1. Химический эквивалент

Химический эквивалент элемента (Э) - такое его количество, которое соединяется с одним молем атомов водорода или замещает его в реакциях. Массу 1 эквивалента называют эквивалентной массой. Эквивалент выражают в молях, эквивалентную массу – в г/моль.

Число z, показывающее сколько химических эквивалентов содержится в структурной единице называется эквивалентным числом. Обратная ему величина является фактором эквивалентности f_Э(Х): f_Э(Х) = 1 / z

Фактор эквивалентности f_Э(Х) – число, обозначающее какая доля реальной частицы вещества (Х) эквивалентна одному иону водорода в данной кислотно-основной реакции или одному электрону в данной окислительно-восстановительной реакции.

Химический эквивалент (Э) соединения можно определить по формуле:

Э = М_r  f_Э(Х) ,

где М_r – относительная молекулярная масса соединения;

f_Э(Х) = 1 / z – фактор эквивалентности соединения.

Для соединений: f_{Э(кислот)} = ;

f_{Э(оснований)} = ;

f_{Э(солей)} = ;

Молярная масса эквивалента вещества Х – (М_Э(Х)) – масса одного моля эквивалента этого вещества. Она равна произведению фактора эквивалентности на молярную массу вещества (Х):

М_Э(Х) = f_Э(Х)  M(Х) .

Контрольные задания

1-50. Определить фактор эквивалентности и молярную массу эквивалента для выделенных реагирующих веществ в предложенных уравнениях реакций. Объяснить, являются ли эти величины постоянными:

1. Al₂O₃ + 3H₂SO₄ = Al₂ (SO₄)₃ + 3H₂O;

Al(OH)₃ + 3H₂SO₄ = Al(HSO₄)₃ + 3H₂O;

2. H₂C₂O₄ + Ca(OH)₂ = CaC₂O₄ + 2H₂O;

BiOCl + 2HCl = BiCl₃ + H₂O;

3. KAl(SO₄)₂ + 3NaOH = Al(OH)₃ + KNaSO₄ + Na₂SO₄;

KAl(SO₄)₂ + 2BaCl₂ = 2BaSO₄ + AlCl₃ + KCl;

4. Al(OH)₃ + HNO₃ = Al(OH)₂NO₃ + H₂O;

H₂SO₄ + KOH = KHSO₄ + H₂0;

5. KHSO₄ + BaCl₂ = BaSO₄ + KCl + HCl;

H₂SO₄ + Mg(OH)₂ = MgSO₄ + 2H₂O;

6. 2Mg(OH)₂ + H₂SO₄ = (MgOH)₂SO₄ + 2H₂O;

Cu(OH)Cl + H₂S = CuS + HCl + H₂O;

7. KHSO₄ + KOH = K₂SO₄ + H₂O;

Cu(OH)Cl + HCl = CuCl₂ + H₂O;

8. H₃PO₄ + 2KOH = K₂HPO₄ + 2H₂O;

NaOH + H₂S = NaHS + H₂O;

9. Sn(OH)₂ + 2HNO₃ = Sn(NO₃)₂ + H₂O;

FeS + 2HCl = FeCl₂ + H₂O;

11. NaCl + H₂SO₄ = NaHSO₄ + HCl;

K₂SO₄ + 2 HCl = 2KCl + H₂O + CO₂;

12. (CuOH)NO₃ + HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + H₂O;

H₃PO₄ + 2NH₄OH = (NH₄)₂HPO₄ + 2H₂O;

13. H₂SO₄ + 2Zn(OH)₂ = (ZnOH)₂SO₄ + 2H₂O;

H₂SO₄ + Zn(OH)₂ = ZnSO₄ + 2H₂O;

15. K₂CrO₄ + BaCl₂ = BaCrO₄ + 2KCl;

H₃AsO₃ + 2KOH = K₂HAsO₃ + 2H₂O;

16. Fe(OH)₂CH₃COO + 3HNO₃ = Fe(NO₃)₃ + CH₃COOH + 2H₂O;

H₃AsO₄ + 2NaOH = Na₂HAsO₄ + 2H₂O;

