Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах и улицах «Добрая дорога детства» 2
Скачать 369.92 Kb.
|
| ПРИЛОЖЕНИЕ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Химический факультет Кафедра неорганической химии “Основные понятия и законы химии ” Методическое пособие по неорганической химии для студентов 1-го курса химического факультета Барнаул 2010 Эквиваленты простых и сложных веществ Эквивалент – это реальная или условная частица вещества, которая в кислотно-основной реакции эквивалентна одному иону водорода или в окислительно-восстановительной реакции эквивалентна одному электрону. Единица количества эквивалента – моль. Например, в кислотно-основной реакции 3H2SO4 + 2Al(OH)3  Al2(SO4)3 + 6 H2Oшести ионам водорода (в трех реагирующих частицах H2SO4) соответствуют две частицы Al(OH)3, следовательно, одному иону водорода эквивалентна одна треть частицы Al(OH)3, т. е. 1 эквивалент Al(OH)3 равен 1/3 Al(OH)3. В реакции окисления-восстановления с участием перманганат-ионов, происходящей в кислой среде MnO4- + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H2Oодин эквивалент MnO4- равен 1/5 этого иона. Числа 1/3 и 1/5 (в этих примерах) называют фактором эквивалентности, его обозначают fэкв. Масса одного эквивалента вещества Мэкв равна Mэкв = fэкв∙M (М – молярная масса). Для определения эквивалента достаточно знать состав соединения данного элемента и его валентность. По существу, эквивалент – это выраженная в углеродных единицах масса вещества, приходящаяся на одну проявленную валентность или основность (кислотность): Мэкв = А/n, Мэкв = М/n, где Э – химический эквивалент; А – атомная масса элемента; М – молекулярная масса кислоты (основания); n – валентность в первой формуле, основность (кислотность) – во второй. Закон эквивалентов – основная работа немецкого химика Иеремии Вениамина Рихтера (1793 г.); формулируется ученым таким образом: все вещества реагируют в эквивалентных отношениях. Математическое выражение закона имеет вид: mA / mB = MЭ(А) / MЭ(В) , где mA , mB – массы взаимодействующих веществ А и В; MЭ(А) , MЭ(В) - эквивалентные массы этих веществ. Либо для случая, когда одно или оба вещества находятся в газообразном состоянии: mA / VB = MЭ(А) / VЭ(В); VА/ VB = VЭ(А) / VЭ(B) , где VА, VB – объемы взаимодействующих веществ А и В; VЭ(А), VЭ(B) – эквивалентные объемы этих веществ (л/моль). Пример 1. Определите эквивалентное количество хлорида бария (моль), участвующее в обменной реакции с серной кислотой (образуется сульфат бария), если в реакцию вступило 0,125 моль H2SO4. Решение: n   Э(B) = ? H2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2HCln  A = 0,125 моль SO42- + Ba2+ = BaSO4zA = 2 nЭ(В) = nЭ(А) = 2∙0,125 = 0,25 моль. Ответ. Эквивалентное количество хлорида бария, участвующее в данной реакции, равно 0,25 моль. Пример 2. 0,304 г Mg вытеснили 0,0252 г Н. Вычислить эквивалентную массу магния. Р  ешениеМЭ(Mg) =? Mg + 2HCl = MgCl2 + H2  mMg = 0,304 г mM g/ mH = MЭ(Mg)/ MЭ(H) m  H = 0,0252 г MЭ(Mg) =  =  = 12,16 г/мольMЭ(Н) = 1,008 г/моль Ответ. Эквивалентная масса магния равна 12,16 г/моль. Пример 3. Кислородные соединения хрома содержат 48,0, 31,58 и 23,53 % кислорода. Каковы значения эквивалентных масс хрома в каждом отдельном соединении? Р  ешениеМЭ(Сr)1 =? МЭ(Cr)2 =? MЭ(Cr)1 =  =  = 8,67 г/мольМЭ(Cr)3 =? МЭ(Cr)2 =  = 17,33 г/моль (О)1 = 48 % МЭ(Cr)3 =  = 26,0 г/моль = 31,58 % = 23,53 %МЭ(О) = 8 г/моль Ответ. Значения эквивалентных масс хрома в каждом отдельном соединении равны 8,67, 17,33 и 26,0 г/моль. Задачи 1. Вычислить эквивалентную массу Н3РО4 в реакциях образования с раствором КОН: а) КН2РО4; б) KHPO4; в) К3PО4. 