Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Химия ч.1.doc
Скачиваний:
149
Добавлен:
15.04.2015
Размер:
371.2 Кб
Скачать

II. Эквивалент. Эквивалент простого и сложного вещества. Закон эквивалентов.

Из закона постоянства состава следует: элементы соединяются друг с другом в строго определенных количественных соотношениях. Поэтому в химию были введены понятия эквивалента и молярной массы эквивалента.

Эквивалент (Э) вещества показывает, какое его количество в молях соединяется с 1 молем атомов водорода или замещает то же количество атомов водорода в химических реакциях. Например, в Н2О эквивалент кислорода равен 1/2 моля, а у углерода в СН4 - 1/4 моля. Эквивалент кислорода в О2 тоже равен 1/4, так как молекула кислорода может присоединить 4 атома водорода:

О2 + 2Н2 = 2H2O

Молярная масса эквивалента вещества (Мэ) - это масса 1 моля эквивалента этого вещества (г/моль). Молярные массы эквивалентов простых и сложных веществ зависят от стехиометрии реакций, в которых участвуют эти вещества. Нахождение молярных масс эквивалентов:

1. Кислоты (общая формула кислот НnА) Мэ = Молярная масса кислоты/Число ионов Н+, замещенных в реакции.

2. Гидроксиды (общая формула Me(ОН) n) . Мэ = Молярная масса гидроксида/Число ионов ОН-, замешенных в реакции.

3. Соли ( общая формула МеmАn). Мэ = Молярная масса соли/(Число атомов Me · Валентность Me).

4. Окислители (окислитель + nē = восстановитель). Мэ = Молярная масса окислителя/Число принятых в реакции электронов.

5. Восстановители (восстановитель - nē = окислитель). Мэ = Молярная масса восстановителя/Число отданных в реакции электронов.

6. Элементы в химическом соединении.

Мэ = Атомная масса элемента/(Валентность элемента в соединении · Число атомов элемента в соединении.)

Закон эквивалентов. Массы реагирующих веществ пропорциональны молярным массам эквивалентов этих веществ. m(1)/m(2) = Мэ(l)/ Мэ(2)

Если одно из реагирующих веществ находится в газообразном состоянии, то

m(l)/V(2) = Мэ(1)/Vэ(2). Для газообразного кислорода Vэ = 1/4·22,4 = 5,6 л.

Пример 1. Рассчитайте молярную массу эквивалента металла и его атомную массу, если 1,215 г его вытесняют из серной кислоты 1,12 л водорода (н.у.). Валентность металла в соединении равна 2.

Решение. По условию задачи металл вытесняет из H2SO 1,12 л Н2, что составляет: 1,12/22,4 = 0,1 (моль). Масса 0,1 моля Н2 составляет 0,2 г. Используя закон эквивалентов, рассчитаем молярную массу эквивалента металла: 1,215/ Мэ(Ме) = 1,12/11,2 , отсюда Мэ(Me) = 12,15 г/моль.

Молярная масса эквивалента связана с атомной массой соотношением:

Мэ (Элемент) = Атомная масса (А) · Валентность, отсюда

А(Ме) = 12,15 · 2 = 24,30 (г/моль).

По периодической системе элементов находим, что этот металл - Mg .

Пример 2. Вычислите молярную массу эквивалента Cu(OH)2 в реакциях:

а) Cu(OH)2 + HCl = CuOHCl + H2O , б) Cu(OH)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2Н2О, .

Решение. Для нахождения Мэ (Cu(OH)2) воспользуемся выражением

Мэ = Молярная масса гидроксида/Число ионов ОН- , замещенных в реакции.

В реакции а) только одна группа ОН- замещена на ион Сl-. в реакции б) две группы ОН- замещены на ион SO42- .

a) Мэ(Cu(OH)2) = 97,54/1= 97,54 г/моль; б) Мэ(Cu(OH)2) = 97,54/2 = 48,22 г/моль.

ЗАДАЧИ

1. Вычислите молярные массы эквивалентов и эквиваленты угольной кислоты в реакциях:

а) Н2СО3 + Mg(OH)2 = MgCO3 + 2Н2О; б) 2Н2СО3 + Са(ОH)2 = Са(НСО3)2 + 2H2O;

в) Н2СО3 + 2КОН = К2СО3 + 2H2O.

2. Определите молярную массу эквивалента металла, зная, что для полного растворения 2,041 г этого металла потребовалось 5 г Н2SO4, молярная масса эквивалента которой равна 49 г/моль.

  1. На нейтрализацию 1,888 г ортофосфорной кислоты израсходовано 2,161 г КОН. Вычислите молярную массу эквивалента Н3РО4 и ее основность в этой реакции. В соответствии с расчетом составьте уравнение реакции.

  2. Вычислите молярную массу эквивалента металла в следующих соединениях: Mn2O7, FeSО4 , Ba(OH)2, Al2(SO4)3.

  3. Вычислите эквивалент и молярную массу эквивалента гидроксида железа (III) в реакциях:

a) Fe(OH)3 + ЗНСl = FeСl3 + ЗH2O; б) Fe(OH)3 + НСl = Fe(OH)2Cl + H2O;

в) Fe(OH)3 + Н2SO4 = Fe(OH)SO4 + 2H2O.

  1. Определите молярную массу эквивалента хлора в следующих соединениях: НСl, НСlO, НСlO2, НСlO3, НСlO4. Чему равен эквивалент хлора?

  2. Определите эквивалент и молярную массу эквивалента марганца в следующих соединениях: МnО(OН)2, МnО2, К2МnO4 , КМnO4, МnО3, если массовая доля серы в соединении составляет 13,8 %, а молярная масса эквивалента серы равна 16,03 г/моль.

  3. При сгорании 5,00 г металла образуется 9,44 г оксида металла. Определить эквивалентную массу металла.

  4. Масса 1 л кислорода равна 1,4 г. Сколько литров кислорода расходуется при сгорании 21 г магния, эквивалент которого равен 1/2 моля?

  5. Определить эквивалентные массы металла и серы, если 3,24 г металла образует 3,48 г оксида и 3,72 г сульфида.

  6. Вычислить атомную массу двухвалентного металла и определить, какой это металл, если 8,34 г металла окисляются 0,680 л кислорода (условия нормальные).

  7. 1,00 г некоторого металла соединяется с 8,89 г брома и с 1,78 г серы. Найти эквивалентные массы брома и металла, зная, что эквивалентная масса серы равна 16,0 г/моль.

  8. Для растворения 16,8 г металла потребовалось 14,7 г серной кислоты. Определить эквивалентную массу металла и объем выделившегося водорода (условия нормальные).

  9. При взаимодействии ортофосфорной кислоты со щелочью образовалась соль Nа2НРО4. Найти для этого случая значение эквивалентной массы ортофосфорной кислоты.

  10. На нейтрализацию 2,45 г кислоты идет 2,00 г гидроксида натрия. Определить эквивалентную массу кислоты.

  11. При взаимодействии 5,95 г некоторого вещества с 2,75 г хлороводорода получилось 4,40 г соли. Вычислить эквивалентные массы вещества и образовавшейся соли.

  12. Фосфор образует два различных по составу хлорида. Эквивалент какого элемента сохраняется в этих соединениях постоянным: а) хлора; б) фосфора?

  13. Одинаков ли эквивалент хрома в соединениях СrСl3 и Сr2(SO4)3?