Неорганика, основные законы и понятия химии
.pdfЛекция №1 Основные законы и понятия
химии
1.Закон постоянства состава. Каждое химически чистое соединение всегда имеет один и тот же количественный состав, независимо от способа его получения. Т.е., в химически чистом веществе число атомов всегда одно и то же. Например, H2SO4 имеет 7 атомов вне зависимости от способа получения.
2.Закон эквивалентов. Все вещества реагируют друг с другом в эквивалентных отношениях. Например, в реакции
H2 + 2 O2 => 2 H2O
реакция веществ идёт в соотношении 1:2 (1 моль водорода эквивалентны двум молям кислорода).
Эквивалентом (Э) называют реальную или условную частицу вещества, которая может замещать, присоединять, высвобождать или быть каким-либо другим способ эквивалентна одному иону H+ в кислотноосновных или обменных реакциях, или одному электрону (e-) в окислительно-восстановительных реакциях (ОВР).
Э(H2SO4) = ½ моль |
Э(CH4) = ¼ моль Э(HCl) = 1 моль Э(NH3) = ⅓ моль |
Массу (m) одного химического эквивалента называют молярной массой эквивалента, или Мэ, или эквивалентной массой; измеряется в г/моль.
Массы реагирующих веществ соотносятся меж собой как и их Мэ,
т. е.:
m( A) |
= |
Мэ( А) |
,в случае газов : |
V ( A) |
=Vэ( А) |
;возможно комбинирование : |
M ( A) |
= Mэ( А) |
m(B) |
|
Мэ(B) |
|
V (B) |
Vэ(B) |
|
V (B) |
Vэ(B) |
Нужно знать:
Vм = 22,4 л/моль (н.у.) Vэ(H2) = 11,2 л/моль Vэ(O2) = 5,6 л/моль
Тенденция кратности значений числу 22,4 обусловлена следующим: H2 – 2e- => 2 H+1
O2 + 4e- => 2 O-2
Cl2 + 2e- => 2 Cl-
22,4 / 2 = 11,2 л/моль | 22,4 / 4 = 5,6 л/моль | 22,4 / 2 = 11,2 л/моль
Важно знать:
Мэ( А)= М ( А)=М ( А) f ,
В
где В — валентность; где М(А) — молярная масса вещества А;
где f — фактор эквивалентности. f = В1
Мэ( Al)= М3 = 273 =9 г/ моль;аналогично :27 31 =9 г/ моль Мэ(Ca)= М3 = 402 =20 г/ моль;аналогично : 40 12 =9 г/ моль
Молярная масса эквивалентов для оксидов вычисляется так:
Мэ(оксид)= |
|
М (оксида) |
||||
№ атомов элемента В |
|
|||||
Примеры: |
|
|
|
|
|
|
Мэ( Al 2O 3)= |
М ( Al 2O 3) |
= |
102 |
=17 г/ моль |
||
|
2 3 |
|
6 |
|
|
|
Мэ( Al 2O 3)= |
М ( Al 2O 3) |
= |
102 |
=17 г/ моль |
||
|
2 3 |
|
6 |
|
|
|
Мэ(NO 2)=1464 =11,5 г/ моль
Мэ(N 2O 3)= 2765 =7 ,6 г/ моль Мэ(SO 2)=1644 =16 г/ моль
Мэ(SO 3)=1646 =10 ,6 г/ моль
Молярная масса эквивалентов для кислот вычисляется так:
Мэ(HCl)= M Основность кислоты
Основность кислоты — это число атомов водорода, которые в молекуле кислоты могут замещаться атомами металла. Например, HCl — одноосновная кислота, H2SO4 — двухосновная, H3PO4 — трёхосновная.
Примеры:
Mэ(HCl)= 36 ,5(HCl)=36 ,5 г/ моль
1
Mэ(H 2 SO 4)= 982 =49 г/ моль
Молярная масса эквивалентов для оснований вычисляется так:
Мэ(основания)= M кислотность
Кислотность оснований — это число гидроксид-ионов, переходящих в раствор из единицы основания. Примеры однокислотных оснований — NaOH, KOH; примеры двукислотных оснований — Ca(OH)2, Ba(OH)2.
Примеры:
Мэ(NaOH )= 401 =40 г/ моль Мэ(Ca(OH )2)= 742 =37 г/ моль
Молярная масса эквивалентов для солей вычисляется так:
Мэ(соли)= M №атомов элемента В
Примеры:
Mэ( AlCl 3)= 11333 =44 ,3 г/ моль Mэ( Al 2(SO 4))= 23423 =57 г/ моль
Mэ((NH 4)2 SO 4)= 21321 =66 г/ моль;в качестве элементаз десь выступаетаммоний .
Молярная масса эквивалента окислителя (или восстановителя) равна его М (молярной массе), делённой на то число электронов (e-), которое притягивается (отдаётся) одним молем окислителя (восстановителя) в рассматриваемой окислительно-восстановительной реакции.
Примеры:
1. HI + 3 Cl 2 + H 2O → HIO 3 + 6 HCl
I- + 3 H2O → IO3- + 6 H+
I- - 6 e- → I+5
Mэ(HI ) = M = |
128 |
= 21,3 г/ моль |
6 |
6 |
|
2. 2 HI + 2 FeCl 3 |
→ |
I 2 + 2 FeCl 2 + 2 HCl |
2 I- - 2 e- → I20 |
|
|
I- - 1 e- → I0 |
|
|
Mэ(HI ) → M1 = 128 г/ моль
Эквивалентный объём — объём, занимаемый одним химическим эквивалентом газообразного вещества при определённых условиях.
Условия по-умолчанию бывают нормальные и стандартные.
Нормальные условия (н.у.): t°o = 0 °С; po = 1 атм = 101,325 кПа / 760 мм рт. ст.
Стандартные условия (с.у.): t°o = 25 °С; давление аналогичное.
При использовании градусов чаще пользуются шкалой Кельвина. 0 °С (по Цельсию) равны 273 °К (по Кельвину). Чтобы перевести
температуру из Цельсия в Кельвины, нужно лишь прибавить 273 к первому числу.
Пример задачи:
Рассчитайте молярную массу двухвалентного металла, если 1,215 г его вытесняют из H2SO4 1,12 литра водорода? Н.у.
Дано:
В (Ме) = II m(Ме) = 1,215 г V(H2) = 1,12 л Н.у.
_________________
Найти: М (Ме) = ?
_________________
Решение:
m( A) = Mэ( А) m(B) Mэ(B)
m(Me) |
= |
Mэ(Ме) |
→ |
1,215 |
,12 = |
v (H 2) |
|
Vэ(H 2) |
|
1 |
|
Mэ(Ме) ,2
11
Vэ(H 2) = 11,2 л/ моль; молярный объём эквивалентаприн. у . водородаизвестен заранее .
Mэ = 1,215 11,2 = 12,15 моль
1,12
Mэ = MВ → M = Мэ В = 12,15 2 = 21,3 г/ моль
Ответ: М (Ме) = 21,3 г/моль.
