Методические указания к выполнению контрольной работы
1. Простейшие стехиометрические расчеты
1.1.Эквивалент. Закон эквивалентов.
Эквивалентом вещества называется такое его количество, которое соединяется с 1 молем атомов водорода в химических реакциях.
Эквивалентной массой называется масса 1 эквивалента вещества.
Для определения эквивалента (эквивалентной массы) необязательно исходить из его соединения с водородом. Их можно вычислить по составу соединения данного элемента с любым другим, эквивалент которого известен.
Согласно закону эквивалентов эквивалентные массы сложных веществ определяют по следующим формулам:
;
;
;
.
Эквивалентным объемом называется объем, занимаемый при данных условиях 1 эквивалентом вещества. Эквивалентный объем водорода равен 11,2 л/моль.
ПРИМЕР 1.
Определить эквивалент и эквивалентные
массы элементов в соединениях HBr,
H
O,
NH
.
Решение. В указанных соединениях с 1 молем атомов водорода соединяется 1 моль атомов брома, 1/2 моля атомов кислорода и 1/3 атомов азота. Следовательно, согласно определению, эквиваленты брома, кислорода и азота равны соответственно 1 молю, 1/ 2 моля и 1/ 3 моля. Исходя из мольных масс атомов этих элементов, находим эквивалентные массы этих элементов: у Br она равна 79,9 г/ моль, у кислорода – 16 × 1/2 = 8 г/ моль, у азота- 14 × 1/3 = 4,67 г / моль.
ПРИМЕР 2. При соединении 5,6 г железа с серой образовалось 8,8 г сульфида железа. Найти эквивалентную массу железа и его эквивалент, если известно, что эквивалентная масса серы равна 16 г/ моль.
Решение. Из условия задачи следует, что в сульфиде железа на 5,6 г железа приходится 8,8 - 5,6 = 3,2 г серы. Согласно закону эквивалентов, массы взаимодействующих веществ, пропорциональны их эквивалентным массам. Тогда:
5,6 Г железа эквивалентны 3,2 г серы,
Э
г/ моль 16 г серы.
Из соотношения следует, что эквивалентная масса железа равна:
5,6 х 16/ 3,2= 28 г/ моль.
Эквивалент железа равен: 28 г/моль : 56 г/ моль = 1/ 2.
ПРИМЕР 3. Некоторое количество металла, эквивалентная масса которого равна 28 г/ моль, вытесняет из кислоты 0,7 л водорода, измеренного при нормальных условиях. Определить массу металла.
Решение. Зная, что эквивалентный объем водорода равен 11,2 л/моль, составляем пропорцию:
28 Г металла эквивалентны 11,2 л водорода
Х г металла эквивалентны 0,7 л водорода.
Тогда Х = 0,7 × 28 / 11,2 = 1,75 г.
РЕШИТЬ САМОСТОЯТЕЛЬНО ЗАДАЧИ 1-3
1. При сгорании 5 г металла образуется 9,44 г оксида металла. Определить эквивалентную массу металла. Ответ: 9,01 г/ моль.
Мышьяк образует два оксида, из которых один содержит
65,2% , а другой - 75,7% мышьяка. Определить эквивалентные массы As в обоих случаях. Ответ: 15 и 24,9 г / моль.
3. Эквивалентная масса металла в 2 раза больше, чем эквивалентная масса кислорода. Во сколько раз масса оксида больше массы металла?
2. Основные газовые законы.
Состояние газа характеризуется его температурой, давлением и объемом. Если температура равна 273 К, а давление равно нормальному атмосферному (760 мм ртутного столба или 101, 325 кПа), то условия, при которых находится газ , называются нормальными.
Закон Бойля-Мариотта формулируется так; При постоянной температуре давление, производимое данной массой газа, обратно пропорционально объему газа:
P
V
= const или
P
/ P
= V
/ V
.
ПРИМЕР 1. При некоторой температуре давление газа, занимающего объем 3 л, равно 93,3 кПа ( 700 мм рт. ст.). Каким станет давление газа, если, не изменяя температуры, уменьшить объем газа до 2,8 л?
Решение. Обозначив искомое давление через P , можно найти его величину:
P / 93,3 = 3/ 2,8 . Тогда P = 93, 3 × 3/ 2,8 = 100 кПа ( 750 мм рт. ст.).
Закон Гей-Люссака: при постоянном давлении объем газа изменяется прямо пропорционально абсолютной температуре Т:
V / T = V / T или V/ T = const.
ПРИМЕР 2.
При 27
С
объем газа 600 мл. Какой объем займет
газ при 57
С,
если давление будет оставаться
постоянным?
Решение. По условию задачи V = 600 мл, Т =273+ 27 = 300 К.
Подставляя эти значения в уравнение Гей-Люссака, получим:
600/ 300 = V / 330, откуда V = 600 × 330/ 300 = 660 мл.
Зависимость между объемом газа, давлением и температурой можно выразить общим уравнением, объединяющим законы Бойля - Мариотта и Гей-Люссака:
PV/ T = P
V
/
T
.
В уравнении буквенные обозначения с индексом “0” относятся к нормальным условиям существования газа, а без индексов - к любым условиям.