|
ешение. Согласно закону эквивалентов массы (объемы) реагирующих друг с другом веществ m1 и m2 пропорциональны их эквивалентным массам (объемам):m1/Мэ(1) = m2/Мэ(2)(1)m(МеО)/Мэ(МеО) = m(Н2)/Мэ(Н2)(2)Если одно из веществ находится в газообразном состоянии, то, как правило, его количество измеряется в объемных единицах (мл, л, м 3).Объем, занимаемый при данных условиях мольной или эквивалентной массой газообразного вещества, называется мольным или, соответственно, эквивалентным объемом этого вещества. Мольный объем любого газа при н.у. равен 22,4 л. Отсюда эквивалентный объем водорода (Vэ) молекула которого состоит из двух атомов, т.е. содержит два моля атомов водорода, равен 22,4:2 = 11,2 л. В формуле (2) отношение mH2 ? МЭ(Н2) заменяем равным ему отношением VH2 ? VЭ(Н2), где VH2 - объем водорода, VЭ(Н2) эквивалентный объем водорода: m(МеО)/Мэ(МеО) = V(Н2)/Vэ(Н2)(3)Из уравнения (3) находим эквивалентную массу оксида металла МЭ(МеО)7,09/МЭ(МеО) = 2,24/11,2; МЭ(МеО) = 7,09·11,2/2,24 = 35,45 г/моль.Согласно закону эквивалентов МЭ(МeO) = МЭ(Мe) + МЭ(O2),отсюда МЭ(Мe) = МЭ(МeО) - МЭ(O2) = 35,45 - 8 = 27,45 г/моль.Мольная масса металла определяется из соотношения:МЭ = А/В,Где: МЭ - эквивалентная масса, г/мольА -- мольная масса металла, г/мольВ -- валентность элемента; А = Мэ·В = 27,45•2 = 54,9 г/моль. Так как атомная масса в а.е.м. численно равна мольной (молярной) массе, выражаемой в г/моль, то искомая атомная масса металла 54,9 а.е.м. Пример 4 Сколько граммов металла, эквивалентная масса которого 12,16 г/моль, взаимодействует с 310 см3 кислорода (н.у.)? Решение. Так как мольная (молярная) масса 02 (32 г/моль) при н.у. занимает объем 22,4 л, то объем эквивалентной массы кислорода (8 г/моль) будет 22,4: 4=5,6 л. =5600 см3. По закону эквивалентов Пример 5 Вычислите эквиваленты и эквивалентные массы Н2SO4 и А1(ОН)3 в реакциях, выраженных уравнениями: Решение. Эквивалент (эквивалентная масса) сложного вещества, как и эквивалент (эквивалентная масса) элемента, может иметь различные значения и зависит от того, в какую реакцию обмена вступает это вещество. Эквивалентная масса кислоты (основания) равна мольной массе (М), деленной на число атомов водорода, замещенных в данной реакции на металл (на число вступающих в реакцию гидроксильных групп). Следовательно, эквивалентная масса H2SO4 реакции (1) MH2SO4= 98 г?моль, в реакции (2) MH2SO4 ? 2 = 49 г/моль. Эквивалентная масса А1(ОН)3 в реакции (3) МА1(ОН)3 = 78 г/моль, а в реакции (4) МА1(ОН)3 ? 3 = 26 г/моль. Задачу можно решить и другим способом. Так как H2SO4 взаимодействует с одной эквивалентной массой КОН и двумя эквивалентными массами магния, то ее эквивалентная масса равна в реакции (1) М / l г/моль и в реакции (2) M ? 2 г/моль. А1(ОН)3 взаимодействует с одной эквивалентной массой НС1 и тремя эквивалентными массами НNО3, поэтому его эквивалентная масса в реакции (3) равна М ? 1 г/моль, в реакции (4) М / 3 г/моль. Эквиваленты H2SO4 в уравнениях (1) и (2) соответственно равны 1 моль и 1/2 моль; эквиваленты А1(ОН)3 в уравнениях (3) и (4) соответственно равны 1 моль и 1/3 моль. Пример 6 Из 3,85 г нитрата металла получено 1,60 г его гидроксида. Вычислите эквивалентную массу металла (МЭ(Ме)). Решение. При решении задачи следует иметь в виду: а) эквивалент (эквивалентная масса) гидроксида равен сумме эквивалентов (эквивалентных масс) металла и гидроксильной группы; б) эквивалент (эквивалентная масса) соли равен сумме эквивалентов (эквивалентных масс) металла и кислотного остатка. Вообще эквивалент (эквивалентная масса) химического соединения равен сумме эквивалентов (эквивалентных масс) составляющих его частей. Учитывая сказанное, подставляем соответствующие данные в уравнение (1) примера 3: 3,85/1,60 = (Мэ(Ме) + Мэ(NО3-)) / (Мэ(Ме) + Мэ(ОН-)); 3,85/1,60 = (Мэ(Ме) + 62) / (Мэ(Ме) + 17); Мэ(Ме) = 15 г/моль. Пример 7 В какой массе Са(ОН)2 содержится столько же эквивалентов, сколько в 312г А1(ОН)3? Решение. Эквивалентная масса Аl(ОН)3 равна 1/3 его мольной массы, т.е. 78/3 = =26 г/моль. Следовательно, в 312 г А1(ОН)з содержится 312/26 =12 эквивалентов. Эквивалентная масса Са(ОН)2 равна 1/2 его мольной массы, т.е. 37 г/моль. Отсюда 12 эквивалентов составляют 37 г/моль · 12 моль =444 г. Пример 8 Вычислите абсолютную массу молекулы серной кислоты в граммах. Решение. Моль любого вещества (см. пример 1) содержит постоянную Авогадро NA структурных единиц (в нашем примере молекул). Мольная масса Н2SO4 равна 98,0 г/моль. Следовательно, масса одной молекулы 98 / (6,02*1023) = 1,63•10-22 г. Контрольные вопросы 1. Из 3,31 г нитрата металла получается 2,78 г его хлорида. Вычислите эквивалентную массу этого металла. Ответ: 103,6 г/мопь. 2. Напишите уравнения реакций Fе(ОН)з с хлороводородной (соляной) кислотой, при которых образуются следующие соединения железа: а) хлорид дигидроксожелеза; б) дихлорид гидроксожелеза; в) трихлорид железа. Вычислите эквивалент и эквивалентную массу Fе(ОН)з в каждой из этих реакций. 3. Избытком гидроксида калия подействовали на растворы: а) дигидрофосфата калия; б) нитрата дигидроксовисмута (III). Напишите уравнения реакций этих веществ с КОН и определите их эквиваленты и эквивалентные массы. 4. В каком количестве Сг(ОН)3 содержится столько же эквивалентов, сколько в 174,96 г Мg(ОН)2. Ответ: 174 г. 5. Избытком хлороводородной (соляной) кислоты подействовали на растворы: а) гидрокарбоната кальция; б) дихлорида гидроксоалюминия. Напишите уравнения реакций этих веществ с НС1 и определите их эквиваленты и эквивалентные массы. 6. При окислении 16,74 г двухвалентного металла образовалось 21,54 г оксида. Вычислите эквивалентные массы металла и его оксида. Чему равны мольная и атомная массы металла? 7. При взаимодействии 3,24 г трехвалентного металла с кислотой выделяется 4,03 л водорода (н.у.). Вычислите эквивалентную, мольную и атомную массы металла. 8. Исходя из мольной массы углерода и воды, определите абсолютную массу атома углерода и молекулы воды в граммах. Ответ: 2,0·10-23 г, 3,0·10-23 г. 9. На нейтрализацию 9,797 г ортофосфорной кислоты израсходовано 7,998г NaOH. Вычислите эквивалент, эквивалентную массу и основность НзР04 в этой реакции. На основании расчета напишите уравнение реакции. Ответ: 0,5 моль, 49 г/моль, 2. 10. На нейтрализацию 0,943 г фосфористой кислоты НзРОз израсходовано 1,291 г КОН. Вычислите эквивалент, эквивалентную массу и основность кислоты. На основании расчета напишите уравнение реакции. Ответ: 0,5 моль, 41 г/моль, 2. 11. Определите эквивалент и эквивалентную массу фосфора, кислорода и брома в соединениях РН3, Н2О, HBr. 12. В какой массе NaOH содержится столько же эквивалентов, сколько в 140 г КОН? Ответ: 100 г. 13. Из 1,35 г оксида металла получается 3,15 г его нитрата. Вычислите эквивалентную массу этого металла. Ответ: 32, 5 г/моль. 14. Из 1,3 г гидроксида металла получается 2,85 г его сульфата. Вычислите эквивалентную массу этого металла. Ответ; 9 г/моль. 15.