В В Приседський, В М Виноградов, О І Волкова - Курс загальної хімії у прикладах - страница 7

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 

2СаСО3 + 2НС1 = Са(НСО3)2 + СаСІ2 В останній реакції на дві молекули солі СаСО3 доводиться дві молекули НС1 і до кожного кислотного залишку - карбонат-іону СО32- приєднується тільки один іон Гідрогену. Отже fCaC03 = 1/1 і Е(СаСО3) = fCaC03 СаСО3 = 1/1 СаСО3,

тобто в даній реакції еквівалент солі є реальна частинка - «молекула» СаСО3.

Таким чином, застосування формули (4.7) дає мінімальне значення фактора еквівалентності. Завдання із визначення еквіваленту даної речовини, взагалі кажучи, є неоднозначним - завжди необхідно указувати, в якій реакції бере участь ця речовина.

Приклад 4.2. Знайдіть фактор еквівалентності солі Са3(РО4)2.

Розв язання. Оскільки не задана конкретна реакція, припустимо визначити тільки мінімальний еквівалент. В цьому випадку передбачається, наприклад,  приєднання  максимального  числа  іонів  Н+  до кислотних

залишків. До складу солі входять два кислотні залишки РО4- ортофосфорної кислоти Н3РО4. В цілому ці кислотні залишки можуть приєднати шість іонів Н+. Звідси fCa3(po4)2 = 1/(2 ■ 3) = 1/6. Такий же результат отримаємо, якщо підрахуємо сумарний позитивний заряд основного залишку.

Приклад 4.3. Знайдіть еквіваленти вихідних речовин і продуктів в наступних реакціях:

а)  N2 + 3H2 = 2NH3

б)  Ab(S04)3 + 3Na2S + 6H2O = 2A1(0ffb + 3H2S + 3N2SO4

в)  B2O3 + 3CaF2 + 3H2SO4 = 2BF3 + 3CaS04 + 3H2O

г)  B2H6 + 6H20 = 2B(0H)3 + 6H2

д)         P4O10 + 6H2O = 4H3PO4.Розв'язання. а) В даній реакції: N2 + 3H2 = 2NH3 кожен з атомів Нітрогену з'єднується з трьома атомами Гідрогену. Отже, валентність Нітрогену дорівнює трьом і fN2 = 1(2 ■ 3) = 1/6; еквівалент N2: E(N2) = 1/6 ■ N2 .

Валентність   Гідрогену   дорівнює   1.   Тоді    fH2 = 1/(2 1) = 1/2 і

E (H2) = V2 H2.

В молекулі аміаку NH3 на один атом Нітрогену доводиться три атоми Гідрогену. Тому, fNH3 = 1/3 і еквівалент NH3 є E(NH3) = 1/3 ■ NH3.

б)  В даній реакції: A12(SO4)3 + 3Na2S + 6H2O = 2A1(OH)3 + 3H2S +

3Na2S04 найбільшу складність викликає визначення fH20. Враховуючи, що одна молекула води віддає один іон Н+ для утворення H2S, слід прийняти: fH2o = 1/1 і E (H2O) = V1 H2O.

Знаходження еквівалентів решти речовин не представляє складнощів:

сіль A12(S04)3: fA12(S04)3 = 16 і E(A12(S04)3) = 1/6■ A12(S04)3;

 

сіль Na2S: fNa2S = 1/2 і E(Na2S) = 12 ■ Na2S;

 

основа A1(0H)3: fA1(0H)3 = 1/3 і E(A1(0H)3 = V3 A1(0H)3;

 

кислота H2S: fA12(S04)3 = V6 і E(H2S) = 12■ H2S;

 

сіль Na2S04: fNa2S04 = 12 і E(Na2S04) = 1/2 ■ Na2S04 .

в)  Знаходимо еквіваленти речовин, що беруть участь в реакції:

B2O3 + 3CaF2 + 3H2SO4 = 2BF3 + 3CaS04 + 3H2O оксид: B2O3: fB2o3 = 16, E2О3) = 16■ В2О3;

 

сіль CaF2: fCaF2 = 1/2, E(CaF2) = 12 ■ CaF2 ;

кислота H2SO4: fH2S04 = 12, E(H24) = 12■ H24 ;

сіль BF3: fBF3 = 13, E(ВFз) = 13■ ВFз;

сіль CaS04: fCaS04 = 12, E(CaSО4) = 12■ CaSО4 .

