3. Эквивалент. Эквивалент простого и сложного вещества.

ЗАКОН ЭКВИВАЛЕНТОВ

Из закона постоянства состава следует: элементы соединяются друг с другом в строго определенных количественных соогаошешгах. Поэтому в химию были введены понятия эквшаленга и молярной массы эквивалента.

Эквивалент^ Э) вещества показывает, какое его количество в молях соединяется с 1 молем атомов водорода или замещает то же количество атомов водорода в химических реакциях. Например. в Н₂О эквивалент кислорода равен 1/2 моля, а в СЩ - эквивалент углерода равен 1/4 моля.

Молярная масса эквивалента вещества (Мэ) • это масса 1 моля эквивалента этого вещества (г/моль). Мэ = Э+М. Молярные массы эквивалентов простых и сложных веществ зависят от стехиометрии реакций, в которых участвуют эти вещества.

Нахождение эквивалента и молярных масс эквивалентов (Мэ) сложных веществ:

1. Кислоты (общая формула кислот Н,Л)

3<жж>™= 1 ''' Число ионов Н% замещенных в реакции (моль).

А/3 = Ml П н+. = Зосоюяк * Маиядам

2. Основания (общая формула Ме(ОН)п

Эоенжааа- 1 /ЧИСЛО ИОНОВ ОН", ЗЭМСЩеННЫХ В реаКЦИИ (МОЛЬ).

Мэ = Ml Пой ~ ^остжже^Мкммаюа .

3. Соли ( общая форщ'ла МвщА,,)

Э _CMi⁼ 1 /Число атомов Ме*Валентность Me (моль).

4. Окислители (окислитель + пе = восстановитель)

Э осям - 1/Число принятых электронов (моль).

= Э

5. Восстановители (восстановитель - не = окислитель)

Эюсст-ы⁼ 1 /Число отданных электронов (моль).

Afo = Ml т = Э лхал-а.. *-М«о««-ль.

6. Элементов в химическом соединении

⁼ 1 / ВалеНТНОСТЬ Элемента (МОЛЬ). Мэ=МЗ

Число молей (п_л) показывает, сколько молей вещества содержится в известной массе (т) этого вещества: гц, = т / М (моль).

Число эквивалентов (п_э) показывает, сколько эквивалентов вещества содержится в известной массе (т) этого вещества: и, = т/Мэ (моль) или п, = т/ Э *М (моль),

Закон эквивалентов. Массы реагирующих веществ пропорциональны молярным массам эквивалентов этих веществ.Раесмотрим закон эквивалентов на примере взаимодействия:

2NaOH + H₂S0₄ = Na₂SO₄+2H₂O

m(NaOH)/m<H₂SO₄) = M,(NaOH 1)/ M,(H₂SO₄) или n, (NaOH) = щ (H₂SO₄) Если одно из реагирующих веществ находится в газообразном состоянии» например,

С(тв.) + О₂ = СО₂. то

Для газообразного кислорода V* -1/4-22,4 = 5,6 л, т.е 1 эквшалент газообразного кислорода при н.у. занимает объем 5,6л. Кислород в этой реакции выступает в роли окислителя

О₂ + 4е = 2О~² , один моль молекулярного кислорода принимает 4 электрона, Э(О₂) = У* (моль)

Пример!. Рассчитайте молярную массу эквивалента металла н его атомную массу, если 1,215 г его вытесняют нэ серной кислоты 1,12л водорода (н.у,), Валентность металла в соединении равна 2.

Решение. По условию задачи металл вытесняет из HjSO 1,12 л Hj Используя закон эквивалентов, рассчитаем моляр­ную массу иквивалента металла; 1,215/М,(Ме) = 1,12/11,2 , отсюдаМ,(Ме)= 12,15 г/моль.

Молярная масса эквивалента связана с атомной массой соотношением; М₃ (Элемент) = Атомная масса (А) • Валентность, отсюда М(Ме) = 12,15 « 2 = 24,30 (г/моль), По периодической системе элементов находим, что этот металл - Mg ,

Пример 2. Вычислите молярную массу эквивалента Си(ОН)з в реакциях;

а) Си(ОН)2 + НС1 = CuOHCl + Н₂0 , 6) Си(ОН)г + H₂SO» = CuS0₄ + 2H₂0,.

