7. Konsentraatio - tehtävät

7.1 Tehtävä

Valitse oikeat vaihtoehdot. Jos et ole varma vastauksesta, hyödynnä simulaatiota ja kokeile.

1. Mitkä toimenpiteet kasvattavat liuoksen konsentraatiota? (kuva 1)

• 1. lisääminen
• 2. Veden haihduttaminen
• 3. Liuoksen valuttaminen poistohanasta

2. Mitkä toimenpiteet muuttavat liuokseen liuenneen aineen moolimäärää? (kuva 1)

• 1. Veden lisääminen
• 2. Veden haihduttaminen
• 3. Liuoksen valuttaminen poistohanasta

3. Mitä tapahtuu konsentraatiolle ja liuenneen aineen ainemäärälle, kun vettä lisätään (kuva 1)

4. Kuinka monta moolia kobolttinitraattia on liuenneena liuoksessa? (kuva 1)

5. Sinulla on 0,2 l kaliumpermanganaattiliuosta, jonka konsentraatio on 0,400 mol/l. Lisäät vettä niin, että liuoksen lopullinen tilavuus on 0,8 l. Mikä on liuoksen lopullinen konsentraatio? (Kuva 2)

6. Alkutilanteessa sinulla on 0,1 litraa nikkelikloridiliuosta, jonka konsentraatio on 5 mol/l. Sinun tulisi laimentamalla (vettä lisäämällä) valmistaa nikkelikloridiliuos, jonka konsentraatio on 0,625 mol/l. Mihin tilavuuteen asti astia tulee täyttää? (Kuva 3)

7.2 Tehtävä

Valitse seuraavista kuvista (A, B, C, D), mikä parhaiten kuvaa tilannetta.

a) Liuoksien konsentraatio on sama, mutta liuennut aine eri

b) Liuoksien konsentraatio on eri, mutta liuennut aine sama

c) Liuoksien konsentraatio on sama ja niihin on liuennut samaa ainetta

d) Liuoksien konsentraatio on eri ja niihin on liuennut eri ainetta

7.3 Tehtävä

Seuraavat kuvat esittävät liuoksia dekantterilaseissa. Oranssit pallot kuvaavat veteen liuenneen aineen perusosasia

a) Missä liuoksessa on suurin konsentraatio?

b) Missä liuoksessa on pienin konsentraatio?

c) Millä kahdella liuoksella on sama konsentraatio?

d) Kun liuokset E ja F yhdistetään, niin sillä on sama konsentraatio kuin liuoksella

e) Kun liuokset B ja E yhdistetään, niin sillä on sama konsentraatio kuin liuoksilla

f) Jos haihdutat puolet liuoksen B vedestä, tuloksena olevan liuoksen konsentraatio on sama kuin liuoksella

g) Jos kaadat puolet liuoksesta A pois ja lisäät 250 ml vettä, tuloksena olevan liuoksen konsentraatio on sama kuin liuoksella

7.4 Tehtävä

Selitä sanallisesti, miten seuraavat eroavat toisistaan molekyylitasolla (submikroskooppisella tasolla) tarkasteltuina.
Vihje: kuvittele mielessäsi miltä liuos näyttää molekyylitasolla tai millaisen kuvan piirtäisit tilanteesta

7.5 Tehtävä

0,2 litraa sokeriliuosta sisältää 0,4 mol sokeria. Mikä on sokerin konsentraatio liuoksessa?

