1.5. Эквиваленты и закон эквивалентов

121. Эквивалент - реальная или условная частица вещества, которая может замещать, присоединять, высвобождать или быть каким-либо эквивалентна одному иону водорода в кислотно-основных или ионообменных реакциях или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях. Эквивалентная масса - масса одного эквивалента вещества. Молярная масса эквивалента - масса одного моль эквивалентов. Эквивалентная масса (Mэ), валентность (В), атомная масса (А) элемента связаны соотношением:

Например, валентность азота в аммиаке равна 3, следовательно, молярная масса эквивалента азота: Мэ(N) = 14/3 = 4,66 г/моль

122.. Э(Li) в LiH=1, Мэ(Li)=39/1=39 г/моль; Э(Be) в BeH2 = 2 Мэ(Be)=9/2=4.5 г/моль; Э(В) в ВН3=3 Мэ(В)=11/3=3.66 г/моль; Э(С) в СН4=4 Мэ(С)=12/4=3 г/моль.

123.

В-во	Эквивалент Cr	Эквивалентная масса Cr	Молярная масса экв-та Cr
CrO	2	52/2=26	52/2=26 г/моль
Cr2O3	3	52/3=17.3	52/3=17.3 г/моль
CrO3	6	52/6=8.67	52/6=8.67 г/моль

124.

Вещество	Эквивалент V	Эквивалентная масса V	Молярная масса экв-та V
VO	2	51/2=25.5	51/2=25.5 г/моль
V 2O3	3	51/3=17	51/3=17 г/моль
VO2	4	51/4=12.75	51/4=12.75 г/моль
V2O5	5	51/5=10.2	51/5=10.2 г/моль

125. Закон эквивалентов: для молекулярных соединений массовые количества составляющих элементов пропорциональны их химическим эквивалентам; при отсутствии молекулярной структуры массовые количества составляющих элементов могут отклоняться от значений их химических эквивалентов:.m(Me)=16.74 г., m(MeO)=21.54 г., Мэ(МеО)=Мэ(Ме)+Мэ(О)=Мэ(Ме)+8. , следовательно, Мэ(Ме)=28 г/моль. Т.к. валентность=2, то атомная масса металла=28*2=56 - железо.

126. m(Sn)=0.92г., m(SnO)=1.17г., Мэ(SnО)=Мэ(Sn)+Мэ(О)=Мэ(Sn)+8. , следовательно, Мэ(Sn)=29.7 г/моль. Т.к. атомная масса олова=118.6, то валентность олова В=А/Мэ=118.6/29.7=4, следовательно, это SnO₂.

127. w%(O)=40.05%. Возьмем 100 грамм оксида, масса кислорода равна m(О)=40.05 грамм, масса металла m(Ме)=100-40.05=59.95г. , следовательно,, Мэ(Ме)=12 г/моль. Т.к. валентность=4, то атомная масса металла=12*4=48 - титанTiO₂.

128. Объем кислорода равен V(О)=6.72 литра, масса металла m(Ме)=10.8г. , следовательно,, Мэ(Ме)=9 г/моль. Т.к. валентность=3, то атомная масса металла=9*3=27 - алюминий.

129. , следовательно,, Мэ(МеО) = 39.75 г/моль, Мэ(Ме) = Мэ(МеО)-Мэ(О)=39.75-8=31.75 г/моль. Т.к. валентность=2, то атомная масса металла = 31.75*2 = 63.5 - медь.CuO.

130. w%(Н) = 4.76%. Возьмем 100 грамм гидрида, масса водорода равна m(Н) = 4.76 г., масса металла m(Ме) = 100-4.76 = 95.24г. , следовательно,, Мэ(Ме) = 20 г/моль. Т.к. В = 2, то атомная масса металла = 20*2 = 40 - кальций СаH₂.

131. а) w%(O)=11.18%. Возьмем 100 грамм оксида, масса кислорода равна m(О)=11.18 грамм, масса меди m(Cu)=100-11.18=88.82г. , следовательно,, Мэ(Cu)=63.5 г/моль. Т.к. атомная масса меди=63.5, то валентность=63.5/63.5=1 - Cu₂O.

б) w%(O)=20.11%. Возьмем 100 грамм оксида, масса кислорода равна m(О)=20.11 грамм, масса меди m(Cu)=100-20.11=79.89г. , следовательно,, Мэ(Cu)=31.6 г/моль. Т.к. атомная масса меди=63.5, то валентность=63.5/31.6=2 - CuO.

132. а) w%(O)=7.17%. Возьмем 100 грамм оксида, масса кислорода равна m(О)=7.17 грамм, m(Pb)=100-7.17=92.83г. , следовательно,, Мэ(Pb)=103.6 г/моль. Т.к. атомная масса свинца=206.7, то валентность=206.7/103.6=2 - PbO.

б) w%(O)=13.38%. Возьмем 100 грамм оксида, масса кислорода равна m(О)=13.38 грамм, m(Pb)=100-13.38=86.62г. , следовательно,, Мэ(Pb)=51.8 г/моль. Т.к. атомная масса свинца=206.7, то валентность=206.7/51.8=4 - PbO₂.

