Фактор эквивалентности вещества Х, участвующего в ионообменном процессе, равен
Фактор эквивалентности вещества Х, участвующего в ионообменном процессе, равен - раздел Химия, Основные понятия и законы химии FЭ (Х) = 1: (NI·|ZI|),
...
fэ (Х) = 1: (Ni·|zi|),
где Ni и zi - соответственно число и заряд ионов, которыми обменивается молекула реагирующего вещества со своим партнером.
Многоосновные кислоты НnА и многокислотные основания М(ОН)n имеют по n факторов эквивалентности: от 1 до 1/n. Если факторы эквивалентности соляной кислоты HCl и гидроксида натрия NаОН в обменных процессах всегда равны 1, то у серной кислоты Н2SО4 и гидроксида кальция Са(ОН)2 факторы эквивалентности равны 1 и 1/2, а у ортофосфорной кислоты Н3РО4 и гидроксида алюминия Аl(ОН)3 – 1, 1/2, 1/3.
Для солей фактор эквивалентности может быть найден по числу замещенных катионов или анионов.
Для солеобразующих оксидов фактор эквивалентности определяется числом катионов соответствующего оксиду основания или анионов соответствующей оксиду кислоты и их зарядом. В реакции между оксидом фосфора (V) и оксидом кальция
Р2О5 + СаО → Са3(РО4)2
фактор эквивалентности Р2О5, образующего два трехзарядных фосфат-иона (РО43-) равен 1/6, а для СаО, образующего один двухзарядный катион (Са2+), 1/2.
В некоторых реакциях молекулы одного вещества претерпевают разные превращения, например, одна часть молекул участвует в окислительно-восстановительном процессе, а другая часть молекул того же вещества – в процессе ионного обмена. Для такой реакции следует находить общий фактор эквивалентности, как сумму факторов эквивалентности, учитывающих каждое превращение данного вещества.
Пример 3.В нижеприведенных схемах реакций определите факторы эквивалентности исходных веществ:
а) LiOH + H3PO4 →Li2HPO4 + H2O
Молекула LiOH теряет в данной реакции один однозарядный ион ОН- , поэтому fэ (LiOH) = 1: (1·|-1|) = 1;молекула H3PO4 обменивается двумя однозарядными ионами Н+ , поэтому fэ (H3PO4) = 1: (2·|+1|) = 1:2.
б) Al2(SO4)3 +ВаCl2 →Ва SO4 + AlCl3
Величина fэ(Al2(SO4)3) может быть рассчитана либо по числу ионов алюминия, замещенных ионами бария, либо по числу сульфат-ионов, образующих с ионами бария осадок. И в том, и в другом случае результат одинаков:
fэ(Al2(SO4)3) = 1: (2·|+3|) = 1: (3·|-2|) = 1:6.
Величина fэ(ВаCl2)может быть рассчитана либо по числу ионов бария, замещенных ионами алюминия, либо по числу хлорид-ионов, образующих с ионами алюминия растворимую соль. fэ (ВаCl2)= 1: (1·|+2|) = 1: (2·|-1|) = 1:2.
в) ZnО + СО2 → ZnСО3
Величина fэ (ZnО), образующего один двухзарядный ион Zn 2+, равен 1/2;
fэ (СО2), образующего один двухзарядный ион (СО32-), равна 1/2.
г)Zn + Н2SO4 (конц.) → Н2S + Zn SO4 + Н2О
Превращаясь вН2S-2, молекула Н2S+6 O4 присоединяет 8 электронов, т.е. fэ = 1/8; а образуя Zn SO4, молекула Н2SO4 теряет два иона Н+, т.е. fэ = 1/2. Общий фактор эквивалентности fэ(Н2SO4) = 1/8 + 1/2 = 5/8.
Пример 4.Выразить эквивалентную массу оксида, гидроксида, сульфата и хлорида металла.
Решение.Эквивалентная массавещества в общем случае определяется по формуле (1.1). В частном случае ее можно представить как сумму эквивалентных масс составных частей молекулы или кристалла вещества.
1. Молекула или кристалл оксида любого элемента образованы атомами данного элемента и кислорода. Таким образом, эквивалентная масса оксида равна сумме эквивалентных масс элемента и кислорода:
Согласно формуле (1.1)
Мэ(О) = fэ (О)·М(О) = 16:2 = 8 г/моль.
Следовательно,
(1.2)
2. В состав гидроксида входят атомы металла и гидроксильные группы:
Согласно формуле (1.1)
Мэ(ОН-) = fэ (ОН-)·М(ОН-) = 17:1 = 17 г/моль.
Таким образом,
3. В молекулу сульфата металла входят ионы данного металла и сульфатные группы (SO4)2-:
4. Эквивалентную массу хлорида металла определяют по аналогии с предыдущими случаями:
Мэ(Cl-) = fэ (Cl-)·М(Cl-) = 35,5:1 = 35,5 г/моль
Закон эквивалентов.Массы (объемы) реагирующих друг с другом или образующихся в результате реакции веществ пропорциональны их эквивалентным массам Мэ (эквивалентным объемам для газов Vэ):
m1: Мэ1 = m2: Мэ2 = V1: Vэ1= V2: Vэ2.
Пример 5.Оксид марганца содержит 22,56% кислорода. Найти эквивалентную массу и валентность марганца в этом соединении. Составить формулу оксида.
