Зпдачи и упражнения по химии

FeCl3 → Fe(OH)3 → FeOHSO4 → Fe2(SO4)3 → FePO4.

У

2. ЭКВИВАЛЕНТ. ЗАКОН ЭКВИВАЛЕНТОВ

Н

Любое вещество состоит из формульных единиц (ФЕ).

Фор-

мульные единицы – это реально существующие частицы,

Ттакие

как атомы, молекулы, ионы, радикалы (O, H2SO4, H+, OH-).

Единицей количества вещества в химии является моль. Моль –

это такое количество вещества, которое содержит столько фор-

мульных единиц, сколько атомов содержится в 0,012 кг изотопа уг-

лерода

12

12

содержится

Б23

атомов.

6C . В 0,012 кг изотопа

6C

6,02 ּ 10

Число 6,02 ּ 1023 моль-1 – постоянная Авогадро (NА).

Число моль вещества равно

рB

й

n

mB

,

вещества

B

M

и

где mB – масса вещества, г;о

MB – молярная масса

, г/моль.

Так как в реакции могут вступать не только реальные, но и ус-

zв раз

формульныхменьшие, чем соответствующие им формульные единицы,

ловные частицы, равноценные 1 атому или 1 иону водорода, то

кроме

единиц в химии применяется также понятие

п

«эквивалент».з

Эквивалент – это реальные или условные частицы вещества, в

ноценны

или условные частицы, которые в кислотно-основных реакциях рав-

Р12

nэк(B)

mB

,

M эк(B)

У

где mB – масса вещества, г;

zB

M эк(B)

– молярная масса эквивалента вещества, г/моль.

M эк(B)

M B

,

Т

где МВ – молярная масса вещества, г/моль.

Н

Б

В

Числовое значение молярной массы эквивалента элемента равно

отношению молярной массы атома элемента к его валентности (В):

й

M

эк(Э)

M B

.

Например: M

эк

(О)

16

8 г/моль,

M

эк

(H )

1

1 г/моль,

2

1

M эк

(Al) 27 9 иг/ оль.

3

т

Элементы, имеющие переменнуювалентность, имеют различные

и

величины молярных масс эквивалентов элементов (As+5, As+3).

Например:

о

з

75

M эк(As 3)

75

M эк

( As

5)

15 г/моль;

24,9 г/моль;

илиоксида

5

3

54,9

M эк

M эк(Э) M эк(О) ; M эк(Mn2O7 )

8 15,9 г/моль

е

7

13

Р

п

Mоксида

M эк(Mn2O7 )

222

M экоксида

n B

;

2 7

15,9 г/моль,

Молярные массы эквивалентов сложных веществ могут иметь

различные значения в зависимости от того, в какую реакцию всту-

пает данное вещество. Так, например, молярная масса эквивалента

кислоты (основания) равна молярной массе кислоты (основания)

МВ, деленной для кислоты на число атомов водорода, замещенных в

данной реакции на металл, а для основания – на число гидроксиль-

У

ных групп, замещенных в данной реакции на кислотный остаток.

Например:

98

Т

1. H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O;

Мэк(H2SO4) =

= 49 г/моль.

2

2. H2SO4 + NaOH = NaHSO4 + H2O;

Мэк(H2SO4) =

98

= 98 г/моль.

1

Б

1. Fe(OH)2 + 2HCl = FeCl2 + 2H2O;

Мэк(Fe(OH)2) =

89,8

=44,9г/моль.

2

Н

эк

89,8

й

2. Fe(OH)2 + HCl = FeOHCl + 2H2O;

Мэк(Fe(OH)2) =

1

=89,8г/моль.

Молярная масса эквивалента соли

M

р

,

(СОЛИ)

M

о

n B

где n – число атомов металла в молекулесоли;

мет

В – валентность этого

алла.

Например:

и

342

M эк

(Al2

(SO4)3)

M (Al2(SO4 )3

57 г/моль.

