Хический эквивалент. Закон эквивалентов

Пример 1. При растворении металла массой 0,0548 г в избытке раствора кислоты выделялся водород объемом 50,4 мл (н.у.). Вычислите значение молярной массы эквивалента металла.

Решение. Значение молярной массы эквивалента можно вычислить исходя из закона эквивалентов, который может быть выражен зависимостью:

m (Me)/ m (H₂) = М_экв (Me)/ М_экв (H),

где m (Me) и m (Н ₂) - массы металла и водорода, М_экв(Me) и М_экв(Н) – молярные массы эквивалентов металла и водорода.

Если одно из веществ находится в газообразном состоянии, то, как правило, его количество измеряется в единицах объема. Поэтому целесообразно воспользоваться следующей зависимостью:

m (Me)/ V (H₂) = Э _m (Ме)/ V _экв (Н),

где V (Н ₂) - объем водорода; V экв (Н) - молярный объем эквивалента для водорода, равный 11,2 л/моль (11200 мл/моль).

В результате получаем:

М _экв.(Ме) = m (Me) · V _экв (Н)/ V (H₂)

М _экв.(Ме) = 0,0548 · 11200/50,4 = 12,17 г/моль.

Пример 2. Вычислить эквивалент и молярную массу эквивалента ортофосфорной кислоты в реакциях: а) с магнием, б) с гидроксидом калия, если при этом образуется кислая соль K₂HPO₄.

Решение. а) Реакция металла с кислотой приводит к образованию средней соли:

2Н₃РО₄ + 3Мg = Мg₃(РO₄)₂ + 3H₂↑.

При получении фосфата в молекуле H₃РO₄ на металл замещаются все 3 атома водорода и кислота проявляет основность, равную 3. Фактор эквивалентности для этого случая будет равен:

f = 1/основность = 1/3.

Отсюда определим эквивалент кислоты:

Э = 1/основность =1/3 моль.

Молярная масса эквивалента кислоты для этого случая:

M(1/3 Н₃РО₄) = M(H₃PO₄) ∙ f = 98 ∙ 1/3 = 32,67 г/моль.

б) Напишем уравнение реакции, в результате которой получается гидрофосфат калия:

Н₃РО₄ + 2КОН = K₂HРO₄ + 2Н₂О.

Из данной реакции следует, что только два атома водорода в молекуле ортофосфорной кислоты замещается на металл, и в этом случае образуется кислая соль. Таким образом, основность серной кислоты в этой реакции равна 2 и фактор эквивалентности кислоты равен 1/2. Эквивалент кислоты определится:

Э =1 ∙ f = 1 ∙ 1/основность = 1/2 моль.

Молярная масса эквивалента кислоты для этого случая:

M(1/2 Н₃РО₄) = M(H₃PO₄) ∙ f = 98 ∙ 1/2 = 49 г/моль.

Пример 3. При окислении металла массой 8,43 г образовался оксид массой 9,63 г. Вычислите значения молярных масс эквивалентов металла и его оксида.

Решение. Реакция протекает по схеме:

Ме + О₂ = МеО.

Учитывая закон сохранения массы вещества и зная массы металла и полученного оксида, найдем мaccy вступившего в реакцию кислорода:

m (кислорода) = m (оксида) - m (металла) = 9,63-8,43 = 1,30 г,

согласно закону эквивалентов:

m (Me)/ m (O₂) =M_экв(Me)/М_экв(О),

Э _m (Me) = m (Me) · M (1/2O)/ m (O₂) = 8,43 · 8/1,20 = 56,20.

Молярная масса эквивалента металла 56,20 г/моль.

Молярная масса эквивалента оксида может быть найдена как сумма молярных масс эквивалентов металла и кислорода:

M_экв (МеО) = M_экв (Ме) + M_экв (О) = 56,20 + 8 = 64,2 г/экв.

Пример 4. Вычислите значения относительной атомной массы и молярной массы эквивалента некоторого элемента, зная, что массовая доля данного элемента в его оксиде составляет 46,74 % и что на один атом его в оксиде приходится два атома кислорода.

Решение. Из закона эквивалентов следует:

m (Me)/ m (O₂) =M_экв(Ме)/M_экв (O),

M_экв (Me) = m (Me) · M_экв (O)/ m (O₂) = 46,74 · 8/53,26 = 7,02.

Так как на 1 атом элемента в оксиде приходится 2 атома кислорода, то валентность элемента равна 4, а молярную массу эквивалента элемента найдем, преобразуя известное выражение

M_экв (элемента)= M/ B, откуда

M = M_экв (элемента) · В = 7,02 · 4 = 28,08 г/моль,

Относительная атомная масса равна 28,08.

Дата добавления: 2015-05-06