2. При восстановлении водородом 1,34 г оксида до металла образовалось 0,324 г Н2О. Вычислить эквивалентную массу металла. 3. Эквивалентная масса элемента составляет 24,99 г/моль. Вычислить: а) сколько процентов водорода содержится в его гидриде; б) сколько граммов водорода требуется для восстановления 4,95г его оксида. 4. Вычислить эквивалентную массу гексафторкремниевой кислоты, если на нейтрализацию 0,18 г её пошло 0,1 г NaOH. 5. В каком количестве NaOH содержится столько же эквивалентов, сколько в 140 г КОН? 6. Вычислить эквивалентную массу СО2 в реакциях образования с раствором КОН: а) КНСО3; б) K2CO3. 7. В каком количестве Ba(OH)2∙8H2O содержится столько же эквивалентов, сколько в 156 г Al(OH)3? 8. При окислении 16,74 г двухвалентного металла образовалось 21,54 г оксида. Вычислите эквивалентные массы металла и оксида. Чему равна атомная масса металла? 9. При взаимодействии 3,24 г трёхвалентного металла с кислотой выделяется 4,03 л водорода, измеренного при нормальных условиях. Вычислите эквивалентную массу металла и его атомную массу. 10. Один оксид марганца содержит 22,56 % кислорода, а другой – 50,50 %. Вычислите эквивалентные массы марганца в этих оксидах и составьте их формулы. 11. Оксид трёхвалентного элемента содержит 31,58 % кислорода. Вычислить эквивалентную массу и атомную массу элемента. 12. На нейтрализацию 0,943 г фосфористой кислоты Н3РО3 израсходовано 1,291 г КОН. Вычислите эквивалентную массу кислоты. 13. Определите эквивалентные массы металла и серы, если 3,24 г металла образуют 3,48 г оксида и 3,78 г сульфида. 14. Мышьяк образует два оксида, из которых один содержит 65,2 %, а другой – 75,7 % мышьяка. Определите эквивалентные массы мышьяка в обоих случаях, составьте формулы оксидов.
17. 1,6 г кальция и 2,16 г цинка вытесняют из кислоты одинаковые количества водорода. Вычислите эквивалентную массу цинка, зная, что эквивалентная масса кальция равна 20,0 г/моль. 18. При взаимодействии 5,95 г некоторого вещества с 2,75 г хлороводорода получилось 4,40 г соли. Вычислить эквивалентные массы вещества и образовавшейся соли. 19. Серная и ортофосфорная кислоты имеют одинаковые молекулярные массы. Каково отношение масс этих кислот, пошедших на нейтрализацию одного и того же количества щелочи, если образовались соответственно сульфат и дигидрофосфат? 20. Избытком соляной кислоты подействовали на растворы: а) гидрокарбоната кальция; б) гидроксохлорида алюминия. Напишите уравнения реакций этих веществ с КОН и определите их эквивалентные массы. 21. Элемент образует оксид, содержащий 31,58% О. Вычислить эквивалент элемента. 22. Эквивалентная масса металла составляет 56,2 г/моль. Вычислить процентное содержание металла в его оксиде. 23. На нейтрализацию 1 г кислоты израсходовано 1,247 г КОН. Вычислить эквивалентную массу кислоты. 24. На нейтрализацию 1 г основания израсходовано 2,14 г НСl. Вычислить эквивалентную массу основания. 