Читайте также:
|
|
При решении задач на вычисление эквивалентных масс необходимо иметь в виду следующее: молярная масса эквивалента сложного вещества равна сумме молярных масс эквивалентов образующих его составных частей:
1) Мэкв оксида равна сумме эквивалентных масс кислорода и элемента, входящего в состав оксида:
Мэкв(оксида) = Мэкв(элемента) + Мэкв(О) = Мэкв (элемента) + 8
или Мэкв (оксида) = Моксида / (число атомов кислорода × 2) или
Мэкв (оксида) = Моксида / (число атомов металла × валентность металла)
Например: а) ZnO, эквивалентные массы металла и кислорода, соответственно равны половине молярных масс атомов:
Мэкв (Zn) = 65/2 = 32,5 г моль
Мэкв (O) = 16/2 = 8 г/моль
Мэкв (ZnO) = 32,5 + 8 = 40,5 г/моль
Мэкв (ZnO) = М(ZnO)/ (1·2) = 81/2 = 40,5 г/моль
б) Мэкв(Fe2O3) = Мэкв (Fе) + 8 = (56:3) + 8 = 26,7 г/моль или
Мэкв(Fe2O3) = М(Fe2O3)/(3·2) = 160/6 = 26,7 г/моль;
2) Мэкв кислоты равна сумме эквивалентных масс водорода и кислотного остатка: Мэкв (кислоты) = Мэкв (Н) + Мэкв (кислотного остатка) = 1 + Мэкв (кислотного остатка)
или Mэкв(кислоты) = Мкислоты / основность кислоты;
а) HNO3. Молярная масса 63 г/моль. Кислота одноосновная, следовательно, эквивалентная масса равна 1 + 62 = 63 г/моль или 63 .: 1 = 63 г/моль.
б) Мэкв (H2SO4) = 1 + Мэкв (кислотного остатка) = 1 + 48 =49 г/моль или Мэкв (H2SO4) = M(H2SO4)/2 = 98/2 = 49 г/моль;
в) H3PO4. Молярная масса 98 г/моль. Основность равна 3.
Мэкв (H3PO4) = 98: 3 = 32,7 г/ моль.
3) Мэкв основания равна сумме эквивалентных масс металла и гидроксильной группы: Мэкв (основания) = Мэкв (Ме) + Мэкв (ОН) = Мэкв (Ме) + 17
или Мэкв(основания) = Моснования/кислотность основания;
Мэкв (Ca(OH)2) = 20 + 17 =37 г/моль или
Мэкв (Ca(OH)2) = M(Ca(OH)2)/2 = 74/2 = 37 г/моль;
Мэкв (Cr(OH)3) = M (Cr(OH)3) / 3 = 103/3 = 34,3 г/ моль, Э(Cr(OH)3) =1/3 моль.
4) Мэкв соли равна сумме эквивалентных масс металла и кислотного остатка
Мэкв (соли) = Мэкв (Ме) + Мэкв (кислотного остатка)
или Мэкв(соли) = Мсоли / (число атомов металла×валентность металла).
Мэкв (Al2(SO4)3) = 9 + 48 = 57 г/моль или
Мэкв (Al2(SO4)3) = M(Al2(SO4)3)/6 = 342/6= 57 г/моль.
Необходимо обратить внимание на то,что многие элементы образуют несколько соединений друг с другом, следовательно, эквивалент и эквивалентная масса – непостоянные величины. Если один элемент образует с другим элементом несколько соединений, то его эквивалентная масса в этих соединениях неодинакова. Например, сера с кислородом образует диоксид серы (SO2) и триоксид серы (SO3). В диоксиде серы ее эквивалент равен 1/4 моля, поэтому на 8 единиц массы кислорода приходится 8 единиц массы серы (32:4). В триоксиде серы ее эквивалент равен 1/6 моля, т.е. на 8 единиц массы кислорода приходится 5,3 единицы массы серы (32: 6).