2 3

6

з

моль

Закон эквивалентов

Один

эквивалентов одного вещества реагирует с одним мо-

лем эквивалентов другого вещества.

Р14

mA + nB = pC + qD;

nэк(А) = nэк(В).

п

е

mA

mB

.

Mэк(А)

M эк(B)

mA

M эк(A)

Т

V0(B)

VM эк(В)

Н

У

V (A)

VM эк( A)

0

, если оба вещества газообразные,

V0(B)

VM эк(В)

где mA и mB – массы веществ А и В в г;

V0(А) и V0(В) – объем газообразных веществ А и В при нормаль-

ных условиях, л;

эквивалентов

Mэк(А) и Mэк(B) – молярные массы эквивалентовБвеществ А и В.

VM эк(A) и VM эк(B) – объемы молярных масс эквивалентов газо-

образных веществ А и В (эквивалентныейобъемы).

Объем

молярных

масс

газообразного вещества

молярной

массы эквивалента данного веще-

(VM эк(B) ) – это объем

ства при нормальных условияхр( .у.).

сжигании

Например: VM эк(H ) = 11,2 /моль, VM эк(O) = 5,6 л/моль.

т

Задачи

молярныемассы эквивалента свинца и его оксида.

2.1. При

навески металла массой 4,14 г получено 4,46 г

его оксида. Определить молярные массы эквивалента металла и его

п

оксида. з

2.2. В оксиде свинца содержится 7,18% кислорода. Определить

его

Р

2.3. Определить молярную массу эквивалента металла, зная, что

15

Вычислить молярные массы эквивалентов сернистой кислоты.

2.18. Одно и то же количество металла соединяется с 0,2 г ки-

слорода и с 3,173 г одного из галогенов. Определить молярную мас-

су эквивалента и назвать галоген.

2.19. При восстановлении 3,98 г оксида меди водородом выдели-

лось 0,9 г воды. Определить молярную массу эквивалента меди и

формулу оксида меди.

2.20. Соединение металла с галогеном содержит 64,5% галогена,

оксид этого же металла содержит 15,4% кислорода. Определить мо-

лярную массу эквивалента галогена и назвать его.

Н

2.21. При растворении 2,816 г двухвалентного металла в кислотеУ

выделилось 3,2 л водорода, собранного над водой и измеренного

при температуре 302 К и давлении 710 мм рт. ст. ОпределитьТмо-

лярную массу эквивалента металла и назвать металл. Давление па-

ров воды при 302 К равно 30,04 мм рт. ст.

й

2.22. При нагревании в токе водорода двух оксидов одного и то-

го же металла найдено, что из 1 г первого оксида образуется 0,126 г

и

воды, а из 1 г второго – 0,226 г воды. ВычислитьБмолярные массы

эквивалентов металла.

р

2.23. Один грамм некоторого металла соединяется с 1,78 г серы

или с 8,89 г брома. Определить молярные массы эквивалентов бро-

ма и металла.

водорода

2.24. Определить молярные массы эквивалентов металла и серы,

растворении

если 3,24 г металла образует 3,48 г оксида и 3,72 г сульфида.

2.25. При

16,25 г двухвалентного металла в кислоте

2.26. Приокислении

металла израсходовано 1,75 л кислорода

выделилось 6,52 л

, собранного над водой и измеренного

з

при температуре 298 К давлении 730 мм рт. ст. Определить мо-

лярную массу эквивалента металла и назвать металл. Давление па-

измеренного

ров воды при 298 К равно 23,76 мм рт. ст.

при 293 К и давлении 730 мм рт. ст. При этом образо-

валось 5,65 г оксида. Определить молярные массы эквивалентов

талла его оксида.

Р

2.27. Мышьяк образует два оксида, из которых один содержит

17

п34,8%, а второй – 24,3% кислорода. Определить молярные массы

эквивалентов мышьяка в обоих оксидах. Как относятся эти величи-

ены друг к другу?

