Конспект лекций. Конспект лекций, задачи и упражнения

Название	Конспект лекций, задачи и упражнения
Анкор	Конспект лекций.docx
Дата	03.05.2018
Размер	0.51 Mb.
Формат файла
Имя файла	Конспект лекций.docx
Тип	Конспект #18833
страница	9 из 10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

6. Эквивалент. Закон эквивалентов

Пример 1. При взаимодействии 3,49 г металла с избытком разбавленной серной кислоты выделилось 1,68 л (н.у.) газа. Определить молярную массу эквивалента металла и его оксида.

Решение. В соответствии с законом эквивалентов (соотношение 6.3) для процесса

n_эквMe = n_эквH₂

Поскольку f_эквН₂ = 0,5, то 1 моль эквивалентов водорода при н.у. занимает объем 0,522,4 = 11,2 л. Находим число молей эквивалентов участников реакции:

$d:\learnmethod\1-semestr\tox\sol-2\sol-2.files\image446.gif$ моль экв.

Наконец, определяем молярную массу эквивалента металла:

, г/(моль экв).

Молярная масса эквивалента оксида составит соответственно

23,3 + 8 = 31,3 г/(моль экв).

Пример 2. Сколько литров (н.у.) сероводорода может быть окислено 0,316 г перманганата калия в кислой среде? Сколько граммов серы при этом будет получено?

Решение. Схема протекающего процесса:

KMn⁺⁷O₄ + H₂S^–2 + H⁺ = Mn⁺² + S⁰ + ... .

По закону эквивалентов:

n_эквKMnO₄ = n_эквH₂S = n_эквS.

Эту величину находим по перманганату калия:

$d:\learnmethod\1-semestr\tox\sol-2\sol-2.files\image645.gif$

= 0,01моль экв.

Далее определяем массу серы:

$d:\learnmethod\1-semestr\tox\sol-2\sol-2.files\image462.gif$ m_S = 0,16 г.

Объем 1 моль эквивалентов сероводорода (н.у.) составит

22,4  f_эквH₂S = 22,4  0,5 = 11,2 л.

Отсюда вычисляем объем газа:

VH₂S = n_эквH₂S  Vэкв = 0,01  11,2 = 0,112 л.

Пример 3. На нейтрализацию 0,164 г кислоты израсходовано 40 мл 0,1 М раствора NaOH. Найти молярную массу эквивалента кислоты.

Решение. По закону эквивалентов:

n_экв NaOH = n_{экв к-ты}

Фактор эквивалентности NaOH в любых обменных реакциях составляет единицу, следовательно, для NaOH молярность и нормальность раствора совпадают. Тогда число молей эквивалентов едкого натра составит 0,040,1=0,004 моль экв. Это значение позволяет определить молярную массу эквивалента кислоты:

$d:\learnmethod\1-semestr\tox\sol-2\sol-2.files\image649.gif$ ^г.

Пример 4. Какой объем 0,1 М раствора К₂Cr₂O₇ потребуется для окисления в кислой среде 200 мл 0,1 М раствора нитрита калия?

Решение. Схема протекающего процесса:

K₂Cr⁺⁶₂O₇ + KN⁺³O₂ + H⁺  Cr⁺³ + KN⁺⁵O₃ + …

Воспользуемся законом эквивалентов в варианте соотношения (6.4):

.

Нормальности растворов составят:

$d:\learnmethod\1-semestr\tox\sol-2\sol-2.files\image657.gif$ .

Находим неизвестный объем:

мл.

Пример 5. Каким объемом 0,05 М раствора KMnO₄ можно заменить 1 л 10 мас.% раствора K₂Cr₂O₇ плотностью 1,08 г/мл в реакциях окисления-восстановления, протекающих в кислой среде?

Решение. По закону эквивалентов:

n_экв KMnO₄ = n_экв K₂Cr₂O₇

$d:\learnmethod\1-semestr\tox\sol-2\sol-2.files\image663.gif$ .

Задача фактически сводится к нахождению молярной, а затем – нормальной концентрации раствора K₂Cr₂O₇. Первоначально находим молярную концентрацию:

$d:\learnmethod\1-semestr\tox\sol-2\sol-2.files\image665.gif$ ; г/моль^.