17. Al(OH)(CH₃COO)₂ + 3HCl = AlCl₃ + 2CH₃COOH+ H₂O;

Na₂HPO₄ + AlCl₃ = AlPO₄ + 2NaCl + HCl;

18. Al(OH)₃ + 3H₂SO₄ = Al(HSO₄)₃ + 3H₂O;

H₂C₂O₄ + Ca(OH)₂ = CaC₂O₄ + 2H₂O;

19. BiOCl + 2HCl = BiCl₃ + H₂O;

KAl(SO₄)₂ + 3NaOH = Al(OH)₃ + KNaSO₄ + Na₂SO₄

20. Cu(OH)Cl + HCl = CuCl₂ + H₂O;

H₃PO₄ + 2KOH = K₂HPO₄ + 2H₂O;

21. KAl(SO₄)₂ + 2BaCl₂ = 2BaSO₄ + AlCl₃ + KCl;

Al(OH)₃ + HNO₃ = Al(OH)₂NO₃ + H₂O;

22. H₂SO₄ + Zn(OH)₂ = ZnSO₄ + 2H₂O;

K₂CrO₄ + BaCl₂ = BaCrO₄ + 2KCl;

23. NaOH + H₂S = NaHS + H₂O;

Sn(OH)₂ + 2HNO₃ = Sn(NO₃)₂ + H₂O;

24. H₂SO₄ + Zn(OH)₂ = ZnSO₄ + 2H₂O;

K₂CrO₄ + BaCl₂ = BaCrO₄ + 2KCl;

25. H₃AsO₄ + 2NaOH = Na₂HAsO₄ + 2H₂O;

Al(OH)(CH₃COO)₂ + 3HCl = AlCl₃ + 2CH₃COOH+ H₂O;

26. KAl(SO₄)₂ + 2BaCl₂ = 2BaSO₄ + AlCl₃ + KCl;

Al(OH)₃ + 2 HNO₃ = AlOH(NO₃)₂ + 2 H₂O;

27. Ba(OH)₂ + HCl = BaОНCl +H₂O;

KSCN + AgNO₃ = AgSCN + KNO₃;

28. BaCl₂ + H₂SO₄ = BaSO₄ + 2HCl;

HCl + Na₂CO₃ = NaHCO₃ + NaCl;

29. 2KI + Hg(NO₃)₂ = HgI₂ + 2KNO₃;

MgCl₂ + 2AgNO₃ = 2AgCl + Mg(NO₃)₂ ;

30. MgCl₂ + H₂C₂O₄ = МgC₂O₄ + 2HCl;

H₂SO₄ + KOH = KHSO₄ + H₂O;

31. CaCl₂ + H₂C₂O₄ = CaC₂O₄ + 2HCl;

CaCl₂ + 2AgNO₃ = 2AgCl₂ + Ca(NO₃)₂

32. KI + AgNO₃ = AgI + KNO₃;

2Cu(OH)₂ + H₂SO₄ = (CuOH)₂SO₄ + 2H₂O;

33. Cu(OH)₂ + 2HCl = CuCl₂ + 2H₂O

H₂C₂O₄ + 2NaOH = Na₂C₂O₄ + 2H₂O;

34. NaCl + AgNO₃ = AgCl + NaNO₃;

NaCl + K[Sb(OH)₆] = Na[Sb(OH)₃] + KCl

35. Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂CO₃;

Na₂CO₃ + HCl = NaCl + NaHCO₃;

36. BiOCl + 2HCl = BiCl₃ + H₂O;

KAl(SO₄)₂ + 3NaOH = Al(OH)₃ + KNaSO₄ + Na₂SO₄;

37. KAl(SO₄)₂ + 2BaCl₂ = 2BaSO₄ + AlCl₃ + KCl;

Al(OH)₃ + HNO₃ = Al(OH)₂NO₃ + H₂O;

38. H₂SO₄ + Mg(OH)₂ = MgSO₄ + 2H₂O;

Mg(OH)₂ + H₂SO₄ = (MgOH)₂SO₄ + 2H₂O;

39. Cu(OH)Cl + HCl = CuCl₂ + H₂O;

H₃PO₄ + 2KOH = K₂HPO₄ + 2H₂O;