2.28. Металл массой 2,000 г вытесняет из раствора соли меди медь

массой 1,132 г. Массовая доля кислорода в оксиде меди составляет

20%. Определить молярные массы эквивалентов меди и металла.

2.29. Один оксид олова содержит 78,8%, а второй – 88,12% олова

соответственно. Определить молярные массы эквивалентов олова

исходя из состава этих оксидов, найти соотношение между полу-

У

ченными величинами.

2.30. Металл массой 0,150 г вытесняет никель массой 0,367 г из

раствора соли никеля, а из раствора кислоты – водород, объемом

140 см3 (н.у.). Определить молярную массу эквивалента никеля.

Н

2.31. Сколько литров водорода (н.у.) потребуется для восстанов-

ления 112 г оксида металла, содержащего 71,43% металла? Опреде-

лить молярную массу эквивалента металла.

Т

2.32. Бром массой 0,4586 г вытесняет из раствора иодида калия

иод массой 0,7280 г, который взаимодействует с металлом массой

й

0,5935 г. Определить молярную массу эквивалента этого металла.

2.33. Для растворения 5,4 г металла потребовалось 29,4 г серной

оксида

кислоты. Определить молярную массу эквивалентаБметалла и объем

выделившегося водорода (н.у.).

2.34. При восстановлении

водородом

металла массой 2,68 г

образовалось вода массой 0,648 г. Определить молярную массу эк-

вивалента металла.

о

3. СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ СОСТАВА РАСТВОРА

Раствор – однородная система переменного состава. Растворы

бывают жидкими,

, газообразными.

з

Концентрация

(составраствора) – отношение количества или

растворов

массы вещества, содержащегося в системе, к объему той же систе-

мы. Наиболее распространенытвердыми

следующие способы выражения со-

п

.

става

Молярная концентрация растворенного вещества (В), или

чение

молярность (символ СВ, размерность – моль/л, сокращенное обозна-

Р18

(М)). Выражается числом моль растворенного вещества в

1 литре раствора:

CB

mВ

,

M BVp pa

CKOH

mКОН

14

0,5моль/л ;

У

56 0,5

M KOH Vp pa

Т

M KOH 56

г/моль.

Н

Молярная концентрация эквивалентов растворенного веще-

ства (В) (символ Сэк(В), размерность – моль/л, сокращенное обо-

значение (н)). Выражается числом моль эквивалентов растворенно-

го вещества в 1 литре раствора:

Б,

Сэк(B)

mB

эквивалентов

M

(B)Vp pa

р

где mB – масса растворенного веществай, г;

Mэк(В) – молярная масса

растворенного вещества,

г/моль;

раствора

Vp-pa – объем

, л.

оM (В)

МВ

,

з

эк

ZB

кислот

где

МВ – молярная масса растворенного вещества, г/моль;

ZB –эквивалентноеичисло, которое определяется:

п

:

2

для

е

ZB – основность кислоты

M

эк

(H SO )

98

49 г/моль;

Р

19

2 4

M эк(KOH )

56

56 г/моль;

1

для солей:

ZB = n B,

У

n – число атомов металла;

В – валентность металла.

Т

M

эк

(Al

2

(SO )

3

)

342

57

г/моль.

4

2 3

Пример. Сколько граммов Na2CO3

содержится в 500 см3

0,1 н

раствора?

Б

Сэк(Na2CO3) =

mNa

2

CO

;

Н

3

й

Mэк(Na2CO3) Vp pa

и

106

mNa

CO

Сэк(Na2CO3) Mэк(Na2CO3) Vр-ра

= 0,1

0,5 = 2,65 г,

2

3

р

2

о

где M Na2CO3 = 106 г/моль.

Моляльность растворенного вещества (В) или моляльность рас-

твора (символ Cm(В),

размерностьCm(В) =

mB

1000

,