Расчетная часть

Для вычисления значения молярной массы эквивалента металла необходимо объем водорода, измеренный в условиях проведения эксперимента, привести к нормальным условиям, используя объединенный газовый закон:

, (5)

где V₀, P₀, T₀ – объем газа, давление и температура при нормальных условиях; V, P, T – объем газа, давление и температура в условиях эксперимента.

P₀ = 1атм = 760 мм рт. ст. = 101,325 кПа;

T₀ = 273 K (t₀ = 0 ⁰C).

Выразим из формулы объединенного газового закона V₀:

. (6)

Для расчета молярной массы эквивалента неизвестного металла воспользуйтесь законом эквивалентов в следующем виде:

, (7)

откуда

. (8)

После расчета молярной массы эквивалента металла по результатам проведенного опыта надо идентифицировать металл по его молярной массе. Для этого по формуле:

(9)

рассчитайте молярную массу металла, выяснив у преподавателя валентность (B) исследуемого металла.

По таблице Д. И. Менделеева выберите металл, проявляющий соответствующую валентность, для которого расхождение с табличными данными не превышает 1-2 г/моль.

После этого рассчитайте теоретическое значение молярной массы эквивалента металла:

. (10)

Сравните полученное (экспериментальное) значение молярной массы эквивалента металла с теоретическим и вычислите абсолютную (∆) и относительную (δ) погрешность определения по формулам:

; (11)

. (12)

Проведение опыта и его результаты необходимо оформить в лабораторном журнале в следующем порядке:

- наименование работы;

- схема прибора;

- ход экспериментального определения молярной массы эквивалента активного металла;

- экспериментальные данные;

- расчетная часть;

- вывод.

Контрольные вопросы и задачи

1. Что такое эквивалент, молярная масса эквивалента и фактор эквивалентности?

2. Сформулируйте закон эквивалентов.

3. Как вычисляют молярные массы эквивалентов элементов, оксидов, кислот, оснований и солей?

4. Что такое молярный объем эквивалента? Чему равен при н. у. эквивалентный объем кислорода; водорода?

5. Определите молярную массу эквивалента азота, серы и хлора в соединениях NH₃, H₂S и HCl.

6. Вычислите молярную массу эквивалента азотной кислоты, гидроксида бария, сульфата железа (III), хлорида алюминия, нитрата цинка, сульфита магния, сульфида калия.

7. При сжигании 2,28 г металла было получено 3,78 г его оксида. Определите молярную массу эквивалента металла.

8. При взаимодействии 5 г металла с кислотой выделилось 0,28 г водорода при нормальных условиях. Вычислите молярную массу эквивалента металла.

9. При взаимодействии щелочного металла массой 66,5 г с водой выделился водород объемом 5,6 л водорода (н. у.). Какой это металл?

10. При растворении 0,27 г металла в кислоте выделилось 118 мл водорода при 21 ⁰С и 101,8 кПа. Определите молярную массу эквивалента металла.

11. На нейтрализацию 1 г кислоты израсходовано 0,635 г гидроксида натрия. Вычислите молярную массу эквивалента кислоты.

12. Из 3,85 г нитрата металла получено 1,60 г его гидроксида. Вычислите молярную массу эквивалента металла.

13. Из 1,3 г гидроксида металла получается 2,85 г его сульфата. Вычислите молярную массу эквивалента этого металла.

14. Может ли молярная масса эквивалента вещества иметь разные значения? Определите фактор эквивалентности серной кислоты в реакциях:

NaOH + H₂SO₄ = NaHSO₄ + H₂O,

PbCl₂ + H₂SO₄ = PbSO₄ + 2HCl.

15. Вычислите молярные массы эквивалентов Al(OH)₃ в реакциях, выраженных уравнениями:

Al(OH)₃ + HCl = Al(OH)₂Cl + H₂O,

Al(OH)₃ + 3HCl = AlCl₃ + 3H₂O.