3. Эквивалент. Эквивалент простого и сложного вещества.
ЗАКОН ЭКВИВАЛЕНТОВ
Из закона постоянства состава следует: элементы соединяются друг с другом в строго определенных количественных соогаошешгах. Поэтому в химию были введены понятия эквшаленга и молярной массы эквивалента.
Эквивалент^ Э) вещества показывает, какое его количество в молях соединяется с 1 молем атомов водорода или замещает то же количество атомов водорода в химических реакциях. Например. в Н2О эквивалент кислорода равен 1/2 моля, а в СЩ - эквивалент углерода равен 1/4 моля.
Молярная масса эквивалента вещества (Мэ) • это масса 1 моля эквивалента этого вещества (г/моль). Мэ = Э+М. Молярные массы эквивалентов простых и сложных веществ зависят от стехиометрии реакций, в которых участвуют эти вещества.
Нахождение эквивалента и молярных масс эквивалентов (Мэ) сложных веществ:
1. Кислоты (общая формула кислот Н,Л)
3<жж>™= 1 ''' Число ионов Н% замещенных в реакции (моль).
А/3 = Ml П н+. = Зосоюяк * Маиядам
2. Основания (общая формула Ме(ОН)п
Эоенжааа- 1 /ЧИСЛО ИОНОВ ОН", ЗЭМСЩеННЫХ В реаКЦИИ (МОЛЬ).
Мэ = Ml Пой ~ ^остжже^Мкммаюа .
3. Соли ( общая форщ'ла МвщА,,)
Э CMi= 1 /Число атомов Ме*Валентность Me (моль).
4. Окислители (окислитель + пе = восстановитель)
Э осям - 1/Число принятых электронов (моль).
=
Э
Эюсст-ы= 1 /Число отданных электронов (моль).
Afo = Ml т = Э лхал-а.. *-М«о««-ль.
6. Элементов в химическом соединении
= 1 / ВалеНТНОСТЬ Элемента (МОЛЬ). Мэ=МЗ
Число молей (пл) показывает, сколько молей вещества содержится в известной массе (т) этого вещества: гц, = т / М (моль).
Число эквивалентов (пэ) показывает, сколько эквивалентов вещества содержится в известной массе (т) этого вещества: и, = т/Мэ (моль) или п, = т/ Э *М (моль),
Закон эквивалентов. Массы реагирующих веществ пропорциональны молярным массам эквивалентов этих веществ.Раесмотрим закон эквивалентов на примере взаимодействия:
2NaOH + H2S04 = Na2SO4+2H2O
m(NaOH)/m<H2SO4) = M,(NaOH 1)/ M,(H2SO4) или n, (NaOH) = щ (H2SO4) Если одно из реагирующих веществ находится в газообразном состоянии» например,
С(тв.) + О2 = СО2. то
Для газообразного кислорода V* -1/4-22,4 = 5,6 л, т.е 1 эквшалент газообразного кислорода при н.у. занимает объем 5,6л. Кислород в этой реакции выступает в роли окислителя
О2 + 4е = 2О~2 , один моль молекулярного кислорода принимает 4 электрона, Э(О2) = У* (моль)
Пример!. Рассчитайте молярную массу эквивалента металла н его атомную массу, если 1,215 г его вытесняют нэ серной кислоты 1,12л водорода (н.у,), Валентность металла в соединении равна 2.
Решение. По условию задачи металл вытесняет из HjSO 1,12 л Hj Используя закон эквивалентов, рассчитаем молярную массу иквивалента металла; 1,215/М,(Ме) = 1,12/11,2 , отсюдаМ,(Ме)= 12,15 г/моль.
Молярная масса эквивалента связана с атомной массой соотношением; М3 (Элемент) = Атомная масса (А) • Валентность, отсюда М(Ме) = 12,15 « 2 = 24,30 (г/моль), По периодической системе элементов находим, что этот металл - Mg ,
Пример 2. Вычислите молярную массу эквивалента Си(ОН)з в реакциях;
а) Си(ОН)2 + НС1 = CuOHCl + Н20 , 6) Си(ОН)г + H2SO» = CuS04 + 2H20,.
