В В Приседський, В М Виноградов, О І Волкова - Курс загальної хімії у прикладах - страница 8

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 

пекв (А) = п(fA A) =   m(A)   =   m(A)   , моль (4.16)

 

Число моль еквівалентів газоподібної речовини можна обчислити через об'єм газу V(A) і молярний об'єм еквіваленту VJfA-A):

пекв (А) = п(fA A) =   V(A   =    V(A   , моль (4.17)

 

 

Приклад 4.4. Знайдіть кількість речовини (число моль) еквівалентів азоту, який вступає в реакцію (а) прикладу 4.3, якщо:

1)      маса азоту дорівнює 14 г;

2)      об'єм азоту дорівнює 11,2 л (н.у.).

Розв'язання. Завдання вирішується за допомогою рівнянь (4.16) і (4.17), які пов'язують кількість речовини еквівалентів з масою і об'ємом речовини. Заздалегідь необхідно знайти фактор еквівалентності, який для азоту в даній реакції дорівнює fN = ^6 (див. приклад 4.3). Отже

 

 

1)  n(fN N2) =---------- — = ------------------------- = 3 моль

N2     2    fN2 M(N2)   16 ■ 28 г/моль

 

2)      (f    N)       V(N2)                          11,2 л 3

2) n( fN N2) =----------- ——— = —------------------- = 3 моль

2                fN2 Vm (N2)   16 ■ 22,4 л/моль

Поняття еквіваленту має важливе значення у зв'язку з фундаментальною роллю в хімії закону еквівалентів: числа еквівалентів всіх речовин, що беруть участь в даній реакції, однакові.

Для хімічної реакції загального вигляду

aA + bB + ... = cC + dD + ... (4.18)

можна записати, використовуючи позначення v для числа умовних частинок і уекв для числа еквівалентів ^екв(А) = v fA A)):

Vекв(A) = Vекв(B) = ... = Vекв(C) = Vекв(D) = ...

Числа моль еквівалентів неважко знайти, знаючи фактори еквівалентності і стехіометричні коефіцієнти в рівнянні реакції:Пекв (А) = f,   n(B) = b,   Пекв (C) = f-,   Пекв (D) = f- (4.19)

f A                     f B                          fC                           f D

Наприклад, в реакції

SnCl4 + 2H2O = SnO2 + 4HC1
fA:        1/4             1/2               1/4 1/1

1     л        2    л      1     л     4 л

Пєкв:     = 4      — = 4    — = 4    — = 4
14                12             14 11

Знаходження чисел еквівалентів і використання закону еквівалентів виявляються іноді корисними вже при визначенні факторів еквівалентності. В деяких випадках це виявляється не простим завданням. Наприклад, в реакції

4Fe(NO3)2 + 6NH4OH = Fe4(NO3)2(OH)6 + 6NH4NO3

не викликає труднощів визначення факторів еквівалентності гідроксиду амонію і нітрату амонію: fNH4OH = 11 і fNH4NO3 = 1/1, а визначити фактори еквівалентності інших учасників реакції досить складно. З урахуванням

стехіометричних      коефіцієнтів      реакції:       n^NH^H) = 11 = 6 і

 

пєквС№гі4М)3) = 11 = 6. Отже, числа еквівалентів повинні дорівнювати шести і

 

для сполук заліза. Відповідно до рівняння (4.19) отримуємо:

4

f

пєкв (Fe(NO3)2) = 6 =-г                    ,   звідки fFe(NO3)2 = 4/6;

Fe(NO3)2

 

1

Пєкв (Fe4(NO3)2(OH)6) = 6 = f--------------------- ,   Звідки fFe4(NO3)2(OH)6 = V6.

fFe4(NO3)2(OH)6

Зверніть увагу на відмінності знайдених факторів еквівалентності від їх мінімальних значень, які легко розрахувати за складом сполук за формулою

(4.7): fFe(NO3)2 = 12 і fFe 4(NO3)2(OH)6 = 18.

Із рівності чисел еквівалентів речовин, що беруть участь у реакції, витікає, що і кількість речовини (число моль) еквівалентів всіх речовин, що беруть участь у реакції, також однакова, тобто для реакції загального вигляду

(4.18)

 

Пєкв(А) = ^ra(B) = ... = Пєкв(0 = nекв(D) = ... (4.20)пі/лА) = nifs-B) = ... = n(fcC) = n(fDD) = ...

Відповідно до рівняння (4.16), рівняння (4.20) можна представити у вигляді:

m( Л)   =   m( B)    =   =   m(C)   =    m( D) = M (/л A)   M (fs B)   -   M (fc C)   M (/d D)    -   ^ ^

 

а для газоподібних речовин, відповідно до рівняння (4.17):

 

V (A)   =    V (B)   =   =    V (C)   =    V (D) =

Vm (fA A)      Vm (/b B)      -      Vm (fc " C)      Vm f D) '

Якщо ж для однієї речовини, наприклад А, дана маса m(A), а для іншої газоподібної речовини, наприклад В, - об'єм V(B), можна записати:

m( A) = V(B)                                                         (4 23)

 

Ліву частину співвідношення (4.21) представимо у вигляді:

 

m(A) = M( A)

m(B)   M(fs B)                                            K ' }

і закон еквівалентів може бути сформульований таким чином: маси реагуючих речовин відносяться між собою як молярні маси їх еквівалентів. Саме ця формуліровка частіше зустрічається в навчальній літературі.

Із закону еквівалентів випливає, що молярна маса еквівалентів складної речовини дорівнює сумі молярних мас еквівалентів частин, які входять до її складу. Наприклад, молярна маса еквівалентів оксиду дорівнює сумі молярної маси еквіваленту елемента і молярної маси еквіваленту Оксигену.

Приклад 4.5. При термічному розкладі 6,8 г нітрату деякого металу утворилося 5,52 г нітриту. Визначить молярну масу еквівалентів металу.

Розв'язання. На підставі закону еквівалентів (рівняння (4.21)) можна записати:

 

m ■                                m

нітрат         нітрит

M(/нітрат нітрат)      M(./нітрит нітрит)

Враховуючи вище викладений висновок із закону еквівалентів, виразимо молярні маси еквівалентів нітрату і нітриту як суму молярних мас еквівалентів металу і нітрат-іону або нітрит-іону відповідно, тобтоMітрат нітрат) = M(/Ме - Me) + M(/NQ3_ - NO/) і

M(/нітрит нітрит) = M(Л, ■ Me) + M(/Nof NO2_) Тоді вихідна рівність приймає вигляд:

m ■                                                          m .

нітрат                      нітрит

M (/ме Me) + M (/no_- NO3" Г M (/ме Me) + M (/no2_- NO2 ~)

і з неї можна знайти молярну масу еквіваленту металу. Після відповідних алгебричних перетворень (виконайте їх самостійно) отримуємо:

 

тнітрит M(/no _ ■ NO/) _ тШтрат M(/no _ ■ NO/)

M(/Me Me) = —------------- NO------------------- ----------- ^-------------

m .    _ m .

нітрат нітрит

 

Молярні маси еквівалентів нітрат-іонів і нітрит-іонів:

 

M(/no _ ■ NO/) = 1/1 ■ 62 = 62 г/моль;

 

M(/no _ ■ NO2_) = 1/1 ■ 46 = 46 г/моль.Маси нітрату і нітриту металу відомі за умовами завдання. Остаточно отримуємо:

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