Примеры решения задач

Пример 1. Выразите в молях: а) 6,0210²¹ молекул СО₂; б) 1,210²⁴ атомов кислорода; в) 2,0^.10²³.молекул воды. Чему равна молярная масса указанных веществ?

Решение. Моль – это количество вещества, в котором содержится число частиц любого определенного сорта, равное постоянной Авогадро (N_А=6,0210²³ моль^–1) Отсюда: а) 0,01 моль, б) 2 моль, в) 1/3 моль.

Так как молекулярные массы СО₂ и Н₂O и атомная масса кислорода соответственно равны 44,18,16 а.е.м., то их молярные массы равны:

а) 44 г/моль; б) 18 г/моль; в) 16 г/моль.

Пример 2. На восстановление 7,09 г оксида двухвалентного металла требуется 2,24 л водорода (н.у.) Вычислите молярную массу эквивалентов металла. Чему равна молярная масса металла?

Решение. Согласно закону эквивалентов массы (объемы, для газов) реагирующих друг с другом веществ m₁(V₁) и m₂(V₂) пропорциональны молярным массам их эквивалентов Мэк₁ и Мэк₂ (молярным объемам их эквивалентов Vэк₁ и Vэк₂)

или .

Объем, занимаемый при данных условиях молярной массой или молярной массой эквивалентов газообразного вещества, называется молярным или, соответственно, молярным объемом эквивалентов этого вещества. Молярный объем любого газа при н.у. V_n =22,4 лмоль^–1. Отсюда молярный объем эквивалентов водорода V_ЭК,(Н₂),молекула которого состоит из двух атомов, равен 22,4/Z_B =22,4/2= =11,2 лмоль^–1, где Z_B – эквивалентное число вещества. Таким образом,

.

Из последнего уравнения находим молярную массу эквивалентов оксида металла М_{ЭК(МеО):}

.

Молярная масса эквивалентов химического соединения равна сумме молярных масс эквивалентов составляющих его частей.

Отсюда М_ЭК(Ме)=М_ЭК(МеО) – М_ЭК(О₂) =35,45–8=27,45 г/моль.

Молярная масса металла определяется из соотношения М_ЭК=М/Z, где М – молярная масса металла, Z=B(стехиометрическая валентность металла); М=27,452=54,9 г/моль.

Пример 3. Вычислите молярные массы эквивалентов H₂SO₄ и Al(OH)₃в реакциях, выраженных уравнениями:

Н₂SO₄+КОН=КНSO₄+H₂O; (1)

Al(OH)₃+2HCl=Al(OH)Cl₂+2H₂O; (2)

Al(OH)₃+3HNO₃=Al(NO₃)₃+3H₂O. (3)

Решение. В обменных реакциях эквивалентное число вещества Z_B определяют по стехиометрии реакции. Если в реакции

_AA+_BB=_CC+_dD

на 1 Ф.Е. (формульная единица) вещества А требуется _B/_A вещества В, то Z_A=_B/_A.

.

Следовательно,

М_ЭК(Н₂SO₄) = 98/1 = 98 г/моль в уравнении (1);

М_ЭК[Al(OH)₃]=78/2=39 г/моль в уравнении (2);

М_ЭК [Al(OH)₃]=78/3=26 г/моль в уравнении (3).

Пример 4. Из 3,85 г нитрата металла получено 1,6 г его гидроксида. Вычислите молярную массу эквивалентов металла.

Решение. Учитывая пример 2,

М_ЭК(Ме)=15 г/моль.

Пример 5. В какой массе Са(ОН)₂ содержится такое же количество вещества эквивалентов, сколько в 312 г Al(OH)₃?

Решение. М_ЭК[Al(OH)₃]=M/Z=78/3 г/моль. Следовательно, количество вещества эквивалентов Al(ОH)₃

;

Мэк[Ca(OH)₂]=74/2=37 г/моль. Отсюда

=37 г/моль12 моль=444 г.

Пример 6. Вычислите абсолютную массу молекулы серной кислоты в граммах.

Решение. Моль любого вещества (см.пример 1) содержит постоянную Авогадро N_A структурных единиц (в нашем примере молекул) (табл.П1).

= 98,0 г/моль. Следовательно, масса одной молекулы 98/(6,0210²³)= = 1,63 10^–22 г.