7.6 Tehtävä

Muunna millilitrat litroiksi

a) 200 ml

b) 15 ml

c) 1000 ml

d) 250 ml

e) 8 ml

7.7 Tehtävä

Muunna litrat millilitroiksi

a) 0,2 l

b) 0,05 l

c) 3 l

d) 0,15 l

e) 1,65 l

7.8 Tehtävä

Laske konsentraatio:

a) 1 litraan vettä on liuennut 0,2 mol hiilihappoa

b) 200 millilitraan laimeata suolahappoliuosta on liuennut 0,01 mol Fe2+ -ioneja

c) 500 millilitraan vettä on liuennut 0,05 mol glukoosia

d) 1000 litraan vettä on liuennut 19,5 mol NaCl

7.9 Tehtävä

Aseta seuraavat sokeriliuokset konsentraatioiden mukaiseen järjestykseen, pienimmästä konsentraatiosta suurimpaan:

• A: 100 ml liuos, jossa on 0,1 mol sakkaroosia
• B: 1,3 mol/l sakkaroosiliuos
• C: 0,1 mol/l sakkaroosiliuos
• D: 500 ml liuos, jossa on 0,8 mol sakkaroosia
• E: 250 ml liuos, jossa on 0,5 mol sakkaroosia
• F: 1 l liuos, jossa on 1,2 mol sakkaroosia

7.10 Tehtävä

Kuinka monta moolia kaliumpermanganaattia () tarvitaan, jotta voidaan valmistaa puoli litraa 1,5 mol/l kaliumpermanganaattiliuosta?

7.11 Tehtävä

Kuinka monta millilitraa tarvitset 0,60 mol/l typpihappoa (), jos tarvittava ainemäärä on 0,12 mol?

7.12 Tehtävä

Kuinka monta grammaa suolaa (NaCl) täytyy liuottaa puoleen litraan vettä, jotta saadaan 0,20 mol/l suolaliuos?

7.13 Tehtävä

Sinulla on 0,3 l liuosta, jossa liuenneena on tuntematon määrä natriumkloridia. Selvittääksesi NaCl:n ainemäärän, haihdutat veden pois ja punnitset suolan massaksi 5,2 g. Mikä oli natriumkloridiliuoksen konsentraatio?

7.14 Tehtävä

"Laboratoriossa on valmiina HCl-liuosta, jonka konsentraatio on 1 mol/l. Tarvitset kokeelliseen työhön 250 millilitraa 0,1 mol/l HCl-liuosta. Laske kuinka paljon valmista HCl-liuosta tarvitset liuoksen valmistukseen."

Seuraavassa on esitetty lasku vaiheittain, mutta ilman selityksiä. Selitä mitä jokaisessa vaiheessa tapahtuu (vähintään yhdellä lauseella).

7.15 Tehtävä

Verrataan kofeiinin konsentraatiota teessä ja kahvissa

a) Kahvikupillisessa kahvia kofeiinia on noin 100 mg ja kahvikupin tilavuus on 1,25 dl. Mikä on kofeiinin konsentraatio kahvissa? Ilmoita tulos yksikössä mmol/l.

b) Teen kofeiinipitoisuus vaihtelee kahvia enemmän, mutta eräässä teessä on kofeiinia 20 mg desilitrassa. Mikä on kofeiinin konsentraatio teessä? Ilmoita tulos yksikössä mmol/l.

7.16 Tehtävä

Litium on noussut viime vuosina tärkeäksi alkuaineeksi, koska sitä tarvitaan muun muassa puhelinten ja sähköautojen litiumioniakkujen valmistukseen. Litium esiintyy luonnossa yleensä litiumkarbonaattina (). Sähköauton akkuun litiumkarbonaattia tarvitaan 50-60 kilogrammaa. Matkapuhelimen akkuun litiumkarbonaattia tarvitaan noin 10 grammaa.

Litiumia voidaan tuottaa kallioperän mineraaleista louhimalla ja erottelemalla tai litiumpitoisesta suolavedestä haihduttamalla. Boliviassa Salar De Uyunin suolatasangon alla on yksi maailman suurimmista litiumesiintymistä. Suolatasangon alla olevassa suolavedessä litiumkarbonaattipitoisuus hieman vaihtelee, mutta konsentraatio on enimmillään noin 0,1 mol/l. Suolavesi pumpataan haihdutusaltaisiin, jossa veden annetaan haihtua. Tämän jälkeen suolaliuosta vielä prosessoidaan kemiallisesti, jotta saataisiin mahdollisimman puhdasta litiumia.

a) Laske kuinka paljon suolaliuosta tarvitaan litroissa, jotta saadaan yhden matkapuhelimen akkuun tarvittava määrä litiumkarbonaattia

b) Laske kuinka paljon suolaliuosta tarvitaan litroissa, jotta saadaan yhteen sähköauton akkuun tarvittava määrä litiumkarbonaattia (60 kg)

7.17 Tehtävä

Meriveden ionit ovat valtaosin natrium- ja kloridi-ioneja. Lisäksi merivedessä on pieniä määriä muita ioneja, kuten kalium-, magnesium- ja jodi-ioneja. Valtamerien suolapitoisuus on 0,60 mol/l. Itämeren suolapitoisuus hieman vaihtelee, mutta keskimääräinen suolapitoisuus on noin 0,12 mol/l.

a) Kuinka monta grammaa suolaa saat haihduttamalla 10 litraa valtameren merivettä? Voit olettaa, että kaikki meressä oleva suola on natriumkloridia.

b) Vertailun vuoksi laske myös, kuinka paljon suolaa saat haihduttamalla 10 litraa Itämeren vettä.

7.18 Tehtävä

Verikokeen tuloksissa käytetään usein yksikköjä mmol/l, µmol/l tai nmol/l.

c) D-vitamiinin varastomuodon (kalsidiolin) pitoisuus voidaan määrittää verikokeesta. Suositeltavaa on, että veren kalsidiolikonsentraatio on vähintään 50 nmol/l. Saat verikokeesta tulokseksi 89 nmol/l.

Kuinka suuri ainemäärä kalsidiolia on verikokeen mukaan yhdessä litrassa verta? (Vastaus yksikössä nmol)

7.19 Tehtävä

Klooria käytetään uima-altaissa ja uimahalleissa desinfioimaan vettä ja estämään bakteerien kasvua. Kloori reagoi vedessä olevien typpipitoisten yhdisteiden ja valkuaisaineiden kanssa, joita erittyy esimerkiksi uimareiden ihon kautta. Tätä sitoutunutta klooria kutsutaan myös kloramiineiksi ja se aiheuttaa vedelle uimahallille tyypillisen hajun. Sitoutunut kloori ei kuitenkaan enää pysty reagoimaan uusien epäpuhtauksien kanssa, joten on tärkeää, että uima-altaan vedessä on myös vapaata klooria. Vapaa kloori ei haise. Vapaan kloorin konsentraation tulisi olla vähintään 8,5 µmol/l jos veden pH ≤ 7,3 ja vähintään 11 µmol/l jos veden pH > 7,3.

6500 litrainen uima-allas lasketaan täyteen vettä. Veden pH:ksi mitataan 7,5. Kuinka suuri ainemäärä klooria veteen pitäisi lisätä? Voit olettaa, että vesi on niin puhdasta, ettei klooria sitoudu yhtään lisäysvaiheessa.

7.20 Tehtävä

Matti halusi analysoida kaivovetensä ja tulokset saapuivat postissa kahden viikon kuluttua näytteiden otosta. Nyt Matilla on kuitenkin ongelma, sillä hänen saamansa tulokset ovat yksikössä µmol/l ja löytämänsä vertailuarvot yksikössä mg/l tai µg/l. Auta miestä mäessä: etsi vertailuarvot internetistä sopivalla hakusanalla ja tee tarvittavat laskutoimitukset, jotta voit selvittää täyttääkö Matin kaivovesi talousveden laatuvaatimukset. Paljastuuko kaivoveden analyysistä jotain huolestuttavaa?

Näytteestä oli analysoitu muun muassa seuraavat:

• Fluoridi () 1,3 µmol/l
• Nitraatti () 205 µmol/l
• Arseeni 1200 µmol/l

7.21 Tehtävä

apukappale