В В Приседський, В М Виноградов, О І Волкова - Курс загальної хімії у прикладах - страница 6

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67 

Звідки Vo (H2 )* =      -—- =  -—- = 1,24m(Al)Стехіометрічне співвідношення за реакцією (**)

Vo(H2)** = 1 22,4 m(Zn)   ~ 1 M (Zn)

Звідки        Vo(H2)** =1 ■ 22,4 •m(Zn) =1 ■ 22,4 •m(Zn) = 0,34m(Zn)
oK 1}
       1     M (Zn)      1       65,4                                V 7

Підставимо знайдені співвідношення у вираз для загального об'єму водню, що виділився:

V>(H2) = V>(H2)* + V>(H2)** = 1,24m(Al) + 0,34m(Zn) = 33,6 л

Оскільки m(Al) + m(Zn) = m (де m - загальна маса сплаву),

m(Zn) = m - m(Al) = 40 - m(Al)

і отримуємо:

1,24m(Al) + 0,34(40 - m(Al)) = 33,6 Вирішивши отримане рівняння з одним невідомим, знайдемо

m(Al) = 22,2 г.

Обчислюємо масові долі і знаходимо відсотковий склад сплаву:

co(Al) = m(Al) • 100 = 2222 • 100 = 55,5% m 40

w(Zn) = 100 - co(Al) = 100 - 55,5 = 44,5%

 

 

 

4. ЕКВІВАЛЕНТИ ПРОСТИХ І СКЛАДНИХ РЕЧОВИН

 

Основні поняття і закони: еквівалент, фактор еквівалентності, моль еквівалентів, молярна маса еквіваленту, молярний об'єм еквіваленту, кількість речовини еквіваленту, закон еквівалентів.

Перелік умінь: знаходити фактор еквівалентності і складати формули еквівалентів простих і складних речовин; проводити кількісні розрахунки, використовуючи поняття еквіваленту і закон еквівалентів.

 

Еквівалент - реальна або умовна частинка речовини, яка в реакціях з'єднання, заміщення і в кислотно-основних реакціях рівноцінна (тобто здатна з'єднуватися, заміщатися, реагувати) одному атому або одному іону Гідрогену, а в окисно-відновних реакціях - одному електрону.Число, що показує, яка частка реальної частинки речовини А є в даній реакції еквівалентом, називається фактором еквівалентності fA. Фактор еквівалентності записують як простий дріб вигляду fA = 1/q, де q - ціле число: q = 1, 2, 3, ... Формулу еквіваленту Е(А) речовини А можна записати як Е(А) =fA А.

Фактор еквівалентності простих речовин можна визначити через їх валентність:

 

fA = N ( А)    1                — (4.1)

N (А) валентність

де N(A) - число атомів у формулі простої речовини A. Отже, еквівалент простої речовини A:

E(пр.реч. А) = fA A =                  л          :        А (4.2)

N (A) валентність

Наприклад, валентність Са дорівнює двом, а N - одиниці, отже:

Е(Са) = fa Са = 1/2-Са,   Е(Ыа) = f№ • N = 1/1 • Ш Молекула кисню складається з двох атомів (О2), кожен з яких двовалентний. Звідси еквівалент молекулярного кисню:

Е 2) =        ■ O2 = -І- O2 = 402

2              2 ■ 2 4

 

Контрольні питання. Що означає запис: 1/3-Бе? Відповідно до даних визначень поясніть фізичний сенс цифр і символів, що входять в цей запис. Чи може бути інший еквівалент у заліза (якщо є, то який)? Визначить еквівалент озону О3.

Для кислот фактор еквівалентності визначається за їх основністю -числом іонів Гідрогену, що обмінюються в даній реакції на основні залишки.

fA =           К— (4.3)

основність

 

Е(кислота А) = fA A =                       А (4.4)

основність

Багатоосновні кислоти можуть мати різні еквіваленти залежно від числа обмінюваних іонів Гідрогену в даній конкретній хімічній реакції. Наприклад, сірчана кислота може брати участь у двох типах реакцій з їдким натром:

H2SO4 + 2Na0H = Na2S04 + 2H2O і H2SO4 + NaOH = NaHSO4 + H2O.У першій реакції молекула сульфатної кислоти обмінює два іони Гідрогену на іони Натрію, а в другій - тільки один. Отже, еквівалент сульфатної кислоти в першій реакції:

 

Е(H2S°4) = fH2SO4 * H2SO4 = 2H2SO4

а в другій реакції:

 

Е(H2S04) = fH2SO4 ' H2SO4 = 1H2SO4.

