Закон эквивалентов

Массы реагирующих друг с другом веществ, а также массы продуктов этой реакции пропорциональны молярным массам эквивалентов этих веществ.

Математически закон эквивалентов для условной реакции вида

А + В  С + D

можно выразить следующим образом

или .

Если в реакции участвуют газообразные вещества, то закон эквивалентов целесообразнее записать как соотношение объемов

.

Наконец, когда один из участников реакции - газ, а другой – твердый реагент, то формула, выражающая закона эквивалентов, принимает вид

.

Пример 1. при сгорании 5 г металла образуется 9,44 г оксида металла. Вычислите молярную эквивалентную массу металла. Определите относительную атомную массу металла, если его валентность в оксиде равна трем.

Р е ш е н и е

По закону эквивалентов

М_Э(Ме) = .

Молярную эквивалентную массу оксида можно представить как сумму М_Э металла и кислорода

М_Э(оксида) = М_Э(Ме) + М_Э(О).

Вычислим мэ(о), зная что степень окисления кислорода в оксиде равна –2

М_Э(О) = .

Тогда

М_Э(Ме) = или М_Э(Ме) = 9 г/моль.

Относительную атомную массу металла найдем по формуле

А_r(Ме) = М_Э(Ме)В = 9  3 = 27.

Пример 2. Мышьяк образует оксид, содержащий 65,2 % мас. мышьяка. Вычислите молярную эквивалентную массу мышьяка и определите простейшую формулу оксида.

Р е ш е н и е

1. Оксид мышьяка состоит из элементов As и О. Тогда закон эквивалентов можно записать так

.

Отношение масс элементов в оксиде равно отношению массовых долей (% мас.) этих элементов, то есть

.

Тогда М_Э(As) = .

2. Для того чтобы записать химическую формулу оксида, вычислим валентность мышьяка в оксиде по формуле

В = .

Следовательно, химическая формула оксида мышьяка As₂O₅ .

Пример 3. На восстановление 3,6 г оксида металла израсходовано 1,7 дм³ водорода при н.у. Найдите молярную эквивалентную массу металла.

Р е ш е н и е

1. По закону эквивалентов

М_Э(оксида) = .

2. Так как М_Э(оксида) это сумма молярных эквивалентных масс металла и кислорода, то

М_Э(Ме) = М_Э(оксида) - М_Э(О) = 23,7 – 8 = 15,7 г/моль.

Пример 4. Из 3,31 г нитрата металла получено 2,78 г хлорида металла. Вычислите молярную эквивалентную массу оксида металла.

Р е ш е н и е

Закон эквивалентов в данном случае примет вид

.

М_Э хлорида и нитрата металла можно представить таким образом

М_Э(нитрата) = М_Э(Ме) + М_Э(NO₃^-) ,

М_Э(хлорида) = М_Э(Ме) + М_Э(Cl^-) .

Вычислим молярные эквивалентные массы ионов нитрата и хлорида

М_Э(NO₃^-) = ,

М_Э(Cl^-) = .

Тогда по закону эквивалентов

. Отсюда М_Э(Ме) = 104 г/моль,

а молярная эквивалентная масса оксида металла равна

М_Э(оксида) = М_Э(Ме) + М_Э(О) = 104 + 8 = 112 г/моль.

З А Д А Ч И

1. 2,14 г металла вытесняют из кислоты 2 дм³ водорода при нормальных условиях. Определите молярную эквивалентную массу оксида металла.

2. На восстановление 3,6 г оксида металла израсходовано 1,7 дм³ водорода при нормальных условиях. Вычислите молярную эквивалентную массу металла.

3. Олово образует два оксида. Первый содержит 78,8 % мас. олова, а второй - 88,2 % мас. Вычислите молярные эквивалентные массы олова в данных оксидах. Составьте простейшие формулы оксидов.

4. Из 1,35 г оксида металла получается 3,15 г его нитрата. Вычислите молярную эквивалентную массу металла.

5. Из 1,3 г гидроксида металла получается 2,85 г его сульфата. Вычислите молярную эквивалентную массу металла.

6. Одно и тоже количество металла соединяется с 0,0006 кг кислорода и с 0,009534 кг галогена. Вычислите молярную эквивалентную массу галогена.