133. а) w%(F)=34.89%. Возьмем 100 грамм вещества, масса фтора равна m(F)=34.89 грамм, m(Cl)=100-34.89=65.11г. , следовательно,, Мэ(Cl)=35.5 г/моль. Т.к. атомная масса хлора=35.5, то валентность=35.5/35.5=1 - ClF.

б) w%(F)=61.65%. Возьмем 100 грамм вещества, масса фтора равна m(F)=61.65 грамм, m(Cl)=100-61.65=38.35г. , следовательно,, Мэ(Cl)=11.8 г/моль. Т.к. атомная масса хлора=35.5, то валентность=35.5/11.8=3 - ClF₃.

в) w%(F)=72.82%. Возьмем 100 грамм вещества, масса фтора равна m(F)=72.82 грамм, m(Cl)=100-72.82=27.18г. , следовательно,, Мэ(Cl)=7.1 г/моль. Т.к. атомная масса хлора=35.5, то валентность=35.5/7.1=5 - ClF₅

г) w%(F)=78.96%. Возьмем 100 грамм вещества, масса фтора равна m(F)=78.96 грамм, m(Cl)=100-78.96=21.04г. , следовательно,, Мэ(Cl)=5.1 г/моль. Т.к. атомная масса хлора=35.5, то валентность=35.5/5.1=7 - ClF₇.

134. а) w%(S)=39.1%. Возьмем 100 грамм вещества, масса серы равна m(S)=39.1 грамм, В(S)=2, следовательно, Мэ(S)=32/2=16 г/моль. m(As)=100-39.1=60.9г. , следовательно,, Мэ(As)=24.9 г/моль. Т.к. атомная масса мышьяка = 75, то валентность=75/24.9=3 - As₂S₃.

б) w%(S)=51.7%. Возьмем 100 грамм вещества, масса серы равна m(S)=51.7 грамм. В(S)=2, следовательно, Мэ(S)=32/2=16 г/моль. m(As)=100-51.7=48.3г. , следовательно,, Мэ(As)=15 г/моль. Т.к. атомная масса мышьяка = 75, то валентность=75/15=5 - As₂S₅.

135. m(Г)=1.591г., V6(О)=70.2 мл. Известно, что Vэ(О)=5.6 л. По закону эквивалентов: =>=> Мэ(Г)=127 г/моль. А(Г)=127 а.е.м. Это иод.

136. m(Me) = 1.2 г., m(MeO) = 2 г., m(MeS) = 2.8 г. . Мэ(МеО) = Мэ(Ме) + Мэ(О) = Мэ(Ме) + 8., следовательно, Мэ(Ме) = 12 г/моль. Мэ(МеS) = Мэ(Me) + Мэ(S) = Мэ(S) + 12. =>Mэ(S) = 16 г/моль.

137. Суд=0.218 Дж/(г^.К). Мэ(Ме)=29.65 г/моль. Закон Дюлонга-Пти: А(Ме)*Суд≈26. А(Ме) ≈ 26 / 0.218 = 119.3 г/моль. Валентность металла: В(Ме) = А/Мэ = 119.3/29.65 = 4. Точная атомная масса равна А(Ме) = В*Мэ = 4*29.65 = 118.6 г/моль.

138. Суд=0.454 Дж/(г^.К). w%(Me)=70.97%. Возьмем 100 грамм оксида. m(Me)=70.97 г., m(O)=100-70.97=29.03 г. . Мэ(МеО) = Мэ(Ме) + Мэ(О) = Мэ(Ме) + 8., следовательно, Мэ(Ме)=29.35 г/моль. Закон Дюлонга-Пти: А(Ме)*Суд≈26. А(Ме) ≈ 26 / 0.454 = 57.2 г/моль. Валентность металла: В(Ме) = А/Мэ = 57.2/29.35 = 2. Точная атомная масса равна А(Ме) = В*Мэ = 2*29.35 = 58.7 г/моль. -Ni.

139. Суд=0.281 Дж/(г^.К). m(Me)=0.6 г., m(МеO)=0.9 г. . Мэ(МеО) = Мэ(Ме) + Мэ(О) = Мэ(Ме) + 8., следовательно, Мэ(Ме)=16 г/моль. Закон Дюлонга-Пти: А(Ме)*Суд≈26. А(Ме) ≈ 26 / 0.281 = 92.53 г/моль. Валентность металла: В(Ме) = А/Мэ = 92.53/16 = 6. Точная атомная масса равна А(Ме) = В*Мэ = 6*16 = 96 г/моль. - молибден. Погрешность=

140. Суд=0.147 Дж/(г^.К). m(Me)=0.2698 г., m(МеO)=0.3402 г. . Мэ(МеО) = Мэ(Ме) + Мэ(О) = Мэ(Ме) + 8., следовательно, Мэ(Ме)=30.66 г/моль. Закон Дюлонга-Пти: А(Ме)*Суд≈26. А(Ме) ≈ 26 / 0.147 = 176.87 г/моль. Валентность металла: В(Ме) = А/Мэ = 176.87/30.66 = 6. Точная атомная масса равна А(Ме) = В*Мэ = 6*30.66 = 183.96 г/моль. - вольфрам.