Оксид трехвалентного элемента содержит 31,58% кислорода. Вычислите эквивалентную, мольную и атомную массы этого элемента. 16. Чему равен эквивалентный объем водорода? Вычислите эквивалентную массу металла, если на восстановление 1,017 г его оксида израсходовалось 0,28 л водорода (н.у.). Ответ: 32, 68 г/моль. 17. Выразите в молях: а) 6,02·1022 молекул С2Н2; б) 1,80·1024 атомов азота; в) 3,01·1023 молекул NН3. Какова мольная масса указанных веществ? 18. Вычислите эквивалент и эквивалентную массу НзР04 в реакциях образования: a) гидрофосфата; б) дигидрофосфата; в) ортофосфата. 19. В 2,48 г оксида одновалентного металла содержится 1,84 г металла. Вычислите эквивалентные массы металла и его оксида. Чему равна мольная и атомная масса этого металла? 20. Чему равен при н.у. эквивалентный объем кислорода? На сжигание 1,5 г двухвалентного металла требуется 0,69 л кислорода (н.у.). Вычислите эквивалентную массу, мольную массу и атомную массу этого металла. ТЕМА: Строение атомаПример 1Что такое квантовые числа? Какие значения они могут принимать?Решение. Движение электрона в атоме носит вероятностный характер. Околоядерное пространство, в котором с наибольшей вероятностью (0,9--0,95) может находиться электрон, называется атомной орбиталью (АО). Атомная орбиталь, как любая геометрическая фигура, характеризуется тремя параметрами (координатами), получившими название квантовых чисел (n,?,m?). Квантовые числа принимают не любые, а определенные, дискретные (прерывные) значения. Соседние значения квантовых чисел различаются на единицу. Квантовые числа определяют размер (n), форму (?) и ориентацию (m1) атомной орбитали в пространстве. Занимая ту или иную атомную орбиталь, электрон образует электронное облако, которое у электронов одного и того же атома может иметь различную форму. Формы электронных облаков аналогичны АО. Их также называют электронными или атомными орбиталями. Электронное облако характеризуется четырьмя квантовыми числами (n, ?, m? и ms). Эти квантовые числа связаны с физическими свойствами электрона, и число n (главное квантовое число) характеризует энергетический (квантовый) уровень электрона; число ? (орбитальное) -- момент количества движения (энергетический подуровень), число m? (магнитное) -- магнитный момент, ms-- спин. Спин электрона возникает за счет вращения его вокруг собственной оси. Электроны в атоме должны отличаться хотя бы одним квантовым числом (принцип Паули), поэтому в АО могут находиться не более двух электронов, отличающихся своими спинами (ms = ± 1/2).Таблица 1Значения квантовых чисел и максимальное число электронов на квантовых уровнях и подуровнях|
Квантовый | Магнитное квантовое число, ml | Число квантовых состояний (орбиталей) | Максимальное число электро-нов | | уровень | подуровень | | | | | обозна-чение | главное квантовое число, n | обозна-чение | орбитальное квантовое число, l | | в под-уровне (2l+1) | в уров-не n2 | в под-уровне (2l+1) | в уров-не n2 | | K | 1 | s | 0 | 0 | 1 | 1 | 2 | 2 | | L | 2 | s | 0 | 0 | 0 | 4 | 2 | 8 | | | | p | 1 | -1; 0; +1 | 3 | | 6 | | | M | | s | 0 | 0 | 1 | | 2 | | | | | p | 1 | -1; 0; +1; | 3 | 9 | 6 | 18 | | | | d | 2 | -2;-1; 0; +1; +2 | 5 | | 10 | | | N | 4 | s | 0 | 0 | 1 | | 2 | | | | | p | 1 | -1; 0; +1 | 3 | | 6 | | | | | d | 2 | -2; -1; 0; +1; +2 | 5 | 16 | 10 | 32 | | | | f | 3 | -3; -2; -1; 0; +1;+2; +3; | 7 | | 14 | | | |
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18
|
