Si–IV

CrCl3 Fe2O3 CrO3

M+X-

Karbidy

U karbidů není názvosloví zcela jednoznačné.

U mnoha technických karbidů nelze oxidační číslo kovu určit a používá se obecný název karbid kovu, karbid železa Fe3C (cementit)

Poznámka:

CaC2 karbid vápenatý

triviální název, ve skutečnosti acetylid (ethynid) vápenatý (vápenatá sůl odvozená od acetylénu)

Oxidační číslo

zakončení názvu

Binární sloučeniny, Kationty (+)

Kyseliny Soli Anionty (-)

I – ný – ná – nan – nanový

II – natý – natá – natan – natanový

III – itý – itá – itan – itanový

IV – ičitý – ičitá – ičitan – ičitanový

V – ičný, – ečný

– ičná, – ečná

– ičnan, – ečnan

– ičnanový, – ečnanový

VI – ový – ová – an – anový

VII – istý – istá – istan – istanový

VIII – ičelý – ičelá – ičelan – ičelanový

Pojmenovávání sloučenin Oxidační číslo

určuje název

sloučeniny!

Názvosloví

Názvosloví hydroxidů a oxokyselin

hydroxid vápenatý CaII(OH)2–I

kyselina sírová H2SO4

Názvosloví iontů

kationt sodný Na+

kationt amonný NH4+

kation oxoniový H3O+

Názvosloví

Názvosloví solí

chlorid hlinitý AlCl3

kyanid draselný KCN

uhličitan vápenatý CaCO3

hydrogenuhličitan vápenatý Ca(HCO3)2

Soli polykyselin

tetraboritan disodný Na2B4O7

Číslovkové předpony

½ hemi

1) mono

2) di

3) tri

4) tetra

5) penta

6) hexa

7) hepta

8) okta

9) nona

10) deka

Násobné číslovkové předpony vyjádření počtu víceatomových částic

dvakrát bis

třikrát tris

čtyřikrát tetrakis

pětkrát pentakis

CuSO4.5 H2O Na2SO4.10 H2O

pentahydrát

dekahydrát

Názvosloví

Hydráty solí

hydrát síranu měďnatého

CuSO4.5 H2O

hydrát síranu vápenatého

CaSO4.½ H2O

hydrát hydrogenfosforečnanu vápenatého

CaHPO4.2 H2O

Komplexní sloučeniny

CuSO4

ne

K2[HgI4]

penta

di

hemi

Polyatomové ionty

NH4+

amonný SO42-

síranový

CO32-

uhličitanový SO32-

siřičitanový

HCO3- hydrogenuhličitanový NO3

- dusičnanový

ClO3- chlorečnanový NO2

- dusitanový

Cr2O72

-

dichromanový SCN-

thiokyanatanový

CrO42-

chromanový OH- hydroxidový

H2SO4 → SO4

2- + 2H+ ...

Prof. Vojtěch Šafařík (1829–1902)

našatec (NH4Cl) mředev = smrtvodka (HCN) poddusec (NO2), dusec (N2O5) Ďasík (Co) Chasoník (I) – podchaluzec; chaluzec; nadchaluzec sirev = smradavka (H2S), podsolec, solec, nadsolec, přesolec

…

O co jsme přišli?

Děkujeme více

Cvičení

mol

g

gmol

AN

N

M

mn

Rozměrová kontrola

Jaká je molární hmotnost Fe2O3?

M(Fe) = 55,85 g/mol

M(O) = 16 g/mol

M(Fe2O3) = 2×55,85 + 3×16,00 = 159,70 g/mol

Kolik molů představuje 80 g Fe2O3?

n=80 g /160 g/mol = 0,5 mol

Jaká je molární hmotnost FeO?

M(FeO) = 55,85 +16,00 = 71,85 g/mol

Jaká je molární hmotnost FeCO3?

M(FeCO3) = 55,85 + 12,00 + 3×16,00 = 115,85 g/mol

Výpočet složení

Kolik železa obsahují následující sloučeniny?

