Способы расчета молярной массы эквивалента (Mf) в ионных соединениях

Молярная масса эквивалента ионного соединения может быть определена двумя способами:

1. Как произведение молярной массы формульной единицы вещества на фактор эквивалентности: M_f = f × М

2. Как сумма молярных масс эквивалентов катиона и аниона:

Второй способ удобнее и проще осуществлять табличным способом:

	Katn+m	Anm-n
f	1/n	1/m
Mf	M(Kat)/n +	M(An)/m

Упражнения для самостоятельного решения

7. Рассчитайте двумя способами молярную массу эквивалента для, , , .

8. Рассчитайте молярные массы эквивалента перечисленных соединений, исходя из их молярных масс: , , , , .

9. Чему равен фактор эквивалентности воды при ее взаимодействии: а) с оксидом натрия, б) с металлическим натрием?

10. Одинаков ли эквивалент металла в двух соединениях:

и ; и ?

*Закон эквивалентов:

«Эквивалентные количества всех веществ, участвующих в реакции одинаковы»:

Для реакции А + В = С

n_f(A) = n_f(B) = n_f(C) или

m(A) : m(B) : m(C) = M_f (A) : M_f (B) : M_f (C)

Этот закон лег в основу практических методов определения эквивалентов, атомных и молярных масс.

1. Метод прямого определения молярной массы эквивалента вещества

Пример 1. При сжигании 2,28 г металла получено 3,78 г его оксида. Найти молярную массу эквивалента вещества M_f.

Решение:

Находим массу кислорода, пошедшего на окисление металла:

Далее из пропорции, согласно закону эквивалентов, находим эквивалент металла:

, где г/моль.

г/моль.

2. Аналитический метод нахождения молярной массы эквивалента вещества

Пример 2. Вычислить молярную массу эквивалента металла, если химическим анализом установлено, что сульфид металла содержит 67,15% металла по массе, а эквивалент серы равен 16 г/моль.

Решение:

Пусть масса образца 100 г, тогда масса металла 67,15 г, а масса серы (100 – 67,5) = 32,85 г.

По закону эквивалентов:

, откуда

г/моль.

3. Электрохимический метод нахождения молярной массы эквивалента металла

Пример 3. Определить молярную массу эквивалента никеля, если для выделения на катоде 4 г металла через раствор его соли было пропущено 13150 Кл электричества.

Решение:

В соответствии с уравнением, объединяющим два закона Фарадея,

, где

- масса продукта электролиза,

- число Фарадея (96500 Кл/моль),

- количество прошедшего через раствор электричества, Кл,

- сила тока, А,

- время, с,

Следовательно,

г/моль.

4. Нахождение молярной массы эквивалента металла методом вытеснения водорода

Для газообразных веществ вводится понятие «эквивалентный объем» - объем, занимаемый 1 моль эквивалента вещества (V_m,f, л/моль).

При нормальных условиях согласно гипотезе Авогадро V_m = 22,4 л/моль

V_m,f = V_m× f или V_m,f = 22,4 × f

Для водорода (Н₂) V_m,f = 22,4/2 = 11,2 л/моль,

Для кислорода (О₂) V_m,f = 22,4/4 = 5,6 л/моль.

Пример 4. При взаимодействии 5 г металла с кислотой выделилось 2,8 л водорода (н.у.). Вычислить .

Решение:

Согласно закону эквивалентов эквивалент металла должен вытеснить из кислоты эквивалент водорода.

При нормальных условиях: 5 г – 2,8 л

– 11,2 л/моль .

г/моль

Примечание 1. Если объем водорода измерен при условиях, отличающихся от нормальных, необходимо привести его к н.у. по формуле объединенного газового закона:

Примечание 2. Если выделяющийся водород собран методом вытеснения воды, хранится в газометре над водой, то он насыщен водяными парами. Объем сухого водорода рассчитывается с учетом давления насыщенных водяных паров при температуре опыта , значения которых можно найти в Приложении 1.

,

и .