25. Определите массу (г) серной кислоты, необходимую для проведения реакции: а) осаждение сульфата свинца(II) из раствора, содержащего 0,28 моль Рb2+ (экв.); б) нейтрализации раствора гидроксида лития, содержащего 0,14 моль ОН- (экв.), с образованием сульфата лития; в) нейтрализации раствора, содержащего 0,07 моль Са(ОН)2 (экв.), с образованием сульфата кальция. г) осаждение сульфата бария из раствора, содержащего 0,35 моль Ва2+ (экв.); д) полная реакция двойного обмена с 0,21 моль К2СО3 (экв.) в растворе. Расчеты по уравнениям химических реакций Для необратимой химической реакции, определяемой стехиометрическим уравнением νАА + νВВ + … = νСС + νDD + … формульные количества веществ (вступивших в реакцию реагентов и образовавшихся продуктов) nA, nB, … , nC, nD, … , пропорциональны соответствующим стехиометрическим коэффициентам:  =  = … =  =  = …Если формульное количество одного из веществ (реагента или продукта) задано условием задачи, то вышеприведенное выражение позволяет рассчитать формульные количества (а следовательно, массы и объемы) участвующих в данной реакции всех остальных веществ в соответствии с ее стехиометрией. Практическое решение типовой химической задачи складывается из нескольких этапов: а) в соответствии с текстом задачи составляется уравнение реакции, а затем необходимые для расчета формулы веществ обозначаются буквами А, В, С, D, … (для одноатомных простых веществ используются непосредственно символы соответствующих элементов); б) записывается краткое условие задачи; вначале указывают искомую величину, а затем заданную величину (или величины); все буквенные обозначения величин сопровождаются (в нижнем индексе) указанием, к каким веществам они относятся, например, mA, nB, MC, VD, mNa, nAl, MS, VAr; для каждой заданной величины приводят ее значение по условию; в) составляется (выводится) математическая формула для искомой величины, выраженной только через заданные величины и необходимые константы; проводится проверка расчетной формулы на соответствие единиц (при необходимости делается корректировка единиц в условии задачи); г) условие задачи дополняется теми константами, которые вошли в расчетную формулу; при этом необходимые для решения табличные данные берутся из таблиц Приложения; д) числовые значения величин подставляются в расчетную формулу, выполняется расчет значения искомой величины, указывается единица искомой величины; е) записывается подробный ответ задачи. Пример 1. Определите формульное количество вещества (моль) в оксиде хрома (III), затраченном на получение 21,4 г диоксохромата (III) натрия по реакции Cr2O3 + Na2CO3 2NaCrO2 + CO2Р  ассчитайте также объем (л, н. у.) выделившегося газа.Решение nA = ? Cr2O3 + Na2CO3 2NaCrO2 + CO2VC = ? (A) (B) (C) mB = 21,4 г  nA =  =  =  = 0,1 моль;νА = 1 νВ = 2 VC = VM∙nC =  =  = 2,24 л.MB = 106,98 г/моль VM = 2 VC = 1 Ответ. В данной реакции участвует 0,1 моль Cr2O3 и образуется 2,24 л CO2. Пример 2. Рассчитайте объем (мл) воды, необходимый для проведения реакции Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)2 + 3CH4 если имеется 99,85 г трикарбида тетраалюминия. Плотность воды принять равной 0,9982 г/мл. Р  ешениеVB =? Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)2 + 3CH4mA = 99,85 г (A) (B) ρB = 0,9982 г/мл  VB =  =  =  =  = = MB = 18,02 г/моль =150,25 мл νВ = 12 νА = 1 МА = 143,96 г/моль Ответ. Для проведения данной реакции надо взять 150,25 мл Н2О. Пример 3. К 100 мл 0,05 М раствора Al2(SO4)3 добавляют 0,25 М раствор NH3∙H2O до полного выпадения осадка гидроксида алюминия. Какой объем (мл) раствора гидрата аммиака затрачен на реакцию? Решение V  (p)B =? Al2(SO4)3 + 6(NH3∙H2O) = 2Al(OH)3+ 3(NH4)2SO4V(p)A = 100 мл (A) (B) cA = 0,05 моль/л cB = 0,25 моль/л  V(p)B =  =  =  =  = 120 млνВ = 6 νА = 1 Ответ. На проведение реакции затрачено 120 мл раствора NH3∙H2O. |
Добавить документ в свой блог или на сайт