141. m(Me)=40 г., V(Н₂)=14.6 л. T=18 ^oC=291 K, P=1.013*10⁵ Па, Суд=0.39 Дж/(г^.К). Найдем V(H₂) при н. у.: =>литров. Закон эквивалентов:=>, Мэ(Ме)=32.71 г/моль. Закон Дюлонга-Пти: А(Ме)*Суд≈26. А(Ме) ≈ 26 / 0.39 = 66.67 г/моль. Валентность металла: В(Ме) = А/Мэ = 66.67/31.41 = 2. Точная атомная масса равна А(Ме) = В*Мэ = 2*32.71 = 65.42 г/моль. - цинк.

142. m(Me)=2.162 г., V(Н₂)=14.78 л. T=327 ^oC=600 K, P=101.325*10² кПа, Суд=2.209 Дж/(г^.К). , следовательно,моль. Закон эквивалентов:=>, Мэ(Ме)=12 г/моль. Закон Дюлонга-Пти: А(Ме)*Суд≈26. А(Ме) ≈ 26 / 2.209 = 11.77 г/моль. Валентность металла: В(Ме) = А/Мэ = 11.77/12 = 1. Точная атомная масса равна А(Ме) = В*Мэ = 1*12 = 12 г/моль. - углерод.

143. Эквивалентная масса кислоты равна отношению молярной массы кислоты к количеству замещаемых протонов:г/моль.

Эквивалентная масса основания равна отношению молярной массы основания к количеству замещаемых ОН-групп: г/моль.

Эквивалентная масса соли равна отношению молярной массы соли к произведению количества катионов на их валентность: г/моль.

144. а) Н₃РО₄ + КОН = КН₂РО₄ + Н₂О Мэ(Н₃РО₄)=М(Н₃РО₄)/Э=98/1=98 г/моль.

б) Н₃РО₄ + 2КОН = К₂НРО₄ + 2Н₂О Мэ(Н₃РО₄)=М(Н₃РО₄)/Э=98/2=49 г/моль.

в) Н₃РО₄ + 3КОН = КН₂РО₄ + Н₂О Мэ(Н₃РО₄)=М(Н₃РО₄)/Э=98/3=32.67 г/моль.

145. a) Fe(OH)₃ + HCl = Fe(OH)₂Cl + H₂O Мэ(Fe(OH)₃)=М(Fe(OH)₃)/Э=107/1=107 г/моль.

б) Fe(OH)₃ + 2HCl = Fe(OH)Cl₂ + 2H₂O Мэ(Fe(OH)₃)=М(Fe(OH)₃)/Э=107/2=53.5 г/моль.

в) Fe(OH)₃ + 3HCl = Fe(OH)Cl₃ + 3H₂O Мэ(Fe(OH)₃)=М(Fe(OH)₃)/Э=107/3=35.67 г/моль.

146. a) NaHCO₃ + NaOH = Na₂CO₃ + H₂O Мэ(NaHCO₃) = М(NaHCO₃)/Э = 84/1 = 84 г/моль.

б) NaHCO₃ + BaCl₂ = BaCO₃ + NaCl + HCl Мэ(NaHCO₃) = М(NaHCO₃)/Э = 84/2 = 42 г/моль.

147. m(щелочи) = 1.00 г, m(HCl) = 2.14 г. Мэ(щелочи) = ?. Закон эквивалентов: , следовательно, Мэ(щелочи) =m(щелочи)*Мэ(HCl)/m(HCl) = 1*36.5/2.14 = 17 г/моль.

148. m(кислоты) = 0.18 г, m(NaOH) = 0.1 г. Мэ(кислоты) = ?. Закон эквивалентов: , следовательно, Мэ(кислоты) =m(кислоты)*Мэ(NaOH)/m(NaOH) = 0.18*40/0.1 = 72 г/моль.

149. m(КОН)=14 г, m(H₂SO₄) = 24.5 г. Мэ(H₂SO₄)=?. Закон эквивалентов: , следовательно, Мэ(H₂SO₄) = m(H₂SO₄)*Мэ(КОН)/m(КОН)=24.5*56/14=98 г/моль. Эквивалент H₂SO₄ равен 1, следовательно, образовалась однозамещенная соль (кислая) КНSO₄

150. m(КОН)=1.291 г., m(H₃PO₃)=0.943 г. Мэ(H₃PO₃)=?. Закон эквивалентов: , следовательно, Мэ(H₃PO₃) = m(H₃PO₃)*Мэ(КОН)/m(КОН)=0.943*56/1.291=41 г/моль. Основность H₃PO₃ равна М(H₃PO₃)/Мэ(H₃PO₃)=82/41=2, следовательно, образовалась двузамещенная соль К₂НРO₃, данная кислота двухосновная, так как один атом водорода связан непосредственно с атомом фосфора и не способен замещаться на катионы.

2КОН + H₃PO₃ = К₂НРO₃ + 2Н₂О