40. H₃PO₄ + 2NH₄OH = (NH₄)₂HPO₄ + 2H₂O;

H₂SO₄ + 2Zn(OH)₂ = (ZnOH)₂SO₄ + 2H₂O;

41. H₃AsO₃ + 2KOH = K₂HAsO₃ + 2H₂O;

Fe(OH)₂CH₃COO + 3HNO₃ = Fe(NO₃)₃ + CH₃COOH + 2H₂O;

42. Al(OH)₃ + 2 HNO₃ = AlOH(NO₃)₂ + 2 H₂O;

Ba(OH)₂ + HCl = BaОНCl +H₂O;

43. H₃AsO₄ + 2NaOH = Na₂HAsO₄ + 2H₂O;

Al(OH)(CH₃COO)₂ + 3HCl = AlCl₃ + 2CH₃COOH+ H₂O;

44. HCl + Na₂CO₃ = NaHCO₃ + NaCl;

2KI + Hg(NO₃)₂ = HgI₂ + 2KNO₃;

45. H₂C₂O₄ + Ca(OH)₂ = CaC₂O₄ + 2H₂O;

BiOCl + 2HCl = BiCl₃ + H₂O;

46. KSCN + AgNO₃ = AgSCN + KNO₃;

BaCl₂ + H₂SO₄ = BaSO₄ + 2HCl;

47. K₂CrO₄ + BaCl₂ = BaCrO₄ + 2KCl;

H₃AsO₄ + 2NaOH = Na₂HAsO₄ + 2H₂O;

48. Al(OH)₃ + 2 HNO₃ = AlOH(NO₃)₂ + 2 H₂O;

Ba(OH)₂ + HCl = BaОНCl +H₂O;

49. FeS + 2HCl = FeCl₂ + H₂O;

NaCl + H₂SO₄ = NaHSO₄ + HCl;

50. Al₂O₃ + 3H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O;

Al(OH)₃ + 3H₂SO₄ = Al(HSO₄)₃ + 3H₂O;

2. Гетерогенное равновесие. Условия образования и растворения осадков. Применение процессов осаждения в анализе.

Пример 1.Произведение растворимостиPbSO₄равно 2,310^-8. Вычислить: а) концентрацию ионовPb²⁺иSO₄^2-; б) растворимость соли ( % по массе и моль/л).

Решение.1. Уравнение диссоциацииPbSO₄Pb²⁺+SO₄^2-

2. ПР_PbSO= [Pb²⁺] [SO₄^2-]. Обозначим молярную концентрацию насыщенного раствораPbSO₄через Х. Так как растворившаяся часть соли диссоциирована нацело, то [Pb²⁺] = [SO₄^2-] = Х. Подставим Х в последнее равенство: 2,310^-8=Х²,

откуда Х ==1,510^-4моль/л. Следовательно, [Pb²⁺]=[SO₄^2-]=1,510^-4моль/л, растворимость соли также равна 1,510^-4моль/л.

3. Найдем процентную (по массе) концентрацию раствора, принимая плотность разбавленного раствора равной единице (молекулярная масса PbSO₄равна 303 у.е.):

в 1000г раствора содержится 1,510^-4303 г

в 100 г ----------------------------- Х г

1,510^-4 303100

Х = ------------------------ = 4,510^-3 % = 0,0045%

1000

Пример 2. Растворимость фосфата серебраAg₃PO₄в воде при температуре 20⁰Cравна 6,1510^-3г/л. Определить произведение растворимости.

Решение.Молярная массаAg₃PO₄ = 418,58 г/моль. Следовательно раствор содержит:

6,1510^-3

---------- = 1,6 10^-5моль/л

418,58

Эта величина называется молярной растворимостью. При диссоциацииAg₃PO₄образуется три ионаAg⁺и один ион (PO₄^3-), поэтому концентрации ионов в растворе соответственно равны: [PO₄]^3-= 1,610^-5моль/л

[Ag]⁺= 31,610^-5моль/л

Произведение растворимости Ag₃PO₄равно:

Пр Ag₃PO₄= [Ag⁺]³+ [PO₄^3-] = (4,810^-5)³(1,610^-5) = 1,7710^-18

Контрольные задания

51.РастворимостьBaCO₃равна 8,910^-5моль/л. Вычислить произведение растворимости карбоната бария.

