1. Эквивалент. Закон эквивалентов.

Эквивалентом вещества называется такое его количество, которое соединяется с 1 молем атомов водорода в химических реакциях.

Эквивалентной массой называется масса 1 эквивалента вещества.

Для определения эквивалента (эквивалентной массы) необязательно исходить из его соединения с водородом. Их можно вычислить по составу соединения данного элемента с любым другим, эквивалент которого известен.

Согласно закону эквивалентов эквивалентные массы сложных веществ определяют по следующим формулам:

;

;

;

.

Эквивалентным объемом называется объем, занимаемый при данных условиях 1 эквивалентом вещества. Эквивалентный объем водорода равен 11,2 л/моль.

ПРИМЕР 1. Определить эквивалент и эквивалентные массы элементов в соединениях HBr, HO, NH.

Решение. В указанных соединениях с 1 молем атомов водорода соединяется 1 моль атомов брома, 1/2 моля атомов кислорода и 1/3 атомов азота. Следовательно, согласно определению, эквиваленты брома, кислорода и азота равны соответственно 1 молю, 1/ 2 моля и 1/ 3 моля. Исходя из мольных масс атомов этих элементов, находим эквивалентные массы этих элементов: у Br она равна 79,9 г/ моль, у кислорода – 16 × 1/2 = 8 г/ моль, у азота- 14 × 1/3 = 4,67 г / моль.

ПРИМЕР 2. При соединении 5,6 г железа с серой образовалось 8,8 г сульфида железа. Найти эквивалентную массу железа и его эквивалент, если известно, что эквивалентная масса серы равна

16 г/ моль.

Решение. Из условия задачи следует, что в сульфиде железа на

5,6 г железа приходится 8,8 - 5,6 = 3,2 г серы. Согласно закону эквивалентов, массы взаимодействующих веществ, пропорциональны их эквивалентным массам. Тогда:

5,6 Г железа эквивалентны 3,2 г серы,

Э г/ моль 16 г серы.

Из соотношения следует, что эквивалентная масса железа равна:

5,6 х 16/ 3,2= 28 г/ моль.

Эквивалент железа равен: 28 г/моль : 56 г/ моль = 1/ 2.

ПРИМЕР 3. Некоторое количество металла, эквивалентная масса которого равна 28 г/ моль, вытесняет из кислоты 0,7 л водорода, измеренного при нормальных условиях. Определить массу металла.

Решение. Зная, что эквивалентный объем водорода равен

11,2 л/моль, составляем пропорцию:

28 Г металла эквивалентны 11,2 л водорода

Х г металла эквивалентны 0,7 л водорода.

Тогда Х = 0,7 × 28 / 11,2 = 1,75 г.

РЕШИТЬ САМОСТОЯТЕЛЬНО ЗАДАЧИ 1-3

2. Основные газовые законы.

Состояние газа характеризуется его температурой, давлением и объемом. Если температура равна 273 К, а давление равно нормальному атмосферному (760 мм ртутного столба или

101, 325 кПа), то условия, при которых находится газ, называются нормальными.

Закон Бойля-Мариотта формулируется так: При постоянной температуре давление, производимое данной массой газа, обратно пропорционально объему газа:

PV = const или P / P = V / V .

ПРИМЕР 1. При некоторой температуре давление газа, занимающего объем 3 л, равно 93,3 кПа ( 700 мм рт. ст.). Каким станет давление газа, если, не изменяя температуры, уменьшить объем газа до 2,8 л?

Решение. Обозначив искомое давление через P, можно найти его величину:

P/ 93,3 = 3/ 2,8 . Тогда P= 93, 3 × 3/ 2,8 = 100 кПа

( 750 мм рт. ст.).

Закон Гей-Люссака: при постоянном давлении объем газа изменяется прямо пропорционально абсолютной температуре Т:

V / T = V/ T или V/ T = const.

ПРИМЕР 2. При 27С объем газа 600 мл. Какой объем займет газ при 57С, если давление будет оставаться постоянным?

Решение. По условию задачи V= 600 мл, Т=273+ 27 = 300 К.

Подставляя эти значения в уравнение Гей-Люссака, получим:

600/ 300 = V / 330, откуда V= 600 × 330/ 300 = 660 мл.

Зависимость между объемом газа, давлением и температурой можно выразить общим уравнением, объединяющим законы Бойля - Мариотта и Гей-Люссака:

PV/ T = P V/ T.

В уравнении буквенные обозначения с индексом “0” относятся к нормальным условиям существования газа, а без индексов - к любым условиям.