M(Fe2O3) = 2×55,85 + 3×16,00 = 159,70 g/mol

M(FeO) = 55,85 +16,00 = 71,85 g/mol

M(FeCO3) = 55,85 + 12,00 + 3×16,00 = 115,85 g/mol

M(FeO. Fe2O3) = 71,85 + 159,70 = 231,55 g/mol

1 mol Fe2O3 (159,70 g) obsahuje 2 moly Fe (2×55,85 = 111,70 g)

111,7 g/159,70 g = 0,699; 69,9 %

1 mol FeO obsahuje 1 mol Fe → 55,85 g/71,85 g = 0,777

1 mol FeCO3 obsahuje 1 mol Fe → 55,85 g/115,85 g = 0,482

1 mol FeO. Fe2O3 = Fe3O4 obsahuje 3 moly Fe → 0,724

Chemické kalkulačky

Chemická reakce

aA + b B cC + dD

NaN3 Na + N2

Zákon zachování hmotnosti

počet atomů vpravo = počet atomů vlevo

náboj vpravo = náboj vlevo

Kolik jsou 2 moly azidu sodného? Jaký objem dusíku se

uvolní při reakci s tímto množstvím látky?

Chemie airbagu I 2 3 2

H2SO4 + 2 NaOH Na2SO4 + 2 H2O

1 × 98 + 2 × 40 142 + 2 × 18

98 g + 80 g 142 g + 36 g

Vyčíslování reakcí a stechiometrie

1 mol H2SO4 = 2 moly NaOH = 1 mol Na2SO4 = 2 moly H2O.

2 4 2 42 4

2 4

10 mol H SO 1 mol H SO 10 mol NaOHx 2 mol H SO ; x 20 mol NaOHx mol NaOH 2 mol NaOH 1 mol H SO

Vypočtěte kolik molů NaOH bude reagovat s 10 moly H2SO4.

Jaké množství Na2SO4 vznikne?

2 42 4 2 42 4 2 4

2 4 2 4 2 4

10 mol H SO 1 mol H SO 10 mol H SOx mol Na SO 10 mol Na SO

x mol Na SO 1 mol Na SO 1 mol H SO

H2SO4 + 2 NaOH Na2SO4 + 2 H2O

1 × 98 + 2 × 40 1 × 142 + 2 mol × 18 g/mol

98 g + 80 g 142 g + 36 g

Vyčíslování reakcí a stechiometrie

Vypočtěte kolik molů NaOH bude reagovat s 10 moly H2SO4.

Jaké množství Na2SO4 vznikne?

Výpočet pomocí úměry

2 4

(NaOH) 80 10 9880; 800 g NaOH98(H SO ) 10 98 98

m xx

m

mol2040

800

)NaOH(

)NaOH()( NaOHg800

M

mNaOHn

2 4

2 4

(Na SO ) 142 10 98142; 1420 g NaOH 10 mol NaOH98(H SO ) 10 98 98

m xx

m

Stechiometrie – příklady

Vypočtěte množství Na které bude reagovat s 35,45 g

Cl2 a maximální možný výtěžek NaCl.

Vypočtěte jaké množství kyslíku se spotřebuje reakcí se

100 g Al na Al2O3.

Další řešené příklady na webu

Obecně: pro reakci aA + bB cC platí:

acC molA mol

baB molA mol

Vyčíslování redoxních reakcí

Redoxní reakce = dochází ke změně oxidačních čísel prvků

1. Určit oxidační číslo každého atomu na straně reaktantů

i produktů.

2. Určit změnu oxidačního stavu každého atomu.

3. Bilancovat prvky které mění oxidační číslo – na obou

stranách musí být stejný náboj.

4. Doplnit koeficienty u atomů které nemění oxidační stav.

5. Zkontrolovat počty atomů a náboje na obou stranách

Oxidace

Redukce Snižování oxidačního čísla prvku

Zvyšování oxidačního čísla prvku

Vyčíslování redoxních reakcí

Na + KNO3 Na2O + K2O + N2

V 0 0 I

Na0 → Na2I 2×0 - 2×1 = -2 elektrony

NV → N20+ 2×5 - 2×0 = 10 elektronů

2

2 2

10

10 2 5 1 1

Chemie airbagu II

Oxidace

Redukce

Kontrola počtů atomů a nábojů

FeS(s) + CaC2(s) + CaO(s) Fe(s)+ CO(g)+ CaS(s)

I

Opakování

34

Oxidační činidlo = látka, která dokáže jiné látce odebrat

elektrony a tím ji oxidovat (samo oxidační činidlo se redukuje).