Приклад 4.1. Знайдіть еквівалент ортофосфорної кислоти в реакції, в результаті якої утворилася сіль: а) СаНР04; б) А1Р04; в) NaH2P04.

Розв язання. Формула ортофосфорної кислоти Н3Р04.

а)   при утворенні солі СаНР04 з трьох іонів Гідрогену було заміщено
два. 0тже, в даному випадку
fнзро4 = 1/2 і формула еквіваленту кислоти:

 

ЕзР04) = fH3po4 H3PO4 = ІН3РО4.

 

б)    при утворенні солі А1Р04 у кислоті було заміщено три іони
Гідрогену. 0тже,
fнзро4 = 1/3 і формула еквіваленту кислоти:

 

ЕзР04) = fH3po4 * Н3РО4 = ЗН3РО4 .

 

в)  при утворенні солі №Н2Р04 з трьох іонів Гідрогену був заміщений
один іон. 0тже, в цьому випадку
fH3Po4 = 1/1 і формула еквіваленту кислоти:

 

Е3Р04) = Л3РО4 Н3РО4 = зРО4.

 

Контрольне питання. При взаємодії металевого заліза з сірчаною кислотою в першому випадку утворилася сіль ГеБО4, а в другому випадку -Бе2(8О4)3 Чи однакові еквіваленти заліза і сірчаної кислоти в першій і в другій реакціях?

Фактор еквівалентності основ знаходять за їх кислотністю - кількістю гідроксид-іонів 0Н-, що обмінюються в даній реакції на кислотні залишки. Відповідно до рівняння реакції: Н+ + 0Н- = Н20 один гідроксид-іон відповідає, тобто еквівалентний одному іону Гідрогену. 0тже:- = 1

кислотність


(4.5)Е(осн. А) = fA A =                 А (4.6)

кислотність

Наприклад, в реакції

Fe(OH)3 + 2HC1 = FeOHCl2 + 2H2O на кислотні залишки - хлорид-іони C1- обмінюються два іони ОН- і, отже:

2     і    Е(Fe(OH)3) = f(oh)3 Fe(OH)3 = X-

 

Еквівалент однокислотної основи є реальна частинка - молекула цієї основи. Наприклад, еквівалент гідроксиду натрію:

 

Е(NaOH) = fNaOH NaOH =1 NaOH

1

Аналогічно реальними частинками є і еквіваленти одноосновних кислот.

Для солей фактори еквівалентності і еквіваленти часто розраховують за наступними формулами:

 

fA =          1        =          1        (4.7)

N   ^ 7      N   ^ 7

 

Е(сіль А) = fA A =           1          A =          1          A, (4.8)

N   ^ 7                N   ^ 7

о/з    о/з             к/з к/з

де NO/3 і NK/3 - відповідно число основних і кислотних залишків у формулі солі, а 70/З і 7К/З - відповідно їх заряди, узяті за абсолютною величиною. Аналогічні формули можна записати і для оксидів:

 

fA =         1        =              1           (4.9)

A   N (O) ■ 2   N (Е) ■ 7 (Е)

 

Е(окс. А) = fA А =          1         А =             1             А, (4.10)

A       N (0) ■ 2       N (Е) ■ 7 (Е)

де N^) і ЩО) - відповідно число атомів елементу і Оксигену у формулі оксиду, а 7(Е) і 2 - заряди іонів елементу і Оксигену.

Слід мати на увазі, що формули (4.1), (4.2), (4.7)-(4.10) дають вирази тільки для мінімальних значень факторів еквівалентності і відповідно для мінімальних еквівалентів. Пам'ятайте: еквівалент і фактор еквівалентності залежать від конкретного виду реакції, в якій бере участь дана речовина.Наприклад, для карбонату кальцію СаСО3 за формулами (4.7) і (4.8) отримаємо:   fCaC03 = 1/2   і   Е(СаСО3) = fCaC03 СаСО3 = 1/2 СаСО3. Такий

еквівалент СаСО3, наприклад, в наступній реакції:

СаСО3 + 2НС1 = Н2СО3 + СаСІ2 в якій до кислотного залишку солі приєднується максимально можливе число іонів Н+ - два.

Але взаємодія карбонату кальцію з хлоридною (соляною) кислотою може перебігати і по іншій реакції (для чого досить змінити стехіометричне співвідношення реагентів):

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67 


Похожие статьи

В В Приседський, В М Виноградов, О І Волкова - Курс загальної хімії у прикладах