Б) Із закону Авогадро випливає, що об’єм 0,025 моль h2s за нормальних умов
V = Vm · ν = 22,4 · 0,025 = 0,56 л.
В) Відомо, що 1 моль будь-якої речовини містить 6,02 · 1023 молекул. Молярний об’єм газу за нормальних умов складає 22,4 л. Тому справедливо
,
звідки
л.
Приклад 2. Густина газу за повітрям дорівнює 1,17. Визначити молекулярну масу і його густину за воднем.
Розв’язання. Із закону Авогадро випливає, що відносна густина (D) одного газу за іншим дорівнює відношенню молярних мас цих газів, тобто D = =М1/М2, отже Dпов.(газу) = Мгазу/Мпов. = 1,17. Середня молярна маса повітря дорівнює 29,0 г/моль. Тоді Мгазу = 1,17 29,0 = 33,9 г/моль, що відповідає відносній молекулярній масі, рівній 33,9 а.о.м. Для визначення густини газу за воднем необхідно відносну молекулярну масу газу поділити на відносну молекулярну масу водню, що дорівнює 2 а.о.м. DН2(газу) = Мгазу : 2 = 33,9 : 2 = 16,95.
Приклад 3. Який об’єм за нормальних умов займуть 4 10-4 м3 газу, що знаходиться при 50оС й тиску 9,54 104 Па?
Розв’язання.
Для приведення об’єму газу до нормальних
умов користуються загальною формулою,
що поєднує закони Бойля – Маріотта та
Гей-Люсака: (pV)/T
= (p0V0)/T0,
звідки V0
= (pVT0)/(p0T),
де T0
=
273 К; p0
=
101325 Па; Т
= 273 + 50 = 323 К.
Приклад 4. При згорянні 5 г металу утворилося 9,44 г оксиду металу. Визначити еквівалентну масу металу.
Розв’язання. З умови задачі випливає, що в оксиді металу на 5 г металу припадає 9,44 – 5 = 4,44 г кисню. Відповідно до закону еквівалентів, маси взаємодіючих речовин пропорційні їхнім еквівалентним масам:
m1/m2 = E1/E2 (1.1)
Для умови нашої задачі цей закон виглядає наступним чином:
m(Me)/m(O2) = E(Me)/E(O2) (1.2)
Еквівалентну масу кисню визначають зі співвідношення Е = А/w, де А – маса моля атомів елемента, а w – валентність елемента, звідси Е(O2) = 16/2 = 8 г/моль. Підставивши знайдені значення в (1.2), одержимо 5/4,44 = Е(Ме)/8. Звідки Е(Ме) = (5 8) : 4,44 = 9,01 г/моль.
Приклад 5. Деяка кількість металу, еквівалентна маса якого дорівнює 28 г/моль, витісняє з кислоти 1,4 л водню, виміряного за нормальних умов. Визначити масу металу.
Розв’язання. У даній задачі одна з реагуючих речовин знаходиться в газоподібному стані, а інша – у твердому. У цьому випадку закон еквівалентів записують у такий спосіб: V/Veq = m/E, де Veq – еквівалентний об’єм газоподібної речовини. Для умови нашої задачі закон виражається у такий спосіб:
V(Н2)/Veq(Н2) = m(Ме)/E(Ме) (1.3)
Еквівалентним об’ємом називають об’єм газоподібної речовини, що займає за даних умов один еквівалент цієї речовини. Молярний об’єм будь-якого газу за нормальних умов дорівнює 22,4 л. Звідси еквівалентний об’єм водню (молекула якого двоатомна) Veq(Н2) = 22,4 : 2 = 11,2 л. Підставляючи дані задачі в (1.3) одержимо 1,4 : 11,2 = m(Ме) : 28, звідки m(Ме)=(1,4 · 28) : 11,2 = 3,5 г.
Приклад 6. Обчислити еквівалентні маси H2SО4 і Аl(ОH)3 у реакціях, виражених рівняннями: Н2SО4 + КОН = КHSО4 + H2О (1.4)
H2SО4 + 2КОН = К2SО4 + 2H2О (1.5)
Аl(ОH)3 + НСl = Аl(ОH)2Сl + H2О (1.6)
Аl(ОH)3 + 3НNO3 = Аl(NО3)3 + 3H2О (1.7)
Розв’язання. Еквівалентна маса складної речовини, як і еквівалентна маса елемента, може мати різні значення і залежить від того, у яку реакцію вступає ця речовина. Еквівалентна маса кислоти дорівнює молярній масі, розділеній на число катіонів водню, заміщених у даній реакції на інші катіони, тобто на основність кислоти: Е(к-ти) = М(к-ти)/n, де n – основність кислоти в даній реакції. Отже, еквівалентна маса H2SО4 у реакції (1.4) дорівнює М(H2SО4)/1 = 98 г/моль, а в реакції (1.5) М(H2SО4)/2 = 49 г/моль. Еквівалентна маса основи дорівнює молярній масі, розділеній на число гідроксид-аніонів, заміщених у даній реакції на інші аніони, тобто, на кислотність основи. Отже, еквівалентна маса Аl(ОH)3 у реакції (1.6) дорівнює М(Аl(ОH)3)/1 = 78 г/моль, а в реакції (1.7) М(Аl(ОH)3)/3 = 26 г/моль.
Приклад 7. На нейтралізацію 4,9 г ортофосфорної кислоти витрачено 4 г гідроксиду натрію. Обчислити еквівалентну масу й основність кислоти в даній реакції. Написати рівняння цієї реакції.