Расчеты по закону эквивалентов совместно с законом атомной теплоемкости

Закон (правило) атомной теплоемкости гласит: у твердых простых веществ произведение удельной теплоемкости на атомную массу является величиной приблизительно по­стоянной, составляя в среднем 6,3 ккал/грамм-атом.

Взятый в отдельности, этот закон дает возможность по заданной атомной массе А простого твердого вещества находить приблизительно его удельную теплоемкость С или, наоборот, по удельной теплоемкости оценивать приблизи­тельно значение атомной массы, пользуясь математичес­ким выражением закона:

С ´ А = 6,3 (27)

Пример 30. Найти приблизительную теплоемкость циркония по его атомной массе; найти приблизитель­ную атомную массу серебра по его удельной теплоемкос­ти, равной 0,056 ккал/(г´град).

Решeние

Находим в периодической системе атомную массу цир­кония (41,22) и по формуле

А´С = 6,3, находим .

По той же формуле приблизительная атомная масса серебра равна

А = 6,3: 0,056» 110.

В сочетании с законом эквивалентов правило теплоем­кости дает возможность по данным о весовом составе простейших соединений элемента (окисла, соли и т. д.) и по удельной теплоемкости образованного этим элементом простого твердого вещества находить эквивалент, валент­ность и точное значение атомной массы этого элемента.

Пример 31. Удельная теплоемкость металла рав­на 0,0346. Его сульфид содержит 17,6% серы. Найти эк­вивалент, валентность и точное значение атомной массы металла. Указать его название.

Подобные задачи решают по следующему плану: по закону атомной теплоемкости находят приближенное зна­чение атомной массы. По закону эквивалентов находят точное значение эквивалента. По приближенному значе­нью атомной массы и эквиваленту находят валентность. По валентности и точному эквиваленту находят точное значение атомной массы. Дополнительно к условию зада­чи следует знать эквивалент серы в ее соединениях с металлами. Из теоретического курса химии известно, что валентность серы в соединениях с металлами равна 2.

В нашем примере приближенное значение атомной массы:

С ´ А = 6,3;

Зная эквивалент серы (атомная масса серы 32, валентность 2, следовательно, эквивалент 16) и составив пропорцию (процент серы так относится к проценту металла, как эквивалент серы к эквиваленту металла), находят точное значение эквивалента:

17,6: (100 - 17,6) = 16: Э;

Затем находят валентность (она имеет целочисленные значения):

И, наконец, определяют точное значение атомной массы:

А = n´ Э = 3 ´ 65,9 = 197,7.

В периодической системе к этому значению близко подходит золото, имеющее атомную массу 197 и валент­ность +3.