Redukční činidlo = dodává do systému elektrony, kterými se

některá z přítomných látek redukuje (samo redukční činidlo se

oxiduje)

Redukce = Snižování oxidačního čísla prvku.

Oxidace = Zvyšování oxidačního čísla prvku.

www.webelements.com

www.webelements.com

Periodické tabulky

http://www.piskac.cz/PT/

http://periodictable.en.softonic.com/java

česky

WIN program

Anglicky

Pro mobily s Javou

Řešené příklady

CuO + NH3 Cu + N2 + H2O

Br - + Cr2O72- + H+ Br2 + Cr3+ + H2O

Pb + HNO3 Pb(NO3)2 + NO2 + H2O

FeCl2 + H2O2 + HCl FeCl3 + H2O

As2S3 + HNO3 H3AsO4 + S + NO2 + H2O

H2O2 + KMnO4 + H2SO4 O2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O

Řešené příklady

As2S3 + 10HNO3 2H3AsO4 + 3S + 10NO2 + 2H2O

5H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 5O2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O

2FeCl2 + H2O2 + 2HCl 2FeCl3 + 2H2O

3CuO + 2NH3 3Cu + N2 + 3H2O

6Br - + Cr2O72- + 14H+ 3Br2 + 2Cr3+ + 7H2O

Pb + 4HNO3 Pb(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

Příklady 1

Doplňte koeficienty do schématu chemické reakce:

CaSO4 + C CaO + SO2 + CO2

Vyjádřete chemickou rovnicí vznik málo rozpustného

fosforečnanu vápenatého z chloridu vápenatého

a fosforečnanu sodného.

Vyjádřete chemickou rovnicí vznik fluoridu boritého

z oxidu boritého, fluoridu vápenatého a kyseliny

sírové.

Reakcí síranu zinečnatého s hydrogenfosforečnanem

disodným vzniká fosforečnan zinečnatý, síran sodný

a dihydrogenfosforečnan sodný. Sestavte rovnici.

Příklady 2

Doplňte koeficienty u těchto chemických rovnic:

K2Cr2O7 + NaCl + H2SO4 CrO2Cl2 + K2SO4 + Na2SO4 + H2O

(UO2)(NO3)2 + KOH K2U2O7 + KNO3 + H2O

NaNO2 + KI + H2SO4 NO + I2 + K2SO4 + Na2SO4 + H2O

MnSO4 + PbO2 + HNO3 HMnO4 + PbSO4 + Pb(NO3)2 + H2O

Příští přenáška:

Chemické reakce

Kinetika a rovnováha

Děkuji za pozornost

time

Katedra chemie FP TUL: http://www.kch.tul.cz

Použité zdroje

Molloy Gary (ChemEdLinks@gmail.com), image created using Wordle.

Canov, M.: Chemie, http://www.jergym.hiedu.cz/~canovm/

Winter, Mark J. Periodická tabulka Webelements, http://webelements.com

Piskač, Pavel. Periodická tabulka 2.85, http://www.piskac.cz/PT

Monroe, Matthew. Molecular Weight Calculator for Windows, Version 6.38. 3.1

MB. http://www.alchemistmatt.com/mwtwin.html

MIT Open CourseWare; http://ocw.mit.edu/OcwWeb/web/home/home/index.htm

Wikipedia; http://www.wikipedia.org/

Periodická tabulka MERCK. www.merck.cz

Malijevská Ivona, Malijevský Anatol, Novák Josef. Záhady, klíče, zajímavosti -

Očima fyzikální chemie. VŠCHT Praha. 1. vydání , 2004.

http://vydavatelstvi.vscht.cz/knihy/uid_isbn-80-7080-535-8/pages-img/

ACD/ChemSketch. http://www.acdlabs.com/download/chemsketch/

Katedra chemie FP TUL: http://www.kch.tul.cz