При визначенні еквіваленту води в цій реакції зверніть увагу, що одна молекула води утворюється при приєднанні двох атомів Гідрогену до атома Оксигену молекули оксиду бору. Тому fH2o = 12 і E(H20) = 12 ■ H20 на

відміну від реакції (б), де еквівалент води дорівнює реальній частинці: 1/1-Н2О.г)    В реакції B2H6 + 6H20 = 2B(0H)3 + 6H2 еквіваленти перших трьох
сполук знайти нескладно:

fB2H6 = 16, E2H6) = 16 ■ В2H6;

fH20 = 1/1, E(H20) = 11 H20 (оскільки від молекули води до бору переходить один гідроксид-іон);

fb(oh)3 = 13, E(В(0Н)3) = 13 ■ В(0Н)3 .

При визначенні еквіваленту водню Н2 в цій реакції ми зустрічаємося з не зовсім звичайною ситуацією. Річ у тому, що тут молекула Н2 утворюється з двох протилежно заряджених іонів Гідрогену: з іону Н- (гідрід-іону), який входить в молекулу борана В2+3Н6-, і з іону Н+, який входить в молекулу води Н+-(ОН)-. Тому в даній реакції молекулу водню можна формально розглядати   як   одноосновну   кислоту   Н+-Н-.   Отже    fH2 = 1/1 ■ Н2 і

E(Н2) = 1/1 ■ Н2 (на відміну від реакції (а), в якій E(Н2) = 12■ Н2).

д)    В даній реакції P4O10 + 6Н20 = 4H3P04 складність виникає з
визначенням
fP4010. Треба пам'ятати, що еквівалент залежить не тільки від

складу сполуки, але і від хімічної реакції, в якій вона бере участь. Тут до однієї молекули Р4О10 приєднується 12 іонів Н+. Тому:

fP4010 = 112, E(P4O10) = 112 ■ P4O10; fH2o = 12, E (H2O) = 12 ■ H2O;

 

fH3P04 = 13, E(H3PO4) = 112 ■ H3PO4.

 

Контрольне питання. Наведіть всі рівняння реакцій, в яких фактор еквівалентності A12(S04)3 змінюється від 1/1 до 1/6.

Отже, необхідно пам'ятати, що відповідно до номенклатури IUPAC еквівалент - це частинка: реальна або деяка її частка. (Раніше під еквівалентом розуміли таку кількість масових одиниць речовини, яка з'єднується або заміщує без залишку 1,008 масову одиницю водню). Це дозволяє за загальними правилами (див. розділ 1) ввести поняття моля, кількості речовини (числа моль), молярної маси, молярного об'єму еквівалентів.23

Так, якщо узяти NA = 6,02-10 реальних або умовних частинок, що відповідають еквіваленту, ми отримаємо моль еквівалентів (аналогічно молю атомів, молекул, іонів, електронів і так далі).

Молярна маса еквівалентів MfAA) або Мекв(А) речовини А (колишня назва - еквівалентна маса речовини А) є маса одного моля еквівалентів. Вона дорівнює добутку фактора еквівалентності fA на молярну масу M(A) цієї речовини:

Мекв(А) = MfA A) = fA- M(A), г/моль Використовуючи рівняння (1), (3), (5), (7) і (9), можна записати:

М (А)

для простої речовини:     M екв (А) =------------------ —:--------- (4.11)

N (А) валентність

 

для оксиду:      Mекв(А) = fA M(A) = М(А) =    M(A)— (4.12)

 

 

для кислоти:                          Mекв(А) = fA M(A) =    М(А) (4.13)

основність

 

для основи:                            M(А) = fA M(A) =    М(А) (14)

кислотність

для солі:                     Mекв(А) = fA M(A) =   ^(А   = ^(A (4.15)

N О/З ' Z О/З       N КЗ ' Z КЗ

Наприклад, молярні маси еквівалентів сірчаної кислоти H2SO4 залежно від значень, які приймають фактори еквівалентності в конкретній реакції, можуть бути:

 

а) Мега^04) = M(1/2'H2SO4) = 1/2'98 = 49 г/моль;

 

б) Мекв(H2S04) = M(1/1'H2SO4) = 1/1'98 = 98 г/моль.

Аналогічно знаходять і молярний об'єм еквівалентів VmfA-A) або Кекв(А) (колишня назва - еквівалентний об'єм):

 

Vекв(A) = VmfA-A) = fA'Vm(A),

де Vm(A) - молярний об'єм речовини А; для газоподібних речовин за нормальних умов Vm(A) = 22,4 л/моль. Наприклад, молярний об'єм еквіваленту Н2 в реакції (а) прикладу 3 дорівнює: К;кв(Н2) = Vm(1/2-H2) = 1/2'22,4 = 11,2 л/моль.Кількість речовини еквівалентів (число моль еквівалентів) пекв(А) або n(fA A) можна обчислити, знаючи масу речовини т(А) і молярну масу MfAA) еквіваленту:

 

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