Закон эквивалентов Массы (объемы) реагирующих друг с другом веществ, прямо пропорциональны их молярным массам эквивалентов (объемам эквивалентов):

m₁/m₂ = М_Э1 / М_Э2 или V₁ / V₂ = V_Э1 / V_Э2.

Эквивалентом сложного вещества является такое его количество, которое взаимодействует без остатка с одним эквивалентом любого другого вещества. Такие расчеты возможны благодаря закону эквивалентов.

Пример 1. При сжигании 2,28 г металла было получено 3,78 г его оксида. Определить молярную массу эквивалента (эквивалентную массу) металла.

Решение. Находим массу кислорода m (O) = m (оксида) - m(Me);

m (O) = 3,78 – 2,28 = 1,50 г

По закону эквивалентов: m(Ме)/m(О) = М_Э(Ме) / М_Э(О),

вычисляем эквивалентную массу металла

М_Э(Ме) = m(Ме)·М_Э(О) / m(О),

М_Э(Ме) = 2,28 · 8 /1,5 = 12,16 г/моль.

Пример 2. Из 3,85 г нитрата металла получено 1,60 г его гидроксида. Вычислите эквивалентную массу металла (молярную массу эквивалента)

Решение. При решении задачи следует иметь в виду: а) эквивалентная масса гидроксида металла равна сумме эквивалентных масс металла и гидроксильных групп; б) эквивалентная масса соли равна сумме эквивалентных масс металла и кислотного остатка. По закону эквивалентов:

М_Э(МеОН) / М_Э (МеNO₃) = m (МеОН) /m(МеNO₃) или

М_Э(Ме) + М_Э(ОН⁻) / М_Э (Ме) + М_Э(NO₃⁻) = m (МеОН) /m(МеNO₃)

подставляем числовые значения

М_Э(Ме) +17 / М_Э(Ме) + 62 = 1,60 / 3,85

М_Э(Ме) = 15 г/моль.

Пример 3. Приготовить 500 мл 0,1 н раствора серной кислоты из 2 н раствора H₂SO₄.

Решение. Известно, что вещества взаимодействуют друг с другом в количествах, пропорциональных их эквивалентам: n_Э1 = n_Э2., а n_Э = V· С_N.

Отсюда, V₁· С_N1 =. V₂· С_N2. Исходя из чего, растворы с молярной концентрацией эквивалента вещества (нормальность) реагируют друг с другом в объемах, обратно пропорциональным их молярным концентрациям эквивалентов (нормальностям):

V₁ /V₂ = С_N2 / С_N1 или V₁ · С_N1 = V₂ · С_N2.

где, V_1, V ₂ - объемы растворов реагирующих веществ,

С_N1, С_{N 2} - молярные концентрации эквивалентов (нормальности) этих растворов.

Находим объем (V₂) 2 н раствора серной кислоты, применив выражение

V₁ · С_N1 = V₂ · С_N2.;

V₂ = V₁ · С_N1 / С_N2., подставляем числовые значения

V₂ = 500 · 0,1 / 2 = 25 мл.

Объем воды, необходимый для приготовления раствора вычисляем по разности

V(H₂O) = V₁ – V₂

V(H₂O) = 500 – 25 = 475 мл

Лабораторная работа №1 Определение молярной массы эквивалента металла методом вытеснения водорода

Метод основан на измерении объема водорода, который выделяется при взаимодействии кислоты с металлом по уравнению: Me +2HCl→ MeCl₂ + H₂,

Следовательно М_Э(Н)=М(Н)/(nē), где nē – число электронов, принятых 1 моль водорода.

Из уравнения реакции видно, что 2Н⁺ +2е = Н_2, отсюда М_Э(Н)=1/1= 1 г/моль.

Выполнение работы.

Проверьте прибор на герметичность, предварительно подобрав пробирку нужного диаметра. Убедившись в герметичности прибора, отсоедините пробирку, налейте в нее 1,0-1,5 мл 2 н раствора соляной кислоты и добавьте 1-2 капли раствора катализатора (CuSO₄). Затем осторожно внесите в пробирку взвешенный металл и соедините пробирку с прибором. Запишите в журнал начальный объем воды в бюретке. Наклоните штатив так, чтобы металл упал в кислоту. Наблюдайте выделение водорода и вытеснение воды в уравнительный сосуд (воронку). По окончании реакции следует подождать 1-3 минуты, пока газ примет комнатную температуру, и уровень жидкости в бюретке станет постоянным. Тогда приведите воду в бюретке и уравнительном сосуде к одному уровню, т.е. создайте в бюретке давление равное атмосферному. По положению нижнего края мениска воды в бюретке определите конечный объем, а затем по разности (V_КОН – V_НАЧ) вычислите объем выделившегося водорода (V_Н2). Запишите условия проведения определения: температуру и барометрическое давление.