- •Химический эквивалент. Расчетные задачи
- •Теоретическая часть
- •Понятие «химический эквивалент»
- •Молярная масса и молярный объем эквивалента.
- •1.3. Закон эквивалентов.
- •Расчетные задачи по теме «Химический эквивалент».
- •Примеры решения задач.
- •Задачи для самостоятельного решения.
- •3. Лабораторная работа. Химический эквивалент и молярная масса эквивалента
- •3.2. Оборудование и материалы.
- •3.3. Ход работы.
- •3.4. Расчетная часть.
- •3.5. Вопросы для защиты лабораторной работы.
- •Оглавление
Расчетные задачи по теме «Химический эквивалент».
Примеры решения задач.
Задача 1.
Определите эквивалентное число следующих солей: а) CuCl2; б) (CuOH)2SO4; в) NaHCO3.
Решение.
Эквивалентное число солей находится по формуле: Z(соли) = n(Ме)∙В(Ме) = n(А)∙В(А), где n(Ме) и В(Ме) – число атомов металла и его валентность,
n(А) и В(А) – число анионов и их валентность соответственно.
а) CuCl2: Z(CuCl2) = n(Cu2+)∙В(Cu2+) = n(Cl-)∙В(Cl-) =1∙2 = 2∙1 = 2;
б) (CuOH)2SO4: Z((CuOH)2SO4) = n(CuОН+)∙В(CuОН+) = n(SO42-)∙В(SO42-) =2∙1 = 2∙1 = 2;
в) NaHCO3: Z(NaHCO3) = n(Na+)∙В(Na+) = n(HCO3-)∙В(HCO3-) =1∙1 = 1∙1 = 1.
Задача 2.
Определите эквивалент веществ а) H3PO4; б) Na2CO3; в) KMnO4, участвующих в реакциях:
а) H3PO4 + 2КОН = К2НРО4 + 2Н2О;
б) Na2CO3 + 2НCl = 2NaCl + СО2 + Н2О;
в) 2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3Н2SO4 =2 MnSO4 + 5Na2SO4 + К2SO4 + 3Н2О.
Решение.
Эквивалент вещества определяется природой реагирующего вещества и характером реакции, в которой оно участвует.
а) Э(H3PO4) =∙H3PO4, где Z(H3PO4) равен числу замещенных ионов Н+ в кислоте, т.е. Z(H3PO4) = n(Н+) = 2, Э(H3PO4) =½H3PO4.
б) Э(Na2CO3) =∙Na2CO3, где Z(Na2CO3)=n(Na+)∙В(Na+)=n(CO32-) ∙В(CO32-) =2∙1 = 1∙2 = 2, так как 1 формульная единица Na2CO3 обменивается с двумя ионами Н+ или с двумя ионами Cl-, следовательно Э(Na2CO3) =½ Na2CO3.
в) Э(KMnO4)= ∙KMnO4, где Z(KMnO4) равно числу электронов, участвующих в полуреакции: MnO4- + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O, в расчете на одну формульную единицу иона MnO4-. Следовательно, Z(MnO4-)= Z(KMnO4) =5, а Э(KMnO4)=1/5KMnO4.
Для вариантов а) и б) возможен второй способ решения. Поскольку обе реакции относятся к типу реакций обмена, то найдем наименьшее общее кратное (н.о.к.) всех стехиометрических коэффициентов в каждой реакции и разделим на него каждый коэффициент. Получим следующий вид реакций:
а) ½H3PO4 + КОН = ½К2НРО4 + Н2О;
б) ½Na2CO3 + НCl = NaCl + ½СО2 + ½Н2О;
откуда следует, что Z(H3PO4) = 2 и Z(Na2CO3)=2.
Задача 3.
Вычислите массу вещества, содержащегося в заданном количестве эквивалентов: а) 0,2моль Н2SO4; б) 2,0моль Na2CO3; в) 0,05моль AgNO3.
Решение.
m(В) = Мэ(В)∙nэ(В) =
а) m(Н2SO4) = =9,8 г (ZВ= nН+ =2);
б) m(Na2CO3) = =106 г (ZВ= nNa+∙ВNa+=2∙1=2);
в) m(AgNO3) = =8,5 г (ZВ= nAg+∙ВAg+=1∙1=1);
Задача 4.
Рассчитайте объем кислорода (н.у.), образующийся при разложении 1,28 г оксида металла. Молярная масса эквивалента металла равна 56 г/моль.
Решение.
Реакция разложения оксида: 2Ме2Ох → 4Ме + хО2.
По закону эквивалентов: nэ(Ме2Ох) = nэ(О2) или
oткуда . Известно, что Мэ(Ме2Ох) = Мэ(Ме) + Мэ(О); Мэ(О)= ===8 г/моль; Мэ(Ме2Ох) = 56 + 8 = 64 г/моль.
Vэ(О2)= ==5,6 л/моль. Следовательно,V(О2)== 0,112 л.
Задача 5.
Проводят следующую реакцию в водном растворе:
6H2O + 2NaOHизб. + 2Al → 2Na[Al(OH)4] + 3H2.
Рассчитайте эквивалентное количество вещества (моль) и объем (н.у.) образовавшегося газа, если в реакцию вступило 0,42 моль алюминия.
Решение.
nэ(Al) = Z(Al)∙n(Al). Данная реакция относится к типу окислительно-восстановительных. Для определения эквивалентного числа алюминия запишем полуреакцию:
Al + 4OH- - 3e → [Al(OH)4]-
Откуда Z(Al) = nе = 3, nэ(Al) = 3∙0,42 = 1,26 моль. По закону эквивалентов nэ(Al) = nэ(Н2) = 1,26 моль. Объем выделившегося водорода равен:
V(Н2) = nэ(Н2)∙Vэ(Н2), где Vэ(Н2)= == 11,2 л/моль, следовательно,V(Н2) = 1,26 моль ∙ 11,2 л/моль = 14,1 л.
Задача 6.
Хлорид двухвалентного металла содержит 52,21% хлора. Вычислите молярную массу эквивалента металла и определите, какой это металл.
Решение.
ω(Ме) = ω(хлорида Ме) – ω(Сl) = 100 – 52,21 = 47,79 %. Пусть масса хлорида металла равна 100 г, тогда
m(Ме) = =47,79 г, аm(Сl)=52,21 г.
По закону эквивалентов: , откуда, где=35,5 г/моль, а= 32,5 г/моль.
Так как металл по условию задачи двухвалентный, то М(Ме)=Z∙Мэ = 32,5∙2 =65 г/моль, такой массе по таблице Д.И.Менделеева соответствует цинк.