Решение. Для нахождения М_ъ (Си(ОН)а) воспользуемсявьфажением

М, = Молярная масса основания/Число ионов ОН', замещенных в реакции.

В реакции а) только одна группа ОН' замещена на ион СГ. А4,(Си(ОН)г) = 97,54/1= 97,54 г/ноль; в реакции б) две группы ОН" замещены на ион S04²". M,(Cu(OH)j) = 97,34/2 = 48,22 г/ьюль,

ЗАДАЧИ

1. Вычислите молярные массы эквивалентов и эквиваленты угольной кислоты в реакциях:

а) Н₂С0₃ + Mg(OH)₂ " MgC0₃ + 2Н₂О;

б) 2Н₂С0₃ + Са(ОН)г = Са(НС0₃)₂+ 2Н₂0; В) Н₂С0₃ + 2КОН - К₂С0₃ + 2Н₂О.

2. Опредедагте молярную массу эквивалента металла, зная, что для полного растворения 2,041 г этого металла потребовалось 5 г H₂SO₄, молярная масса эквивалента которой равна 49 г/моль.

3. На нейтрализацию 1,888 г ортофосфорной кислоты израсходовано 2Д61 г ВЮН. Вычислите молярную массу эквивалента НзРО^ и ее основность в этой реакции. В соответствии с расчетом составьте уравнение реакции.

4. Вычислите молярную массу эквивалента металла в следующих соединениях: МпзО₇, FeSO₄, Ва(ОН)₂, A1₂(S0₄)₃.

5. Вычислите эквивалент и молярную массу эквивалента гидроксида железа (Ш) в реакциях:

а) Fe(OH)₃ + ЗНС1 = FeCi₃ + ЗН₂О;

б) Fe(OH)₃ + НС1 = Fe(OH)₂Cl + Н₂О; В) Fe(OH)₃ + H₂S0₄ = Fe(OH)S0₄ + 2H₂O.

6. Определите молярную массу эквивалента хлора в следующих соединениях: НС1, НСЮ, HClOs, НСЮз, НС1О₄. Чему равен эквшалент хлора?

7. Определите эквивалент и молярную массу эквивалента марганца в следующих соединени-ях: МпО(ОН)г, MnQ₂, K₂uinO₄ . KMnQ₄, МпО₃ .

8. При сгорании 5,00 г металла образуется 9,44 г оксида металла. Определить эквивалентную массу металла.

9. Масса 1 л кислорода равна 1,4 г. Сколько граммов кислорода расходуется при сгорании 21 г магния, эквивалент которого равен 1/2 моля?

10. Определить эквивалентные массы металла и серы, если 3,24 г металла образует 3,48 г оксида и 3,72 г сульфида.

11. Вычислить атомную массу двухвалентного металла и определить, какой это металл, если 8,34 г

10

металла окисляются 0,680 л кислорода (условия нормальные),

12. 1,00 г некоторого металла соединяется с 8,89 г брома и с 1,78 г серы. Найти эквивалентные массы брома и металла, зная, что эквивалентная масса серы равна 16Д) г/моль,

13. Для растворения 16,8 г металла потребовалось 14,7 г серной кислоты. Определить эквивалентную массу металла и объем выделившегося водорода (условия нормальные).

14. При взаимодействии ортофоефорной кислоты со щелочью образовалась com МазНРО₄, Найти для этого случая значение эквивалентной массы сргофосфорной кислоты.

15. На нейтрализацию 2,43 г кислоты идет 2,00 г гидроксида натрия. Определить эквивалентную массу кислоты.

16. При взаимодействии 5,95 г некоторого вещества с 2,75 г хлороводорода получилось 4,40 г соли. Вычислить эквивалентные массы вещества и образовавшейся соли.

17. Фосфор образует два различных по составу хлорида. Эквивалент какого элемента сохраняется в этих соединениях постоянным: а) хлора; б) фосфора?

18. Одинаков ли эквивалент хрома в соединениях CrCU и C