Определение молярных масс эквивалентов

Молярную массу эквивалентов вещества определяют на основе закона эквивалентов. Используя закон эквивалентов для решения задач, можно определить любую величину, входящую в уравнение закона эквивалентов (массу вещества или атомов элемента, молярный объем эквивалентов газообразного вещества), если известны остальные.

Пример 2.11. Вычислить молярную массу эквивалентов металла, если известно, что сульфид металла содержит 52% металла, а молярная масса эквивалентов серы 16 г/моль.

Решение. По условию известно, что в 100г сульфида металла содержится 52г металла. Найдем массу серы.

.

Согласно закону эквивалентов, массы металла и серы, вступивших в реакцию с образованием сульфида металла, относятся как их молярные массы эквивалентов

Пример 2.12. Некоторое количество металла, молярная масса эквивалентов которого 12г/моль, вытесняет из кислоты 0,8л водорода, измеренного при нормальных условиях. Определить массу металла.

Решение. Применяем закон эквивалентов

Зная, что молярный объем эквивалентов водорода равен 11,2 л/моль, определим массу металла.

m(Me) =0,857 г.

Пример 2.13. На восстановление 2,7г оксида металла израсходовано 1,25л водорода, измеренного при нормальных условиях. Определите молярную массу эквивалентов металла.

Решение. Используя закон эквивалентов;

Определим молярную массу эквивалентов оксида

Молярная масса эквивалентов оксида равна сумме молярных масс эквивалентов металла и кислорода.

 

Молярная масса эквивалентов кислорода равна

=

Исходим молярную массу эквивалентов металла:

 

Пример 2.14. На нейтрализацию 9,8г фосфорной кислоты () израсходовано 8г гидроксида натрия. Определить эквивалент фосфорной кислоты и ее основность. На основании расчета напишите уравнение реакции.

Решение. Применяя закон эквивалентов, определим молярную массу эквивалентов фосфорной кислоты:

Кислотность величина постоянная и равна 1, поэтому молярная масса эквивалентов также величина постоянная 40г/моль.

Зная молярную массу эквивалентов, можно найти число эквивалентности:

Основность кислоты совпадает с числом эквивалентности и равна двум. Так как в молекуле кислоты только два атома водорода замещаются на металл, можем записать уравнение реакции.

+2

Пример 2.15. При взаимодействии 2,5г карбоната металла с азотной кислотой образовалось 4,1г нитрата металла. Вычислите молярную массу эквивалентов металла.

Решение. Используя закон эквивалентов и нахождения молярной массы эквивалентов соли как суммы молярных масс эквивалентов металла и кислотного остатка, вычислим молярную массу эквивалентов металла:

 

Вывод химических формул

Формула вещества показывает, атомы каких элементов и в каком количестве входят в состав молекулы вещества. Различают формулы простейшие(эмпирические) и молекулярные(истинные).

Простейшая формула показывает наиболее простой возможный атомный состав молекул вещества. Два вывода простейшей формулы вещества необходимо знать его состав (т.е. атомы каких химических элементов входят в молекулу вещества и массу каждого элемента в определенной массе вещества) и атомные массы образующих вещество элементов.

Молекулярная формула показывает действительное число атомов каждого элемента в молекуле (для веществ молекулярного строения). Для вывода молекулярной формулы кроме состава и атомных масс элементов необходимо знать молекулярную массу вещества.

Пример 2.16. Вещества содержит 26,53% калия, 35,37% хрома и 38,10% кислорода. Найти его простейшую формулу.

Решение. Обозначим число атомов калия, хрома и кислорода в простейшей формуле соответственно через х, у и z, т.е.

Соотношение атомов в молекуле равно соотношению моль атомов химических элементов в молярной массе вещества, т.к. согласно закону Авогадро, одинаковые количества вещества содержат одно и то же число частиц (т.е. одинаковое число моль атомов содержат одинаковое число атомов).

x: y: z = n(K):n(Cr):n(O)

Число моль находят делением массы на молярную массу, т.е.

Но молярные массы атомов численно равны атомным массам данных химических элементов. В условии задачи дан массовый процент элементов в веществе, т.е. в 100г вещества содержится 26,53г калия, 35,37г хрома и 38,10г кислорода. Зная массы атомов химических элементов из условия задачи и атомные массы изпериодической систем элементов, найдем простейшее соотношение атомов в молекуле вещества.

Число атомов в молекуле дробным быть не может, поэтому чтобы выразить полученное соотношение целыми числами, разделим все три числа на наименьшее

Пример 2.17. Найти молекулярную формулу вещества, содержащего 93,75% углерода и 6,25% водорода, если плотность этого вещества по воздуху равна 4,41.

Решение. Зная состав вещества и молярные массы атомов элементов, которые численно равны атомным массам, находим простейшую формулу вещества, т.е. отношение числа атомов углерода(s) и водорода(y).

Чтобы выразить полученные отношение целыми числами, разделим все члены правйо части равенства на наименьшее

и умножим оба члена полученного отношения на 4.

Таким образом, простейшая формула углеводорода Этой формуле отвечаем молекулярная масса, равная

 

Молекулярную массу истинного вещества находим из его плотности по воздуху

Молекулярную массу истинного вещества находим из его плотности по воздуху

 

Таким образом, молекулярная формула соединения ()=

В результате химических реакций атомы химических элементов перегруппироваться из молекул исходных веществ в молекулу конечных продуктов, массы же их остаются постоянными. Поэтому элементный количественный состав можно найти из известной массы продуктов реакции.

Пример 2.18 При полном сжигании 1,33г некоторого вещества получилось 0,77г и 2,24 . Найти простейшую формулу вещества

Решение. Анализируя процесс горения

Вещество+

Можно установить, что в веществе были углерод и сера. Кроме этих двух элементов, в состав вещества может входить кислород.

Так как весь углерод, содержащийся в веществе, перешел в найдем массу углерода в 0,77г . Молярная масса равна 44г/моль и исходя из формулы, в 44г содержится 12г углерода. Найдем массу углерода в 0,77г . Молярная масса равна 44г/моль и исходя из формулы, в 44г содержится 12г углерода. Найдем массу углерода в 0,77г

В 44г -------12г С

В 0,77г ------m(C)

m(C)=

Аналогично находим массу серы M( 64г/моль

В 64г -------32г S

В 2,24г ------m(S)

m(S)=

Таким образом, в сгоревшем веществе 0,21г углерода и 1,12 серы. Так как сумма масс серы и углерода m(C)+m(S)=0,21+1,12=1,33г равна массе сгоревшего вещества, значит кислорода в веществе не было. Выведем простейшую формулу вещества :

x:y = : =0,0175: 0.035 = 1: 2.

Следовательно, простейшая формула вещества С

При установлении формулы газообразования вещества используют закн простых объемных отношений совместно с законом Авогадро.

Пример 2.19. При каталитическом окислении 160мл некоторого газа 200мл кислорода образуется 160мл оксида азота(II) и 240мл водяного пара. Объемы газов измерены при одинаковых условиях. Найдите формулу газа.

Решение. Следовательно, закону простых объемных отношений

V(газа):V(

На основании закона Авогадро можно сделать вывод, что в таком соотношении молекул газы выступают и образуются в результате реакции, т.е. данные коэффициенты являются коэффициентами реакции:

4x+5

На основании уравнения реакции видно, что в молекулу неизвестного газа входит 1 атом азота и три атома водорода, т.е. формула гада