Определить молярную массу эквивалента металла если при взаимодействии

Содержание

3.2.2. Расчеты по закону эквивалентов.
Рекомендуемая литература
Задача, ХИМИЯ, определить эквивалент металла
Химия. Масса эквивалента.
Эквивалент. Закон зквивалентов. Определение эквивалентной массы вещества
Определение эквивалентной массы вещества
I Вариант
II Вариант

3.2.2. Расчеты по закону эквивалентов.

Определите молярную массу эквивалента трехвалентного металла, если при взаимодействии с соляной кислотой 1,47г этого металла вытеснили 2 л водорода, собранного над водой и измеренного при давлении р = 101,3 кПа и температуре T=291 К. Давление насыщенного пара воды при указанной температуре равно 2070,0 Па. Назовите металл.

Молярную массу эквивалента металла М_экв можно выразить из уравнения, выражающего закон эквивалентов:

где -молярный объем химического эквивалента водорода, который равен частному от деления молярного объема водорода при нормальных условиях (V_M) на число эквивалентности Н₂ (z_экв), т.е. .

V_M при нормальных условиях в соответствии с законом Авогадро равен 22,4 л/моль, число эквивалентности z_экв, показывающее сколько химических эквивалентов содержится в одной формульной единице вещества − . Следовательно: .

— объем собранного над водой водорода, приведенного к нормальным условиям, находим из уравнения объединенного газового закона

где: -парциальное давление водорода, собранного над водой, равное разности общего давления (101,3 кПа) и парциального давления воды при температуре 291 К

Следовательно, .

Подставляем найденные величины в формулу для определения молярной массы металла и получаем:

Молярная масса металла М_Ме= z_экв∙М_эквМе . Согласно условию z_экв = 3 (металл трехвалентный). Находим молярную массу эквивалента металла

М_Ме = 3∙8,99 = 26,98г/моль. В таблице Д.И. Менделеева находим искомый металл – это Al. Уравнение взаимодействия алюминия с соляной кислотой имеет следующий вид: 2Al + 6HCl = 2AlСl₃ + 3H₂.

Ответ: молярная масса эквивалента металла 8,99г/моль экв.

Искомый металл алюминий.

Задача, ХИМИЯ, определить эквивалент металла

Поскольку условия протекания реакции не оговорены, то будем считать, что нам даны нормальные условия.
Эквивалентный объем любого двухатомного газа находится по формуле
Vэк (В2) = Vm/[2*z(B)], где
Vm = 22,4 л/моль – молярный объем при нормальных условиях (такой объем занимает один моль газа при нормальных условиях)
z(B) – валентность атома в молекуле газа (валентность в смысле количество связей в молекуле, а не степень окисления)
Эквивалентный объем водорода при нормальных условиях
Vэк (H2) = Vm/[2*z(Н) ] = 22,4/2 = 11,2 л, где
z(Н) = 1 – эквивалентное число водорода, равное валентности водорода, которая равна количеству связей в МОЛЕКУЛЕ водорода.

Найдем теперь эквивалентную молярную массу или молярную массу эквивалента. Для этого воспользуемся законом эквивалентов в следующем виде:
m(Ме) /Mэк (Ме) = V(H2)/Vэк (H2)
Mэк (Ме) = Vэк (H2)/[m(Ме) *V(H2)] = 11,2/[20*5,6] = 40 г/моль.
Это мы нашли молярную массу эквивалента металла, чтобы найти эквивалент металла необходимо выяснить, какой именно металл принял участие в реакции.

Эквивалент химический – это реальная или условная частица, которая в кислотно-основных реакциях присоединяет (или отдает) один ион Н (+) или один ион ОН (–), а в окислительно-восстановительных реакциях принимает (или отдает) один электрон, реагирует с одним атомом водорода или с одним эквивалентом другого вещества.