7. Вычислите молярную эквивалентную массу металла, если на восстановление 1,017 г его оксида израсходовали 0,28 дм³ водорода при нормальных условиях.

8. В 2,48 г оксида одновалентного металла содержится 1,84 г металла. Вычислите молярную эквивалентную массу металла и его оксида. Чему равна молярная масса металла?

9. На сжигание 1,5 г двухвалентного металла требуется 0,69 дм³ кислорода при нормальных условиях. Вычислите молярную эквивалентную массу и атомную массу данного металла.

10. Из 3,31 г сульфата металла получается 2,08 г хлорида металла. Определите молярную эквивалентную массу металла.

11. На нейтрализацию 0,943 г фосфористой кислоты Н₃РО₃ израсходовано 1,291 г гидроксида калия. Вычислите молярную эквивалентную массу кислоты и определите ее основность в данной реакции.

12. При окислении 16,74 г металла образовалось 21,54 г оксида. Вычислите молярную эквивалентную массу металла и его оксида.

13. При взаимодействии 3,24 г металла (валентность равна 2) с кислотой выделилось 4,03 дм³ водорода при нормальных условиях. Определите молярную эквивалентную массу металла и его относительную атомную массу.

14. Сульфид мышьяка содержит 38 % мас. серы. Молярная масса эквивалента серы равна 16 г/моль. Вычислите молярную эквивалентную массу мышьяка и запишите химическую формулу сульфида.

15. На нейтрализацию 9,797 г ортофосфорной кислоты израсходовали 7,998 г NaOH. Вычислите молярную эквивалентную массу кислоты и ее основность в данной реакции.

16. 3,04 г некоторого металла вытесняют 0,252 г водорода, 26,965 г серебра и 15,885 г меди из соединений этих элементов. Вычислите М_Э данных металлов.

17. Оксид металла содержит 28,57 % мас. кислорода, а его фторид содержит 48,72 % мас. фтора. Вычислите молярные эквивалентные массы металла и фтора.

18. Вычислите молярную эквивалентную массу металла и его оксида, если на восстановление 1,8 г оксида израсходовано 833 см³ водорода при нормальных условиях.

19. Чему равна молярная эквивалентная масса меди, если цинк массой 13 кг замещает в растворе соли медь массой 12,633 кг? Эквивалент цинка принять равным ½.

20. 0,49 г хлорида металла взаимодействует с AgNO₃, при этом получено 0,863 г AgCl. Вычислите эквивалентную массу металла.

21. На восстановление 7,09 г оксида двух валентного металла требуется 0,31 г водорода. Вычислите эквивалентную массу металла и его оксида. Чему равна атомная масса металла? Назовите этот металл.

22. Определите молярные эквивалентные массы металла и серы, если 3,24 г металла образуют 3,48 г оксида и 3,72 г сульфида.

23. Для растворения 16,8 г металла потребовалось 14,4 г серной кислоты. Определите молярную эквивалентную массу металла и объем выделившегося водорода (н.у.).

24. Некоторое количество металла, молярная эквивалентная масса которого равна 27,9 г/моль, вытесняет из кислоты 700 см³ водорода (н.у.). Определите массу металла.

25. Серная и ортофосфорная кислоты имеют одинаковую молярную массу. Каково отношение масс этих кислот, пошедших на нейтрализацию одного и того же количества щелочи, если образовались соответственно сульфат и дигидроортофосфат?

26. Оксид марганца содержит 22,56 % мас. кислорода. Вычислите молярную эквивалентную массу и стехиометрическую валентность марганца в оксиде.

27. Оксид марганца содержит 50,50 % мас. кислорода. Вычислите молярную эквивалентную массу марганца в оксиде. Составьте химическую формулу оксида.

28. Металл образует оксид Me₂O₃, содержащий 68,4 % мас. металла. Вычислите атомную массу этого металла. Какой это металл?

29. Молярная эквивалентная масса хлора равна 35,5 г/моль. Молярная масса атомов меди равна 63,5 г/моль. Молярная эквивалентная масса хлорида меди равна 99,5 г/моль. Запишите формулу хлорида меди.

30. Вычислите молярную эквивалентную и атомную массу двухвалентного металла, если на окисление 8,34 г этого металла израсходовано 680 см³ кислорода. Назовите этот металл.