Далее, учитывая процессы, происходящие при окислении перманганатом и бихроматом калия в кислой среде

Mn⁺⁷O₄^– + 8H⁺ + 5 ē = Mn²⁺ + 4 H₂O,

Cr⁺⁶₂O₇ + 14H⁺ + 6 ē = 2Cr³⁺ + 7 H₂O,

производим необходимые вычисления и определяем требуемый объем:

; ;

, л.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 1

Стандартные термодинамические характеристики образования индивидуальных веществ, водных растворов и ионов при 298,15 К

Вещество и состояние	Н_обр, кДж/моль	G_обр, кДж/моль	S°, Дж/(мольК)
1	2	3	4
Ag⁺ (p-p, ст. с)	105,6	77,13	72,6
[Ag(NH₃)₂]⁺(p-р, ст.с., гип.недис)	-117,2	-17,6	246
AgBr (к)	-100,7	-97,2	107,1
Ag₂S (к)	-32,8	-40,8	144,0
Аl (к)	0	0	28,3
Аl₂O₃ (к)	-1675,7	-1582,3	50,9
А1₂O₃ (аморф)	-1602		
Ва²⁺ (p-p, ст.с)	-524,0	-546,8	8,4
BaSO₄ (к)	-1458,9	-1347,9	132,2
Вr₂ (г)	30,9	3,1	245,4
Вr₂(ж)	0	0	152,2
Вr^– (p-p, ст.с)	-121,4	-104,1	83,3
С (г)	715,1	669,7	158,0
C (к, графит)	0	0	5,74
СН₄ (г)	-74,8	-50,8	186,3
CN^– (p-p, ст.с)	150,6	171,6	96,4
СO (г)	-110,5	-137,1	197,5
СO₂ (г)	-393,5	-394,4	213,7
СО₃^2- (р-р, ст.с)	-676,6	-527,6	-56
С₂Н₆ (г)	-84,7	-33,0	229,5

Продолжение табл. 1

1	2	3	4
С₆Н₆ (ж)	49,0	124,5	172,8
HCN (р-р, ст.с., гип.недис)	107,3	119,0	127,3
СООН^– (р-р, ст.с)	-426,2	-351,5	91
НСООН (р-р, ст.с., гип.недис)	-426,0	-373,0	163
НСО₃^– (р-р, ст.с., гип.недис)	-691,3	-586,6	93
Н₂СО₃ (р-р, ст.с., гип.недис)	-699,0	-623,3	190
Са²⁺ (р-р, ст.с)	-543,1	-552,8	56,5
СаСО₃ (к)	-1206,8	- 1128,4	91,7
CaF₂ (к)	-1220,9	-1168,5	68,5
СаО (к)	-635,1	-603,5	38,1
Cd (к)	0	0	51,8
Cd²⁺ (р-р, ст.с)	-75,3	-77,7	-71
CdS (к)	-157	-153	71
Cl₂ (г)	0	0	223,0
Сl^– (р-р, ст.с)	-167,1	131,3	-56,5
Сl (г)	121,3	105,3	165,1
НСl (г)	-92,3	-95,3	186,8
Сr (к)	0	0	23,6
Сr₂O₃ (к)	-1140,6	-1059,0	81,2
F^– (р-р, ст.с)	-331,5	-277,7	-13,8
Fe²⁺ (р-р, ст.с)	-87,1	-78,9	-131
Fе³⁺ (р-р, ст.с)	-46,4	-4,5	-309
Fе(ОН)₃ (к)	-827	-700	105
H₂ (г)	0	0	130,5
Н (г)	218,0	203,3	114,6
Н⁺ (р-р, ст.с)	0	0	0

Продолжение табл. 1

1	2	3	4
I₂ (к)	0	0	116
I^– (р-р, ст.с)	-55,2	-51,7	111
I₂ (р-р, ст.с)	22	16	135
К (к)	0	0	64,7
К⁺ (р-р, ст.с)	-252,3	-282,5	101
КС1 (к)	-436,6	-408,6	82,6
КСlO₃ (к)	-389,1	-287,5	143,0
К₂Сr₂O₇ (к)	-206,2	-1882	291
Mg (к)	0	0	32,7
Mg²⁺ (р-р, ст.с)	-468,1	-457,3	-134
MgO (к)	-601,5	-569,3	27,1
Mg(OH)₂ (к)	-924,7	-833,7	63,2
N (г)	472,7	455,6	153,2
N₂ (г)	0	0	191,5
NН₃ (г)	-46,2	-132,3	-16,7
NH₄ (р-р, ст.с)	-79,5	192,6	-114
NH₄C1 (к)	-314,2	-203,2	95,8
NН₄ОН (р-р, ст.с., гип.недис)	-366,2	-264,0	181,7
NO₂ (г)	33,5	51,6	240,2
N₂O₄ (г)	9,6	98,4	303,8
Na (к)	0	0	51,3
Na⁺ (p-p, ст.с)	-240,4	262,1	58,9
NaH (к)	-56,4	-33,6	40,0
NаНСО₃ (к)	-949,1	-851,1	101,3
NaOH (к)	-495,9	-379,8	64,4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10