Атомная масса металла может быть найдена по формуле
А (Me) = Мэк (Ме) /fэк (Ме) = Мэк (Ме) *z(Me), где
z(Me) – валентность металла
fэк (Ме) = 1/z(Me) — фактор эквивалентности металла, численно равный его эквиваленту.
Пусть z(Me) = 1, тогда атомная масса металла А (Me) = 40 г/моль, что соответствует калию, который в своих соединениях одновалентен.
Фактор эквивалентности, значит, и эквивалент одновалентного металла равен единице.
fэк (Na) = 1/z(Na) = 1

Источник

Химия. Масса эквивалента.

m(Me) = 4,38 г
V(H2) = 574 мл = 0,574 л
Приведенное тобой решение не имеет ничего общего с законом эквивалентов. Я покажу тебе как это решалось, а потом решу вторым способом с использованием закона эквивалентов.
Первый способ — твой
Поскольку металл щелочной, то он одновалентен.
Пусть атомная масса металла равна х моль/л
Уравнение реакции.
4,38————————-0,574
2Ме + 2Н2О = 2МеОН + Н2↑
2*х—————————22,4
Атомную массу находишь из пропорции
А(Ме) = х = 4,38*22,4/(2*0,574) = 85,46 г/моль
Одновалентным металлом, имеющим такую атомную массу является рубидий Rb.
Молярная масса эквивалента одновалентного металла равна его атомной массе.
M(1/z Me) = А(Ме) = 85,46 г/моль
Отвечаю на твой вопрос: двойка в знаменателе взялась из уравнения реакции – в реакцию с водой вступили две молекулы одновалентного металла.

Второй способ – по закону эквивалентов.
Эквивалентный объем молекулярного водорода
V(1/z Н2) = Vm/(2*z(Н2)) = 22,4/(2*1) = 11,2 л/моль
Vm = 22,4 л/моль – молярный объем при н. у.
z(Н2) = 1 – число связей в молекуле Н2
По закону эквивалентов
m(Me)/M(1/z Me) = V(H2)/V(1/z Н2)
Отсюда молярная масса эквивалента металла.
M(1/z Me) = m(Me)*V(1/z Н2)/V(H2) = 4,38*11,2/0,574 = 85,46 г/моль
Атомная масса металла находится по формуле
А(Ме) = z(Me)*M(1/z Me) = 1*85,46 = 85,46 г/моль
z(Me) = 1 – валентность металла.

Первый способ решения проще и понятнее, но если с вас требуют знание закона эквивалентов, то надо решать вторым способом.

Источник

Эквивалент. Закон зквивалентов. Определение эквивалентной массы вещества

Определение эквивалентной массы вещества

Задача №1
При сгорании 5,00г металла образуется 9,44г оксида металла. Определить эквивалентную массу металла.
Решение:
Из условия задачи следует, что в оксиде металла на 5г металла приходится 4,44г кислорода (9,44 – 5 = 4,44). Согласно закону эквивалентов, массы (объёмы) взаимодействующих веществ пропорциональны их эквивалентным массам. Учитывая, что эквивалентная масса кислорода равна 8 г/моль, составляем пропорцию:

5г металла эквивалентны 4,44г кислорода
m_Э(Ме) г/моль металла эквивалентны 8г/моль кислорода

Откуда m_Э(Ме) = 8 . 5/4,44 = 9,01г/моль.

Ответ: m_Э(Ме) = 9,01г/моль.

Задача №2
Одно и то же количество металла соединяется с 0,200г кислорода и с 3,17г одного из галогенов. Определить эквивалентную массу галогена.
Решение:

I Вариант

Из условия задачи следует, что 0,200г кислорода и 3,17г галогена эквивалентно соединяются с металлом. Согласно закону эквивалентов, массы взаимодействующих веществ пропорциональны их эквивалентным массам. Учитывая, что эквивалентная масса кислорода равна 8 г/моль, составляем пропорцию:

0,200г кислорода эквивалентны 3,17г галогена
m_Э(О₂) 8г/моль кислорода эквивалентны m_Э(Г) Х г/моль

Откуда: m_Э(Г) 8 . 3,17/0,200 = 126,8г/моль.

