Правила расчета эквивалентного числа в конкретных ситуациях.

1. Для кислот эквивалентное число равно числу замещаемых в конкретной реакции ионов водорода, а для оснований - числу замещаемых гидроксид-ионов.

Пример: Са(ОН)₂ + 2 НСl = СаСl₂ + 2 Н₂О

Э(Са(ОН)₂) = 1/2 Са(ОН)₂; Э(НСl) = 1 НСl

2. Эквивалентное число соли равно произведению количества замещаемых катионов металла на их заряд или произведению числа замещаемых анионов кислотных остатков на модуль их заряда.

Аl Сl₃ + 3 Аg NО₃ = Аl (N О₃)₃ + 3 Аg Сl

Э (Аl Сl₃) = 1/3 Аl Сl ₃; Э (АgNО₃) = 1 АgNО₃.

3. Эквивалентное число оксида равно произведению числа атомов элемента на валентность элемента. Пример:

Аl₂О₃; Э (Аl₂О₃) = 1/6 Аl₂О₃.

4. Эквивалентное число в окислительно - восстановительных реакциях определяется числом электронов, которые отдает или принимает частица восстановителя или окислителя.

К₂Сr₂O₇ + 14 H Cl = 2 Cr Cl₃ + 7 H₂O + 2 KCl + 3 Cl₂

1 2 Cr₂O₇ ^2- + 14 H⁺ + 6e^- ® 2 Cr³⁺ + 7 H₂O

3 6 2 Cl^- - 2e^- ® Cl₂

 

Z (K₂Cr₂O₇) = 6; Z (Cr Cl₃) = 3; Z (HCl) = 1; Z (Cl₂) = 2.

Количество вещества - это число структурных элементов (атомов, молекул, ионов, эквивалентов) в системе. Единицей измерения количества вещества является моль.

Моль - количество вещества системы, которое содержит столько структурных элементов (молекул, эквивалентов и др.), сколько атомов содержится в 0,012 кг изотопа углерода 12.

Число структурных единиц в моле называют числом Авогадро и для практических расчетов принимают равным 6,02 · 10²³.

Массу одного моля вещества называют молярной массой М. Численно молярная масса равна молекулярной, но измеряется в г/моль. Напри­мер, молярная масса аммиака M(NH₃) = 17 г/моль.

Молярную массу эквивалентов вещества В (в г/моль) можно рассчитать, исходя из молярной массы вещества, по формуле:

М_э (В) = .

Количество вещества эквивалентов (в моль) находят отношением массы вещества к молярной массе его эквивалента:

n_э (В) = m(В)/М_э(В)

Количественные соотношения между эквивалентами веществ, участвующих в химической реакции, задаются законом эквивалентов: массы реагирующих друг с другом веществ, а также массы продуктов этой реакции пропорциональны молярным массам эквивалентов этих веществ.

Согласно этому закону для реакции А + B = C + D должно выполняться соотношение: п_э (А) = п_э (В) = п_э (С) = п_э (D),

где n_э(Х) – количество молей эквивалентов соответствующего вещества.

Таким образом, для взаимодействующих веществ А и В можно записать:

n_э (А) == n_э(В)

или подставив значение n_э, получим

= ; =

Пример 1. Определите молярную массу эквивалентов СаСО₃.

Решение: СаСО₃ - средняя соль.

Z (СаСО₃) = 1(число катионов кальция) ∙ 2(заряд катиона) = 2

М_э (СаСО₃) = = =50 г/моль.

Ответ: молярная масса эквивалентов СаСО₃ равна 50 г/моль.

Пример2. Вычислите молярную массу эквивалентов магния, если 60 г его вытеснили из кислоты 56 л водорода (н.у.).

Решение: Mg^o + 2H⁺ → Mg⁺² + H₂

По закону эквивалентов n_э(Mg) = n_э(Н₂),

Выразив количество молей эквивалентов магния через массу магния, а количество молей эквивалентов газообразного водорода через объем газа, получаем выражение:

Преобразуем выражение M_э(Mg) = ;

Число эквивалентности Z(H₂)=2; V_э= 22,4/2=11,2 л

M_э(Mg) = = 12 г/моль

Пример 3. При окислении щелочно-земельного металла массой 5г образуется оксид массой 7 г. Назовите этот металл.

