Эквивалент – такое количество химического элемента, которое либо связывает, либо замещает один моль атомов водорода. Соответственно, масса одного эквивалента называется эквивалентной массой (Мэ), и выражается в г/моль. Перед учащимися на химии часто ставят задачу определить эквивалентную массу того или иного вещества (соединения). Например, металла и образованного им оксида.
В первую очередь следует запомнить несколько простых правил. Если речь идет о металле, его эквивалентная масса рассчитывается по формуле: Мэ=М/В, где М – атомная масса металла, а В – его валентность. Рассмотрите это правило на конкретных примерах.2Кальций (Са). Его атомная масса 40,08. Округленно примите ее за 40. Валентность равна 2. Следовательно, Мэ(Са) = 40/2 = 20 г/моль. Алюминий (Al). Его атомная масса 26,98. (Округленно 27). Валентность равна 3. Таким образом, Мэ(Al) = 27/3 = 9 г/моль. 3Перечисленные применимы, если речь идет о чистых металлах. А если они входят в состав какого-либо соединения, например, тех же оксидов? Тут надо запомнить другое правило: эквивалентная масса оксида вычисляется по формуле: Мэ + Мо, где Мо – эквивалентная масса кислорода. Она, соответственно, рассчитывается по уже рассмотренной формуле М/В, то есть 16/2 = 8.4Предположим, у вас есть основной оксид алюминия, Al2O3. Как посчитать его эквивалентную массу? Очень просто: 27/3 + 16/2 = 17 г/моль.5Есть ли другой определения эквивалентных масс металла и его оксида? Да, и весьма эффективный. Он основан на так называемом законе эквивалентов, согласно которому все вещества реагируют друг с другом в эквивалентных количествах. Например: металл массой 33,4 грамма вступил в реакцию окисления с кислородом воздуха. В результате получился оксид общей массой 43 грамма. Требуется определить эквивалентные массы самого металла и его оксида.6Сначала вычислите, сколько кислорода соединилось с металлом в ходе этой реакции: 43 – 33,4 = 9,6 грамм. Согласно закону эквивалентов, эта масса во столько же раз больше эквивалентной массы кислорода (которая, напомним, равна 8), во сколько раз эквивалентная масса металла меньше его первоначального количества. То есть 33,4/Мэ(ме) = 9,6/8. Следовательно, Мэ(ме) = 33,4*8/9,6 = 27,833 г/моль, или округленно 27,8 г/моль. Такова эквивалентная масса металла.7Эквивалентную же массу оксида найдите следующим действием: 27,8 + 8 = 35,8 г/моль.
Решение. SO3 + H2O --> H2SO4 Самым простым решением данной задачи является решение с правила креста. Для этого представим все растворы в виде раствора оксида серы(VI) в воде. 170 г 30% олеума содержат 51 г оксида серы(VI) и 119 г серной кислоты. 119 г серной кислоты условно состоят из 119*80/98 = 97,14 г оксида серы(VI) и 21,86 г воды. Значит 30% олеум это (97,14+51)*100/170 = 87,14%-ный раствор оксида серы(VI) в воде. 100 г 10% олеума содержат 10 г оксида серы(VI) и 90 г серной кислоты. 90 г серной кислоты условно состоят из 90*80/98 = 73,47 г оксида серы(VI) и 16,53 г воды. Значит 10% олеум это (10+73,47)*100/100 = 83,47%-ный раствор оксида серы(VI) в воде. 100 г 40% серной кислоты содержат 60 г воды и 40 г серной кислоты. 40 г серной кислоты условно состоят из 40*80/98 = 32,65 г оксида серы(VI) и 7,35 г воды. Значит 40% серная кислота это 32,65*100/100 = 32,65%-ный раствор оксида серы(VI) в воде. Составляем крест. 87,14 50,82 вес. ед. 83,47 32,65 3,67 вес. ед. Для получения 50,82 + 3,67 = 54,49 вес .ед. 10% олеума нужно смешать 50,82 вес. ед 30% олеума и 3,67 вес. ед. 40% серной кислоты. Для взаимодействия со 170 г 30% олеума нам необходимо 170*3,67/50,82 = 12,28 г 40% серной кислоты, что по объему составит 12,28/1,303 = 9,42 мл.
Проверка. 12,28 г 40% серной кислоты содержит 40*12,28/100 = 4,91 г серной кислоты и 7,37 г воды. 7,37 г воды прореагируют с 7,37*80/18 = 32,76 г оксида серы(VI) образуя 40,13 г серной кислоты. В итоговом растворе будет 51-32,76 = 18,24 г оксида серы(VI) и 119+4,91+40,13 = 164,04 г серной кислоты. Масса раствора 164,04+18,24 = 182,28 г. Содержание оксида серы(VI) 18,24*100/182,28 = 10%.