Ответ: m_Э(Г) = 126,8г/моль.

II Вариант

Согласно закону эквивалентов, массы (объёмы) реагирующих друг с другом веществ m₁ и m₂ пропорциональны их эквивалентным массам (объёмам):

Таким образом, количество эквивалентов галогена и кислорода численно равны между собой, что составляет:

Зная количество эквивалентов и массу вещества можно определить эквивалентную массу этого вещества:

Ответ: 126,г/моль.

Задача №3
Масса 1л кислорода равна 1,4г. Сколько литров кислорода расходуется при сгорании 21г магния, эквивалент которого равен 1/2 моля?
Решение:
Находим эквивалентную массу магния: m_Э(Mg) = 1/2M(Mg) =24/2 = 12г/моль. Следовательно, 21г магния составляет 21/2 =1,75 эквивалентной массы Mg. Согласно закону эквивалентов масса израсходованного кислорода составляет 1,75 его эквивалентной массы. Учитывая, что эквивалентная масса кислорода равна 8 г/моль, рассчитаем массу кислорода, расходуемую на сжигание магния: m(O₂) = 1,75 . 8 = 14г. Зная, что 1л кислорода по массе составляет 1,4г, рассчитаем объём кислорода расходуемого при сгорании 21г магния, составив пропорцию:

1,4 : 1 = 14 : х;
х = 14 . 1/1,4 = 10л.

Ответ: V(O₂) = 10л.

Задача№4
Определить эквивалентные массы металла и серы, если 3,24г металла образует 3,48г оксида и 3,72г сульфида.
Решение:
Из условия задачи следует, что в оксиде металла на 3,24г металла приходится 0,24г кислорода (3,48 – 3,24 = 0,24г). Согласно закону эквивалентов, массы (объёмы) реагирующих друг с другом веществ m₁ и m₂ пропорциональны их эквивалентным массам (объёмам). Так как эквивалентная масса кислорода составляет 8г/моль, то эквивалентную массу металла находим из пропорции:

8 : 0,24 = х : 3,24;
х = 8 . 3,24/0,24 =108г/моль.

В сульфиде металла на 3,24г металла приходится 0,48г серы (3,72 – 3,24 = 0,48г). Эквивалентную массу серы находим из пропорции:

3,24 : 108 = 0,48 : х;
х = 108 . 3,24/0,48 = 16г/моль.

Ответ: m_э(Me) = 108г/моль; m_э(S) = 16г/моль.

Задача№5
Вычислить атомную массу двухвалентного металла и определить, какой это металл, если 8,34г металла окисляются 0,680л кислорода (условия нормальные).
Решение:
Зная, что эквивалентный объём кислорода равен 5,6л/моль, рассчитаем эквивалентную массу металла, составив пропорцию:

8,345 : 0,680 = х : 5,6;
х = 8,34 . 5,6/0,680 = 68,68г/моль.

Атомную массу металла находим, учитывая, что металл двухвалентный, умножением его эквивалентной массы на 2:

М(Ме) = m_э(Ме) . В, где

В – валентность металла; М – молярная масса металла; m_э(Ме) – эквивалентная масса металла.

М(Ме) = 68,68 . 2 = 137,4г/моль.

Определяем, какой это металл по таблице «Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева», учитывая, что его атомная масса составляет 137,4. Такой атомной массе соответствует барий – элемент№56.

Ответ: 137,4; Ba.