Эквивалент и эквивалентная масса кислоты и основания зависят от конкретной реакции, в которую они вступают. При взаимодействии серной кислоты и гидроксида натрия с образованием кислой соли, серная кислота проявляется свойства одноосновной кислоты, следовательно, ее эквивалент равен 1, Мэкв (H2SO4) = M (H2SO4) = 98 г/моль. А в случае образования средней соли, соответственно: эквивалент равен 1/2, а Мэкв (H2SO4) = M(H2SO4) /2 = 98/2 г/моль = 49 г/моль.
Ортофосфорная кислота (Н3РО4) в зависимости от условий протекания реакций, может быть как одно-, двух- или трехосновная. Так при образовании дигидрофосфата, гидрофосфата и фосфата эквивалент фосфорной кислоты будет соответствовать 1, 1/2 и 1/3 моля.
Чтобы вычислить эквивалентную массу основания, необходимо его молярную массу разделить на кислотность основания, определяемую числом вступающих в реакцию гидроксильных групп.
Если в реакции принимают участие газообразные вещества, пользуются понятием об эквивалентном объеме, т. е. объеме, который занимает при данных условиях 1 эквивалент газообразного вещества.
Так, при нормальных условиях эквивалентный объем H2, Cl2, Br2, I2, F2 равен Vэкв = 22,4 л/моль × 1/2 = 11,2 л/моль, эквивалентный объем Vэкв (О2) = 22,4 л/моль × 1/4 = 5,6 л/моль.
В аналитической химии понятие эквивалент широко применяется в количественном анализе.
Молярная концентрация эквивалента Сэкв – это отношение количества вещества эквивалентов (nэкв) к объему раствора, выраженному в литрах.
Сэкв = nэкв / Vр-ра
Иногда этот вид концентрации называется нормальностью и выражается в моль/л или н. Например, запись 1 н. H2SO4 означает, что в 1 л раствора содержится 1 эквивалент серной кислоты, то есть 1 моль-эквивалент ее или 49 г.
Количественные отношения веществ в титриметрическом анализе основаны на законе эквивалентов: в химической реакции с n эквивалентами одного вещества всегда вступает во взаимодействие n эквивалентов второго и образуется n эквивалентов каждого из продуктов реакции.
Vкислоты × Скислоты = Vщелочи × С щелочи
Задачи для самостоятельной работы по теме «Эквивалент»
1. Определите число эквивалентности и молярную массу эквивалента фосфора, кислорода и брома в соединениях PH3, H2Tе, HF.
2. В какой массе NaOH содержится столько же эквивалентов, сколько в 140 г КОН?
Ответ: 100г.
3. Из 1,35 г оксида металла получается 3,15 г его нитрата. Вычислите молярную массу эквивалента этого металла.
Ответ: 32,5 г/моль
4. Из 1,3 г гидроксида металла получается 2,85 г его сульфата. Вычислите молярную массу эквивалента этого металла.
Ответ: 9 г/моль.
5. Оксид трехвалентного элемента содержит 31,58 % кислорода. Вычислите молярную массу эквивалента, молярную и атомную массы этого элемента.
6. Чему равен при н.у. эквивалентный объем водорода? Вычислите молярную массу эквивалента металла, если на восстановление 1,017 г его оксида израсходовалось 0,28 дм3 водорода (н. у.).
Ответ: 32,68 г/моль.
7. Из 3,31 г нитрата металла получается 2,78 г его хлорида. Вычислите молярную массу эквивалента этого металла.
Ответ: 103,6 г/моль.
8. На нейтрализацию 9,797 г ортофосфорной кислоты израсходовано 7,998 г NaOH. Вычислите число эквивалентности, молярную массу эквивалента и основность H3PO4 в этой реакции. На основании расчета напишите уравнение реакции.
Ответ: 0,5 моль; 49 г/моль; 2.
9. На нейтрализацию 0,943 г фосфористой кислоты H3PO4 израсходовано 1,291 г КОН. Вычислите число эквивалентности, молярную массу эквивалента и основность кислоты. На основании расчета напишите уравнение реакции.
Ответ: 0,5 моль; 41 г/моль; 2.
10. При сгорании 5,00 г металла образуется 9,44 г оксида металла. Определить молярную массу эквивалента металла.
Ответ: 9,01 г/моль.
Дата добавления: 2014-12-20; просмотров: 233 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |