Koh молярная масса эквивалента

Эквивалентом Э(Х)называется некая реальная или условная частица (атом, молекула, ион, радикал и т.п.), которая может присоединять, замещать или быть каким-либо другим образом эквивалентна одному моль атомов или ионов водорода в химических реакциях. В общем случае эквивалент элемента или вещества Х можно найти по формуле

Э(Х) = ,

где z * — число эквивалентности, равное тому количеству атомов или ионов водорода, которое эквивалентно (равноценно) частице Х.

Масса 1 моль эквивалента вещества или элемента Х называется молярной массой эквивалента М_Э(Х)(г/моль). Она связана с молярной массой частицы Х соотношением

М_Э(Х) = М(Х)× Э(Х) = .

Значение числа эквивалентности z * элемента в каком-либо веществе равно модулю степени окисления (С.О.), проявляемой данным элементом в химическом соединении. Таким образом, расчет молярной массы эквивалента элемента следует вести по формуле

М_Э(Х) = .

Для веществ, не участвующих в данный момент в какой-либо химической реакции, число эквивалентности равно:

1) для оксидов – произведению числа атомов элемента N на его валентность В, проявляемую в данном оксиде;

2) для кислот – ее основности, то есть числу атомов водорода, способных замещаться на катионы металлов;

3) для оснований – его кислотности, то есть количеству ионов ОН — , замещаемых на кислотные остатки при реакциях с кислотами;

4) для солей (средних) – произведению числа катионов N_Kt на элементарный заряд катиона Z_Kt.

Таким образом, расчет молярной массы эквивалента вещества не участвующего в химической реакции следует вести по одной из формул:

М_Э(оксида) = , М_Э(соли) = ,

М_Э(кислоты) = , М_Э(основания) = .

Если вещество участвует в реакции ионного обмена, то z * принимают равным числу ионов Н + или числу ионов ОН — , перешедших от одного вещества к другому, а молярная масса эквивалента рассчитывается по уравнению:

М_Э = = .

При расчете молярной массы эквивалента вещества, выполняющего роль окислителя (восстановителя) в окислительно-восстановительной реакции, число эквивалентности принимают равным количеству принятых (отданных) электронов N_e:

М_Э = .

При решении некоторых задач, содержащих сведения об объемах газообразных участников реакции, целесообразно пользоваться не молярной эквивалентной массой, а молярным эквивалентным объемом вещества V_Э, то есть объемом, который при данных физических условиях занимает 1 моль эквивалентов газа. Расчет V_Э газа при нормальных условиях следует вести по формуле

, дм 3 /моль,

где Э – эквивалент элемента, составляющего газ; N – число атомов элемента в молекуле газа; 22,4 – молярный объем при н.у.

Достаточно часто уравнения химических реакций записывают в сокращенно-ионной форме, поэтому может возникнуть потребность в расчете молярной эквивалентной массы не молекулы, а иона. Для ионов М_Э вычисляют по формуле

М_Э(иона) = .

Пример 1. Вычислите молярную эквивалентную массу углерода в соединении CS₂.

Определяем степени окисления элементов в сероуглероде ₂. Тогда

М_Э(С) = .

Пример 2.Определите молярные эквивалентные массы следующих соединений: Н₃РО₃, Са(ОН)₂, Na₂CO₃.

1. Основность фосфористой кислоты равна двум, тогда

М_Э(Н₃РО₃) = .

2. Кислотность гидроксида калия равна двум, следовательно

М_Э(Са(ОН)₂) = .

3. Число катионов в карбонате натрия равно двум, а заряд катиона равен +1, значит

М_Э(Na₂CO₃) = .

Пример 3.Вычислите молярные эквивалентные массы гидроксидов висмута и марганца, участвующих в реакциях

1. Реакция Bi(OH)₃ + 2HNO₃ = Bi(OH)(NO₃)₂ + 2H₂O является ионно-обменным процессом, так как протекает без изменения степеней окисления элементов. В данном случае 1 моль гидроксида висмута обменивается с молекулами азотной кислоты двумя ионами ОН — , поэтому

М_Э(Bi(OH)₃) = = 130 г/моль.