Задача№6
Мышьяк образует два оксида, из которых один содержит 65,2% (масс.) As, а другой 75,7% (масс.) As. Определить эквивалентные массы мышьяка в обоих оксидах.
Решение:
а) Находим формулу оксида мышьяка, учитывая, что оксид содержит 65,2% As по массе. Тогда оксид содержит кислорода по массе 34,8% (100 – 65,2 = 34,8). Находим формулу оксид мышьяка:

As_хО_у = х : у = 65,2/Ar(As) : 34,8/Ar(O2) = 65,2/74,92 : 34,8/16 = 1 : 2,5 = 2 : 5

Формула оксида будет иметь вид: As₂O₅.

Находим массу мышьяка и массу кислорода в оксиде:

m(As) = 74,92 . 2 = 149,84г; m(O₂) = 16 . 5 = 80г.

Согласно закону эквивалентов массы элементов в оксиде пропорциональны их эквивалентным массам:

б) Подобные расчеты производим, учитывая, что оксид содержит 75,7% As и 24,3% О2 (100 – 75,7 = 24,3) по массе:

As_хО_у = х : у = 75,7/74,92 : 24,3/16 = 1,01 : 1,51 = 1 : 1,5 2 : 3

Формула оксида будет иметь вид: As₂O₃.

M(As₂O₅) = 197,84г/моль.
m(As) = 74,92 . 2 = 149,84г; m(O2) = 16 . 3 = 48г.

Ответ: а) 15г/моль; 24,97г/моль.

Задача№7
,00г некоторого металла соединяется с 8,89г брома и с 1,78г серы. Найти эквивалентные массы брома и металла, зная, что эквивалентная масса серы равна 16,0 г/моль.
Решение:
Согласно закону эквивалентов, массы (объёмы) реагирующих друг с другом веществ m₁ и m₂ пропорциональны их а (объёмам):

Ответ: 9г/моль; 79,9г/моль.

Задача№8
Эквивалентная масса хлора равна 35,5 г/моль, мольная масса атомов меди равна 63,5 г/моль. Эквивалентная масса хлорида меди равна 99,5 г/моль. Какова формула хлорида меди?
Решение:
Согласно закону эквивалентов:

Зная эквивалентные массы хлора и меди можно определить количество их атомов в молекуле соли: m_э(А) = М(А)/m_э(А).

Тогда: Cu_xCl_y = x : y = 63,5/63,546 : 35,45/35,5 = 0,992 : 0,999 = 1 : 1

Ответ: CuCl.

Задача№9.
Для растворения 16,8г металла потребовалось 14,7г серной кислоты. Определить эквивалентную массу металла и объем выделившегося водорода (условия нормальные).
Решение:
M(H₂SO₄) =98г/моль.
Находим массу водорода в 14,7г серной кислоты, составив пропорцию: 98 : 2 14,7 : х;

х = 2 . 14,7/98 = 0,3г.

Согласно закону эквивалентов массы взаимодействующих веществ пропорциональны их эквивалентным массам:

Учитывая, что эквивалентный объём водорода равен 11,2л/моль, рассчитаем объём который занимает 0,3г водорода: из пропорции:

1 : 11,2 = 0,3 : х;
х = 11,2 . 0,3/ 1 = 3,36л.

Ответ: m_э(Ме) = 56г/моль; V(H₂) = 3,36л.

Задача№10
На восстановление 1,80г оксида металла израсходовано 883 мл водорода, измеренного при нормальных условиях. Вычислить эквивалентные массы оксида и металла.
Решение:
Согласно закону эквивалентов, массы (объёмы) реагирующих друг с другом веществ m₁ и m₂ пропорциональны их эквивалентным массам (объёмам):

Так как водород находится в газообразном состоянии, то, соответственно, его количество измеряется в объёмных единицах (мл, л, м 3 ). Мольный объём любого газа при н.у. равен 4л. Отсюда эквивалентный объём водорода равен, молекула которого состоит из двух атомов, т. е. содержит два моля атомов водорода, равен 22,4/2 = 11,2 л/моль или 12000мл/моль.
Отношение заменим равным ему отношением — объём водорода;