Решение. Для нахождения Мъ (Си(ОН)а) воспользуемсявьфажением
М, = Молярная масса основания/Число ионов ОН', замещенных в реакции.
В реакции а) только одна группа ОН' замещена на ион СГ. А4,(Си(ОН)г) = 97,54/1= 97,54 г/ноль; в реакции б) две группы ОН" замещены на ион S042". M,(Cu(OH)j) = 97,34/2 = 48,22 г/ьюль,
ЗАДАЧИ
1. Вычислите молярные массы эквивалентов и эквиваленты угольной кислоты в реакциях:
а) Н2С03 + Mg(OH)2 " MgC03 + 2Н2О;
б) 2Н2С03 + Са(ОН)г = Са(НС03)2+ 2Н20; В) Н2С03 + 2КОН - К2С03 + 2Н2О.
2. Опредедагте молярную массу эквивалента металла, зная, что для полного растворения 2,041 г этого металла потребовалось 5 г H2SO4, молярная масса эквивалента которой равна 49 г/моль.
3. На нейтрализацию 1,888 г ортофосфорной кислоты израсходовано 2Д61 г ВЮН. Вычислите молярную массу эквивалента НзРО^ и ее основность в этой реакции. В соответствии с расчетом составьте уравнение реакции.
4. Вычислите молярную массу эквивалента металла в следующих соединениях: МпзО7, FeSO4, Ва(ОН)2, A12(S04)3.
5. Вычислите эквивалент и молярную массу эквивалента гидроксида железа (Ш) в реакциях:
а) Fe(OH)3 + ЗНС1 = FeCi3 + ЗН2О;
б) Fe(OH)3 + НС1 = Fe(OH)2Cl + Н2О; В) Fe(OH)3 + H2S04 = Fe(OH)S04 + 2H2O.
6. Определите молярную массу эквивалента хлора в следующих соединениях: НС1, НСЮ, HClOs, НСЮз, НС1О4. Чему равен эквшалент хлора?
7. Определите эквивалент и молярную массу эквивалента марганца в следующих соединени-ях: МпО(ОН)г, MnQ2, K2uinO4 . KMnQ4, МпО3 .
8. При сгорании 5,00 г металла образуется 9,44 г оксида металла. Определить эквивалентную массу металла.
9. Масса 1 л кислорода равна 1,4 г. Сколько граммов кислорода расходуется при сгорании 21 г магния, эквивалент которого равен 1/2 моля?
10. Определить эквивалентные массы металла и серы, если 3,24 г металла образует 3,48 г оксида и 3,72 г сульфида.
11. Вычислить атомную массу двухвалентного металла и определить, какой это металл, если 8,34 г
10
металла окисляются 0,680 л кислорода (условия нормальные),
12. 1,00 г некоторого металла соединяется с 8,89 г брома и с 1,78 г серы. Найти эквивалентные массы брома и металла, зная, что эквивалентная масса серы равна 16Д) г/моль,
13. Для растворения 16,8 г металла потребовалось 14,7 г серной кислоты. Определить эквивалентную массу металла и объем выделившегося водорода (условия нормальные).
14. При взаимодействии ортофоефорной кислоты со щелочью образовалась com МазНРО4, Найти для этого случая значение эквивалентной массы сргофосфорной кислоты.
15. На нейтрализацию 2,43 г кислоты идет 2,00 г гидроксида натрия. Определить эквивалентную массу кислоты.
16. При взаимодействии 5,95 г некоторого вещества с 2,75 г хлороводорода получилось 4,40 г соли. Вычислить эквивалентные массы вещества и образовавшейся соли.
17. Фосфор образует два различных по составу хлорида. Эквивалент какого элемента сохраняется в этих соединениях постоянным: а) хлора; б) фосфора?
18. Одинаков ли эквивалент хрома в соединениях CrCU и C