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.