2.4 Расчет количества реагирующих веществ по эквивалентам

Нижеприводимый пример хорошо иллюстрируют мето­дику решения таких задач.

Пример 29. Вычислите эквиваленты извести Са(ОН)₂ и фосфорной кислоты Н₃РО₄. Вычислите, сколько граммов извести потребуется для нейтрализации 150 г фосфор­ной кислоты.

Задача решается поэтапно.

1. Рассчитать эквиваленты, руководствуясь примером 27

2. Вычислить количество извести из закона эквивалентов:

m_{извести} : т_{кислоты} = Э_{извести} : Э_{кислоты} ; m_{извести} : 150 = 37 : 32,67;

2.5 Расчеты по закону эквивалентов совместно с законом атомной теплоемкости

Закон (правило) атомной теплоемкости гласит: у твердых простых веществ произведение удельной теплоемкости на атомную массу является величиной приблизительно по­стоянной, составляя в среднем 6,3 ккал/грамм-атом.

Взятый в отдельности, этот закон дает возможность по заданной атомной массе А простого твердого вещества находить приблизительно его удельную теплоемкость С или, наоборот, по удельной теплоемкости оценивать приблизи­тельно значение атомной массы, пользуясь математичес­ким выражением закона:

С  А = 6,3 (27)

Пример 30. Найти приблизительную теплоемкость циркония по его атомной массе; найти приблизитель­ную атомную массу серебра по его удельной теплоемкос­ти, равной 0,056 ккал/(гград).

Решeние

Находим в периодической системе атомную массу цир­кония (41,22) и по формуле

АС = 6,3 , находим .

По той же формуле приблизительная атомная масса серебра равна

А = 6,3 : 0,056  110.

В сочетании с законом эквивалентов правило теплоем­кости дает возможность по данным о весовом составе простейших соединений элемента (окисла, соли и т. д.) и по удельной теплоемкости образованного этим элементом простого твердого вещества находить эквивалент, валент­ность и точное значение атомной массы этого элемента.

Пример 31. Удельная теплоемкость металла рав­на 0,0346. Его сульфид содержит 17,6% серы. Найти эк­вивалент, валентность и точное значение атомной массы металла. Указать его название.

Подобные задачи решают по следующему плану: по закону атомной теплоемкости находят приближенное зна­чение атомной массы. По закону эквивалентов находят точное значение эквивалента. По приближенному значе­нью атомной массы и эквиваленту находят валентность. По валентности и точному эквиваленту находят точное значение атомной массы. Дополнительно к условию зада­чи следует знать эквивалент серы в ее соединениях с металлами. Из теоретического курса химии известно, что валентность серы в соединениях с металлами равна 2.

В нашем примере приближенное значение атомной массы:

С  А = 6,3 ;

Зная эквивалент серы (атомная масса серы 32, валентность 2, следовательно, эквивалент 16) и составив пропорцию (процент серы так относится к проценту металла, как эквивалент серы к эквиваленту металла), находят точное значение эквивалента:

17,6 : (100 - 17,6) = 16 : Э ;

Затем находят валентность (она имеет целочисленные значения):

И, наконец, определяют точное значение атомной массы:

А = n Э = 3  65,9 = 197,7 .

В периодической системе к этому значению близко подходит золото, имеющее атомную массу 197 и валент­ность +3.