52.Произведение растворимостиPbI₂равно 8,710^-6. Вычислить концентрацию ионовPb²⁺и ионовI^-в насыщенном растворе иодида свинца.

53.РастворимостьAgIравна 1,210^-8 моль/л. Вычислите произведение растворимостиAgI

54.РастворимостьFe(OH)₃равна 1,910^-10моль/л. Вычислить произведение растворимостиFe(OH)₃.

55.В 2 л воды при температуре 25⁰С растворяется 2,210^-4г бромида серебра. Вычислите произведение растворимостиAgBr.

56.Растворимость сульфата бария в воде равна 2,4510^-3г/л. Вычислите произведение растворимостиBaSO₄.

57.РастворимостьCaCO₃при 18⁰С равна 6,910^-5моль/л. Вычислите произведение растворимостиCaCO₃.

58.РастворимостьPbBr₂при 18⁰С равна 2,710^-2моль/л. Вычислите произведение растворимостиPbBr₂.

59.РастворимостьBaCO₃равна 8,910^-4моль/л. Вычислите концентрации ионов [Ba²⁺] и [CO₃^2-] (моль/л), а также произведение растворимостиBaCO₃.

60.Произведение растворимостиPbSO₄равно 2,310^-8. Сколько литров воды потребуется для растворения 1гPbSO₄?

61.Произведение растворимостиCaSO₄равно 6,010^-5. Выпадает ли осадок СaSO₄, если смешать равные объемы 0,2н растворовCaCl₂иNa₂SO₄.

62.Произведение растворимостиCaCO₃равно 4,810^-9. Выпадает ли осадок, если смешать равные объемы 0,001М растворовCaCl₂иNa₂CO₃?

63.Произведение растворимостиAgClравно 1,610^-10. Выпадает ли осадок, если смешать 20 мл 0,01н раствораKClс 6 мл 0,01н раствораAgNO₃

64.Произведение растворимостиAg₂Cr₂O₇равно 2,010^-7. Выпадет ли осадок при смешении равных объемов 0,01н растворовAgNO₃иK₂Cr₂O₇.

65.В 6 литрах насыщенного раствораPbSO₄содержится 0,186 г иона свинца (11). Вычислить произведение растворимости.

66.Произведение растворимости сульфата цинка ПР = 2,310^-8. Образуется ли осадок, если к 0,1М растворуNa₂SO₄прибавить равный объем 0,1н раствора ацетата свинцаPb(CH₃COO)₂?

67. Произведение растворимостиMgF₂равно 7,010^-9. Вычислите растворимость этой соли в молях на литр и в граммах на литр.

68. Вычислите произведение растворимости карбоната стронция, если в 5 л насыщенного раствора содержится 0,05 г этой соли.

69.Сколько воды потребуется для растворения 1 гBaCO₃, произведение растворимости которого равно 1,910^-9?

70.РастворимостьAgClв воде при 25⁰С равна 1,310^-5моль/л. Вычислите произведение растворимости хлорида серебра при этой температуре и его растворимость в граммах на литр.

71. Рассчитать произведение растворимости хромата свинца PbCrO₄, если 1 дм³его насыщенного раствора содержит 4,410^-5г PbCrO₄.

72.Рассчитать произведение растворимости фосфата магния-аммония NH₄MgPO₄, если в 1 дм³его насыщенного раствора содержится 8,610^-3г NH₄MgPO₄.

73. Водный раствор содержит ионы кальция Ca⁺²и Ba⁺², концентрации которых составляют: для Ca⁺²0,01 моль/дм³и для Ba⁺²0,1 моль/дм³. К этому раствору медленно прибавляют оксалат аммония (NH₄)₂C₂O₄. Какой из катионов будет осаждаться из раствора первым? Произведение растворимости оксалата кальция и бария равны 2,310^-9и 1,110^-7, соответственно.

74. Образуется ли осадок иодида свинца (II) при смешивании равных объёмов 0,02 моль/дм³растворов ацетата свинца и иодида калия? (ПР иодида свинца = 110^-9).