Главная страница
Навигация по странице:

  • Эквивалентом

  • Пример

    		•

    Г. В. Плеханова (технический университет) к афедра общей и физической химии общая химия Сборник задач


    Скачать 2.09 Mb.
    НазваниеГ. В. Плеханова (технический университет) к афедра общей и физической химии общая химия Сборник задач
    АнкорObschaya_khimia.doc
    Дата15.04.2018
    Размер2.09 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаObschaya_khimia.doc
    ТипСборник задач
    #18100
    страница8 из 27
    1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   27

    4.3. Закон эквивалентов


    Эквивалентом вещества называется такое его количество, которое соединяется с 1 молем атомов водорода или замещает то же количество атомов водорода в химических реакциях. Эквивалентной массой Э называется масса одного эквивалента вещества. Для газов эквивалентным объемом называется объем, занимаемый при данных условиях одним эквивалентом вещества. Эквивалент (эквивалентную массу) можно вычислить по составу соединения данного элемента с любым другим, эквивалент (эквивалентная масса) которого известны пользуясь законом эквивалентов: массы взаимодействующих веществ пропорциональны их эквивалентным массам:

    A + B  C + D

    .
    (32)

    На основе закона эквивалентов можно вывести следующие формулы для вычисления эквивалентных масс веществ:
    (33)

    где М – молярная масса элемента, оксида, кислоты, основания или соли, г/моль; Z – степень окисления элемента в продукте реакции, произведение числа атомов элемента и степени окисления элемента в оксидах, основность кислоты, кислотность основания, произведение числа атомов металла и степени окисления металла в соли.

    4.4. Примеры решения задач


    Пример 1. Определить массовую долю алюминия в его оксиде и вычислить, сколько алюминия теоретически можно выделить из боксита массой 15 т с содержанием Al2O3 87 %.

    Решение. 1. Найдем молярную массу Al2O3:

    .

    2. Примем количество вещества Al2O3 равным 1 моль, тогда количество вещества алюминия будет равно 2 моль. Масса оксида алюминия составит 102 г, а масса алюминия составит 227 = 54 г.

    3. Вычислим массовую долю алюминия в его оксиде:

    .

    4. Вычислим массу чистого Al2O3 в боксите:

    .

    5. Масса алюминия, которую можно получить из боксита:

    .

    Пример 2. При прокаливании 10 г некоторого вещества было получено 6,436 г CuO и 3,564 г CO2. Вывести формулу соединения.

    Решение. 1. Найдем количество вещества оксида меди (II):



    В 1 моль CuO содержится по 1 моль Cu и О, следовательно n(Cu) = n(O, CuO) = 0,081 моль.

    2. Найдем количество вещества оксида углерода (IV):



    В 1 моль CO2 содержится 1 моль Cu и 2 моль О, следовательно n(C) = 0,081 моль,

    = 20,081 = 0,162 моль.

    3. Общее количество вещества кислорода n(O) = 0,081 + 0,162 = 0,243 моль.

    4. Сопоставим количества вещества элементов между собой:

    n(Cu):n(C):n(O) = 0,081:0,081:0,243 = 1:1:(0,243/0,081) = 1:1:3.

    Полученные целые числа представляют собой стехиометрические индексы формулы вещества, химическая формула которого: CuCO3.

    Пример 3. Соединение серы с фтором содержит 62,8 % серы и 37,2 % фтора. Данное соединение при объеме 118 мл в газообразном состоянии (температура 7°С, давление 96,34 кПа) имеет массу 0,51 г. Какова истинная формула соединения?

    Решение. 1. Рассчитаем истинную молярную массу соединения по уравнению Менделеева – Клапейрона (26):  г/моль.

    2. Обозначим x и y количество атомов серы и фтора в молекуле соответственно (SxFy). Зная процентное содержание каждого элемента в соединении и его молярную массу, получим

    3. Таким образом, простейшая формула соединения – SF. Его молярная масса: М = 32+19=51 г/моль.

    Соотношение молярных масс, истинной и простейшей:

    , следовательно, в искомой формуле содержится в 2 раза больше атомов каждого вида и ее формула S2F2.

    Пример 4. При окислении 2,81 г кадмия получено 3,21 г оксида кадмия. Вычислить эквивалентную массу кадмия и определить его валентность.

    Решение. 1. По массе кадмия и массе его оксида найдем массу кислорода: m(O) = m(CdO)m(Cd) = 3,21  2,81 = 0,4 г.

    2. Образование оксида кадмия можно записать в виде схемы реакции Cd + O  CdO, для которой составим пропорцию согласно закону эквивалентов (32):



    3. Сравнивая численные значения эквивалентной массы и молярной массы кадмия, находим: , следовательно, валентность кадмия равна 2.

    Пример 5. Оксид марганца (IV) при прокаливании теряет кислород, образуя Mn3O4. Какой объем кислорода при температуре 27°С и давлении 1,1 атм. выделится из 0,58 кг MnO2?

    Решение. Запишем уравнение реакции разложения:

    ,

    из которого следует, что 3 моль MnO2 дают 1 моль кислорода.

    Найдем количество вещества MnO2



    следовательно, образуется .

    2. Учитывая, что 1 атм. = 101325 Па, по уравнению Менделеева-Клапейрона (26) получим:



    Пример 6. К раствору, содержащему 0,2 моль хлорного железа (FeCl3) прибавили 0,24 моль гидроксида натрия. Какое количество гидроксида железа при этом получилось?

    Решение. 1. Составим уравнение реакции: FeCl3 + 3 NaOH  Fe(OH)3 + 3 NaCl, из которого следует, что 1 моль FeCl3 взаимодействует с 3 моль NaOH, следовательно, для реакции с 0,2 моль хлорного железа требуется гидроксида натрия: 0,23 = 0,6 моль.

    2. По условию задачи, количество вещества NaOH составляет 0,24 моль, т. е. он в недостатке. Дальнейший расчет ведем по гидроксиду натрия.

    3. Составим пропорцию:

    3 моль NaOH  1 моль FeCl3

    0,24 моль NaOH  х моль FeCl3,

    из которой вычислим количество вещества гидроксида железа (III):
    1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   27

    написать администратору сайта