Решение: 2Ме + О₂ = 2МеО

По закону эквивалентов ;М_э(МеО) = М_э(Ме) + М_э(О)

Z(O) = 2; М_э(О)=16/2 = 8 г/моль; обозначим М_э(Ме)= x

; решив уравнение, получаем М_э(Ме)= 20 г/моль для двухвалентного щелочно-земельного металла Z(Ме)=2;

М(Ме)= М_э(Ме) ∙ Z(Ме) = 20 ∙ 2 = 40 г/моль

Определяемый металл – кальций.

Контрольные вопросы:

1. Определите молярные массы эквивалентов H₂SO₄ и Сu(ОН)₂ в следующих реакциях:

а) H₂SO₄ + 2KOH = K₂SO₄ + 2H₂O

б) H₂SO₄ + KOH = KHSO₄ + H₂O

в) Cu(OH)₂ + 2HCl = CuCl₂ + 2H₂O

г) Cu(OH)₂ + HCl = CuOHCl + H₂O

2. Сколько молей эквивалентов содержится в а) 24,5 г H₂SO₄;

б) 12,3 г Н₃РО₄; в) 150 г СаСО₃; г) 8,6 гCaSO₄ ∙2Н₂О; д) 79 гKA1(SO₄)₂ ∙12Н₂О.

3. Рассчитайте молярную массу эквивалентов кисло­ты, если на нейтрализацию 0,009 кг ее израсходовано 0,008 кг гидроксида натрия.

4. Определите молярную массу двухвалентного ме­талла, если 14,2 г оксида этого металла образуют 30,2 г сульфата металла.

5. На нейтрализацию 0,471 г фосфористой кис­лоты израсходовано

0,644 г КОН. Вычислите моляр­ную массу эквивалентов кислоты.

6. Определите молярную массу эквивалентов следующих соединений: Mn₂O₇, Cu₂O, Са(ОН)₂, A1₂(SO₄)₃∙18H₂O, Ca₃(PO₄)₂, Ag₂O, FeSO₄∙7H₂O, Cu₃ PO₄.

7. При нагревании 20,06 г металла было полу­чено 21,66 г оксида. Найдите молярную массу экви­валентов металла, если молярная масса эквивалентов кислорода равна 8 г/моль.

8. Вычислите молярную массу эквивалентов цинка, если 1,196 г его вытеснили из кислоты 438 мл водорода, измеренного при 17 °С и давлении

1 атм.

9. Для растворения 16,8 г металла потребовалось 14,7 г серной кислоты. Определить эквивалентную массу металла и объем выделившегося водорода (н. у.).

10. На восстановление 1,80 г оксида металла израсходовано 883 мл водорода, измеренного при нормальных условиях. Вычислить молярные массы эквивалентов металла и его оксида.

11. Масса 1 л кислорода равна 1,4 г. Сколько литров кислорода расходуется при сгорании 21 г магния, число эквивалентности которого равно 2?

12. На нейтрализацию 2,45 г кислоты идет 2,00 г гидроксида натрия. Определить молярную массу эквивалентов кислоты.

13. В каком количестве NaOH содержится столько же молей эквивалентов, сколько в 140 г КОН?

14. В каком количестве Ва(ОН)₂∙8Н₂О содержится столько же молей эквивалентов, сколько в 156 гА1(ОН)₃?

15. 0,493 гхлорида некоторого металла после обработки нитратом серебра образовали 0,861 г AgCl. Вычислить мольную массу эквивалентов металла.

16. Из 0,432 гметалла образовали 0,574 гего хлорида. Вычислить молярную массу эквивалентов металла, приняв молярную массу эквивалентов хлора рав­ной 35,5 г/моль.

17. При пропускании сероводорода через раствор, содержащий 2,98 г хлорида некоторого одновалентного металла, образуется 2,2 г его сульфида. Вычислите молярную массу эквивалентов металла.

18. При сгорании трехвалентного металла массой 11,2 г образовался оксид массой 16 г. Какой был взят металл?

19. Сколько литров СО₂ (при н.у.) надо пропустить через раствор Са(ОН)₂, чтобы получить: а) 7 молей эквивалентов карбоната кальция; б) 7 молей карбоната кальция;

в) 100 г карбоната кальция?

20. Сколько молей эквивалентов оксида цинка получится при взаимодействии цинка с кислородом объемом 5,6 л (н.у.)