В первую очередь следует запомнить несколько простых правил. Если речь идет о металле, его эквивалентная масса рассчитывается по формуле: Мэ=М/В, где М – атомная масса металла, а В – его валентность. Рассмотрите это правило на конкретных примерах.2Кальций (Са). Его атомная масса 40,08. Округленно примите ее за 40. Валентность равна 2. Следовательно, Мэ(Са) = 40/2 = 20 г/моль. Алюминий (Al). Его атомная масса 26,98. (Округленно 27). Валентность равна 3. Таким образом, Мэ(Al) = 27/3 = 9 г/моль.
3Перечисленные применимы, если речь идет о чистых металлах. А если они входят в состав какого-либо соединения, например, тех же оксидов? Тут надо запомнить другое правило: эквивалентная масса оксида вычисляется по формуле: Мэ + Мо, где Мо – эквивалентная масса кислорода. Она, соответственно, рассчитывается по уже рассмотренной формуле М/В, то есть 16/2 = 8.4Предположим, у вас есть основной оксид алюминия, Al2O3. Как посчитать его эквивалентную массу? Очень просто: 27/3 + 16/2 = 17 г/моль.5Есть ли другой определения эквивалентных масс металла и его оксида? Да, и весьма эффективный. Он основан на так называемом законе эквивалентов, согласно которому все вещества реагируют друг с другом в эквивалентных количествах. Например: металл массой 33,4 грамма вступил в реакцию окисления с кислородом воздуха. В результате получился оксид общей массой 43 грамма. Требуется определить эквивалентные массы самого металла и его оксида.6Сначала вычислите, сколько кислорода соединилось с металлом в ходе этой реакции: 43 – 33,4 = 9,6 грамм. Согласно закону эквивалентов, эта масса во столько же раз больше эквивалентной массы кислорода (которая, напомним, равна 8), во сколько раз эквивалентная масса металла меньше его первоначального количества. То есть 33,4/Мэ(ме) = 9,6/8. Следовательно, Мэ(ме) = 33,4*8/9,6 = 27,833 г/моль, или округленно 27,8 г/моль. Такова эквивалентная масса металла.7Эквивалентную же массу оксида найдите следующим действием: 27,8 + 8 = 35,8 г/моль.
Самым простым решением данной задачи является решение с правила креста. Для этого представим все растворы в виде раствора оксида серы(VI) в воде.
170 г 30% олеума содержат 51 г оксида серы(VI) и 119 г серной кислоты. 119 г серной кислоты условно состоят из 119*80/98 = 97,14 г оксида серы(VI) и 21,86 г воды. Значит 30% олеум это (97,14+51)*100/170 = 87,14%-ный раствор оксида серы(VI) в воде.
100 г 10% олеума содержат 10 г оксида серы(VI) и 90 г серной кислоты. 90 г серной кислоты условно состоят из 90*80/98 = 73,47 г оксида серы(VI) и 16,53 г воды. Значит 10% олеум это (10+73,47)*100/100 = 83,47%-ный раствор оксида серы(VI) в воде.
100 г 40% серной кислоты содержат 60 г воды и 40 г серной кислоты. 40 г серной кислоты условно состоят из 40*80/98 = 32,65 г оксида серы(VI) и 7,35 г воды. Значит 40% серная кислота это 32,65*100/100 = 32,65%-ный раствор оксида серы(VI) в воде.
Составляем крест.
87,14 50,82 вес. ед.
83,47
32,65 3,67 вес. ед.
Для получения 50,82 + 3,67 = 54,49 вес .ед. 10% олеума нужно смешать 50,82 вес. ед 30% олеума и 3,67 вес. ед. 40% серной кислоты. Для взаимодействия со 170 г 30% олеума нам необходимо 170*3,67/50,82 = 12,28 г 40% серной кислоты, что по объему составит 12,28/1,303 = 9,42 мл.
Проверка. 12,28 г 40% серной кислоты содержит 40*12,28/100 = 4,91 г серной кислоты и 7,37 г воды. 7,37 г воды прореагируют с 7,37*80/18 = 32,76 г оксида серы(VI) образуя 40,13 г серной кислоты. В итоговом растворе будет 51-32,76 = 18,24 г оксида серы(VI) и 119+4,91+40,13 = 164,04 г серной кислоты. Масса раствора 164,04+18,24 = 182,28 г. Содержание оксида серы(VI) 18,24*100/182,28 = 10%.