2. Реакция Mn(OH)₂ + Cl₂ + KOH ® MnO₂ + KCl + H₂O является окислительно-восстановительным процессом. С.О. атома марганца в гидроксиде равна +2, а в продукте реакции она составляет +4. Таким образом, атом марганца теряет два электрона в процессе окисления, тогда

М_Э(Mn(OH)₂) = = 44,5 г/моль.

Пример 4. Вычислите молярный эквивалентный объем кислорода и водорода при н.у.

1. Газ Н₂ состоит из двух атомов водорода. Эквивалент каждого атома Н равен 1, тогда

;

2. Газ О₂ содержит 2 атома кислорода. Чаще всего С.О. кислорода в сложном веществе равна –2, следовательно, эквивалент О равен 0,5. Тогда

.

З А Д А Ч И

1. В какой массе гидроксида натрия содержится столько же эквивалентов, сколько в 140 г гидроксида калия?

2. Выразите в молях 3,01×10 23 молекул аммиака. Определите молярную эквивалентную массу данного соединения.

3. Определите эквивалент и молярную массу эквивалента фосфора, кислорода и брома в соединениях фосфид водорода, вода, бромоводород.

4. Запишите реакцию образования гидрофосфата калия при взаимодействии ортофосфорной кислоты с гидроксидом калия. Вычислите молярную массу эквивалента кислоты в данной реакции.

5. Напишите уравнение реакции гидроксида железа (III) с соляной кислотой, при которой образуется хлорид дигидроксожелеза. Вычислите молярную массу эквивалента гидроксида в данной реакции.

6. Определите молярную эквивалентную массу серной кислоты и гидроксида меди (II) в реакциях:

7. Избытком КОН подействовали на раствор дигидрофосфата калия. Запишите уравнение реакции и определите молярную массу эквивалента исходной соли.

8. Вычислите молярные массы эквивалентов окислителя и восстановителя в окислительно-восстановительной реакции:

9. Вычислите молярную эквивалентную массу гидроксохлорида кадмия в реакции с хлороводородом.

10. Вычислите эквивалент и эквивалентную массу H₃PO₄ при взаимодействии с гидроксидом калия с образованием: а) гидрофосфата; б) дигидрофосфата.

11. Напишите уравнение реакций Ni(OH)₃ с хлороводородной кислотой, при которых образуются следующие соединения никеля: а) дигидроксохлорид; б) гидроксохлорид; в) трихлорид. Вычислите эквивалент и эквивалентную массу Ni(OH)₃ в каждой из этих реакций.

12. Определите эквивалент и эквивалентную массу металла в следующих соединениях: Mn₂O₇, Mg₂P₂O₇, Ca₃(PO₄)₂, Ba(OH)₂. Вычислите молярные эквивалентные массы каждого вещества.

14. Вычислите эквивалент и эквивалентную массу серной кислоты при взаимодействии с гидроксидом калия с образованием а) гидросульфата калия; б) сульфата калия.

15. Вычислите эквивалент и эквивалентную массу гидроксида кальция при взаимодействии с хлороводородной кислотой с образованием а) гидроксохлорида кальция; б) хлорида кальция.

16. Вычислите эквивалент и эквивалентную массу оксида магния и алюминия в следующих реакциях:

18. Вычислите эквивалентную массу следующих соединений: CuO, (NH₄)₂S, Ca(HCO₃)₂, AI(OH)₂Cl.

20. Определите эквивалент и эквивалентную массу фосфора в следующих соединениях: РН₃, Р₂О₅, Р₂S₃, КН₂РО₂.

21. Определите эквивалент и эквивалентную массу азота в следующих соединениях: а) аммиак; б) нитрат калия; в) нитрит калия; г) нитрид калия.

22. Определите эквивалент хлора и кислорода в следующих оксидах: Cl₂О, Cl₂О₃, Cl₂О₅, Cl₂О₇. Эквивалент какого элемента остается постоянным и почему?

23. Сера образует три оксида, определите эквивалент серы и кислорода в этих оксидах. Эквивалент, какого элемента остается постоянным и почему?

24. Хром образует три оксида, определите эквивалент хрома и кислорода в этих оксидах. Эквивалент, какого элемента остается постоянным и почему?

25. Определите эквивалент и эквивалентную массу следующих кислот:

а) ортофосфорная; б) фосфорноватая.

26. Определите эквивалент и эквивалентную массу следующих кислот:

а) метафосфорная; б) фосфорноватистая.

27. Определите эквивалент и эквивалентную массу азота и серы в полуреакциях:

28. Определите эквивалент и эквивалентную массу азота и серы в полуреакциях:

29. Определите эквивалент и эквивалентную массу марганца в полуреакциях:

30. Определите эквивалент и эквивалентную массу хрома в полуреакциях:

ЗАКОН ЭКВИВАЛЕНТОВ

|	следующая лекция ==>
ЗАКОНЫ ГАЗОВОГО СОСТОЯНИЯ	|	Вычислим МЭ(О), зная что степень окисления кислорода в оксиде равна –2

Дата добавления: 2018-11-25 ; просмотров: 1911 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Количественный подход к изучению химических явлений и установление закона постоянства состава показали, что вещества вступают во взаимодействие в определенных соотношениях масс, что привело к введению такого важного понятия, как «эквивалент», и установлению закона эквивалентов: массы взаимодействующих без остатка веществ соотносятся как их эквивалентные массы.

Математическое выражение закона эквивалентов:

,

Эквивалент — это частица или часть частицы, которая соединяется (взаимодействует) с одним атомом или ионом водорода.

Из этого определения видно, что понятие «эквивалент» относится к конкретной химической реакции; если его относят к атому в химическом соединении, то имеют в виду реакцию образования этого соединения из соответствующего простого вещества и называют эквивалентом элемента в соединении.

В одном атоме, одной молекуле или формульной единице вещества (В) может содержаться Z эквивалентов этого вещества. Число Z называют эквивалентным числом (или показателем эквивалентности). Обратная величина этого числа называется фактором эквивалентности. Фактор эквивалентности (f) — доля частицы, составляющая эквивалент.

Относительная масса эквивалента называется эквивалентной массой, а масса одного моля эквивалентов, выраженная в граммах, называется молярной эквивалентной массой; она обозначается М_эк, единица измерения – моль эк/г, она численно равна относительной молекулярной массе эквивалента.

Пример 5. Определить эквивалент, эквивалентную массу и молярную массу эквивалента кислорода в молекуле воды.

Решение. Такая формулировка вопроса предполагает реакцию образования воды из кислорода и водорода H₂ + ½O₂ = Н₂О, в которой с 1 атомом водорода соединяется ½ атомов кислорода. Следовательно, Z(О) = 2. Атомная масса кислорода равна 16. Эквивалентом кислорода является ½ его атома, эквивалентная масса равна 8, а молярная масса эквивалента равна 8 г/ моль.

Эквиваленты одних и тех же элементов в различных химических соединениях могут различаться, т.к. величина эквивалента зависит от характера превращения, претерпеваемого им. Так, в соединении SO₂ эквивалентная масса серы равна 8 г/моль, что составляет 1 /₄ от атомной массы, а в соединении SO₃ — 5,3 г/моль, что составляет 1 /₆ от атомной массы серы.

Эквивалентное число серы в этих оксидах равно 4 и 6, т.е. оно равно степени окисления (стехиометрической валентности) серы в этих соединениях. Таким образом, относительная эквивалентная масса и численно равная ей молярная масса элемента в соединении вычисляется по формуле:

М_эк (элемента) = , (1.7)

где А — атомная масса, w — степень окисления элемента в данном соединении.

Например, Z(Mn) в соединении KMnO₄ составляет 7(w = +7), а М_эк (Mn)== 7,85 г/моль; в соединении Mn₂O₃ Z = 3 и поэтому М_эк (Mn)== 18,3 г/моль.

Эквивалентная масса вещества имеет различные значения в зависимости от того, в какой химической реакции участвует это вещество. При расчете эквивалентных масс можно пользоваться следующими правилами и формулами.

1. Эквивалентная масса кислоты в реакциях замещения ионов водорода равна:

М_{эк кислоты} =

2. Эквивалентная масса основания в реакции замещения гидроксид-ионов равна:

М_{эк основания} =

Пример 6. Определить эквивалентную массу H₂SO₄ в реакциях:

Решение. В реакции 1 замещён один ион водорода, следовательно, эквивалентное число серной кислоты Z(H₂SO₄) = 1, М_эк(H₂SO₄) = 98 г/моль эк. В реакции 2 заместились оба иона водорода, следовательно, эквивалентное число Z(H₂SO₄) = 2, а M_эк(H₂SO₄) = 49 г/моль эк.

Пример 7. Определить эквивалентную массу гидроксида висмута в реакциях:

Решение. 1) Z(Bi(OH)₃) = 1, а M_эк(Bi(OH)₃) = 260 г/моль эк, т.к. из трех гидроксид-ионов заместился один; 2) Z(Bi(OH)₃) = 3, a M_эк(Bi(OH)₃) = 260 : 3 = 86,3 г/моль эк, т.к. заместились все три иона ОН — ).

3. Эквивалентная масса соли в реакциях полного замещения катиона или аниона равна:

М_{эк. соли} =

или М_{эк соли} =

Например. в сульфате алюминия Al₂(SO₄)₃ произведение заряда катиона на их число равно 3×2 = 6. Но эквивалентное число соединения в реакции может быть меньше (неполное замещение катионов) или больше (комплексообразование). Если, например, это соединение участвует во взаимодействии Al₂(SO₄)₃ + 12KOH = 2K₃[Al(OH)₆] + 3K₂SO₄, то при этом три сульфат-аниона с суммарным зарядом 6 замещаются двенадцатью гидроксид-ионами ОН — , следовательно, в этой реакции Z(Al₂(SO₄)₃) = 12.

4. Эквивалентная масса оксида в реакциях полного замещения равна

М_{эк оксида} =

Например, Z(Fe₂O₃) = 3 × 2 = 6, М_эк = М(Fe₂O₃) = 160 : 6 = 26,6 г/моль эк. Но в реакции

Z(Fe₂O₃) = 4, М_эк(Fe₂O₃) = 160 : 4 = 40 г/моль эк, т.к. одна формульная единица Fe₂O₃ взаимодействует с четырьмя эквивалентами HCl.

При решении задач, связанных с газообразными веществами, целесообразно пользоваться значением эквивалентного объема. Это объем, занимаемый одним молем эквивалентов газообразного вещества. Для водорода при н.у. этот объем равен 11,2 л/моль эк (так как М_эк(Н) = 1 г/моль эк), а для кислорода – 5,6 л/моль эк (так как М_эк(О) = 8 г/моль эк).

Пример 8. На восстановление 1,80 г оксида металла израсходовано 883 мл водорода (н.у.). Вычислить эквивалентные массы оксида и металла.

Решение. Согласно закону эквивалентов, массы (объемы) реагирующих веществ пропорциональны их эквивалентным массам (объемам):

(г/моль), + ,

г/моль эк.

Пример 9. Вычислить эквивалентную массу цинка, если 1,168 г этого металла вытеснили из кислоты 438 мл Н₂ (Т = 17 °С и Р = 750 мм рт. ст.).

Решение. 1) По уравнению Клапейрона–Менделеева вычисляем массу водорода:

г

Согласно закону эквивалентов

,

= 32,6 г/моль эк.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Да какие ж вы математики, если запаролиться нормально не можете. 8452 — | 7341 — или читать все.

78.85.5.224 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

Ответ

Не тот ответ, который тебе нужен?

Что ты хочешь узнать?

Самые новые вопросы

• leocatsu
• Химия

• silinaola
• Химия

• silinaola
• Химия

• skvorgrand
• Химия

• 8van
• Химия

• асет31
• Химия

• khavanoao
• Химия

• асет31
• Химия

3,5 г) высыпаемв колбу с водой.3. Перемешиваем стеклянной палочкой до полного растворения. Полу-чаем подслащенный водный раствор.Отмерьтемерным цилиндром50 мл воды.Влейте водув коническуюколбу.Рис. 59. Приготовление растворасть 2. Произведение расчетов1. Рассчитываемссовую долю сахара в растворе. Например:объем воды в колбе = 50 мл;масса сахара — 3,5 г.​