Решение. Пусть масса оксида марганца равна 100 г, тогда масса кислорода будет составлять 22,56 г. На основании закона эквивалентов можно составить следующую пропорцию:
(1.3)
Примем Мэ(Мn) = А г/моль, тогда, согласно формулы (1.2), . Исходя из формулы (1.1), . Подставляя полученные значения в формулу (1.3), имеем
.
Решая уравнение относительно А, получим А = 27,5 г/моль.
Валентность марганца (по модулю совпадающую со степенью окисления) определим по формуле, связывающей молярную и эквивалентную массы элемента (1.1),
Мэ(Mn) = fэ (Mn)·М(Mn) = М(Mn) : В (Mn),
откуда
Так как в оксидах кислород двухвалентен, получаем следующую формулу оксида марганца: MnO.
Пример 6.Рассчитать массу сахарозы С12Н22О11, если на ее окисление до углекислого газа СО2 в присутствии серной кислоты израсходовано 100 г перманганата калия КМnО4 (в кислой среде образуется МnSО4).
Решение. В данной реакции степень окисления марганца изменяется от +7 (КМnО4) до +2 (МnSО4), а углерода – от 0 (С12Н22О11) до +4 (СО2). Следовательно, для перманганата калия fэ = 1/5, а для сахарозы 1/48, так как в ее молекулу входят 12 атомов углерода. Тогда Мэ (КМnО4) = 158:5 = 31,6 г/моль, и Мэ(С12Н22О11) =342:48 =7,1 г/моль.
Согласно закону эквивалентов
Тогда m(С12Н22О11) = m(КМnО4)·7,1/31,6 =710/31,6=22,45 г.
Газовые законы. Параметры состояния, единицы измерения: V – объем, м3; Р – давление, Па; Т – температура, К; m – масса газа, кг; М – молярная масса газа, кг/моль; Мэ – молярная масса эквивалента газа, кг/моль; R – универсальная газовая постоянная, R = 8,314 Дж/(моль·К).
Нормальные условия (н.у.): 273,15 К(0 °С); 1,0133·105 Па (760 мм рт.ст.).
Объединенный газовый закон: р·V/Т = const.
Уравнение Клапейрона - Менделеева: р·V = m RТ/М.
Закон Авогадро: В равных объемах любых газов при одинаковых условиях (температура и давление) содержится одинаковое число соответствующих структурных единиц (молекул или атомов).
Контрольных работ по общей химии
Введение
Химия – одна из фундаментальных наук естествознания, формирующих естественно-научное мировоззрение будущих специалистов. Наличие пр
Й уровень
1-5. При взаимодействии m, г, n-валентного металла с серной кислотой выделилось V, мл, (н.у.) водорода. Рассчитайте эквивалентную и мольную массы металла, массу прореагирова
Й уровень
16-20. В нижеприведенной реакции определите факторы эквивалентности и эквивалентные массы исходных веществ. Для окислительно-восстановительных реакций найдите массу окислите
Й уровень
31-35. Какой объем (н.у.) вещества А образуется при взаимодействии N молекул вещества Б с кислородом:
Задачи
Состав атома
Атом – это мельчайшая, химически неделимая электронейтральная частица вещества. В центре атома находится ядро, состоящее из протонов р и нейтронов n. Вокруг ядра вращаются электроны
Строение электронных оболочек
Заполнение электронами энергетических уровней и подуровней происходит в соответствии с принципом минимальной энергии, правилами Гунда и Клечковского:
Геометрические и энергетические характеристики атомов
Атомный радиус.Атом не имеет строго определенных границ. За его радиус принимается расстояние от ядра до главного максимума плотности внешних электронных оболочек. С увеличением за
Химическая связь.
Под химической связью понимают результат взаимодействия двух и более атомов, приводящий к образованию устойчивой многоатомной системы.
Важнейшими видами химической связи являются: ковалент
Й уровень
41-45. Составьте электронную формулу атома элемента с порядковым номером Z. К какому электронному семейству принадлежит этот элемент? Составьте уравнение β--
ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА
Для прогнозирования физико-химических процессов очень важно заранее знать, возможна ли реакция между теми или иными веществами, приведенными в химический контакт. В случае, если реакция в данных ус
Термохимия
Термохимия изучает тепловые эффекты химических процессов. Протекание химических реакций всегда связано с выделением или поглощением теплоты. Химические реакции, в результате которых выделяется тепл
Химическое сродство
Чтобы понимать химические процессы и управлять ими, необходимо знать ответ на вопрос: каковы движущие силы и критерии самопроизвольных химических процессов. Одной из движущих сил химической реакции
Й уровень
91-95. Рассчитайте стандартный тепловой эффект реакции, предварительно подобрав коэффициенты в уравнении, и установите, является ли реакция экзо- или эндотермической. Станда
Й уровень
121-125. Вычислите количество теплоты, выделившееся при сгорании углеродсодержащего топлива А массой m, в котором также содержится негорючий компонент с массовой долей Сm
Химическая кинетика
Раздел химии, изучающий скорости и механизмы протекания реакций, называется химической кинетикой. При определении скоростей учитывается, что реакции могут быть гомогенными, то есть
Химическое равновесие
При некоторой температуре энтальпийный и энтропийный факторы уравниваются, две противоположные тенденции уравновешивают друг друга, т.е. ΔΗ = ΤΔS. В этом случае соблюдается усло
Решение.
1. Влияние концентраций (парциальных давлений) компонентов системы. Если, например, в систему добавить метан, т.е. увеличить его концентрацию, то равновесие системы нарушится. При этом ускор
Й уровень
161 – 165 Во сколько раз изменится скорость прямой гомогенной реакции, если концентрацию вещества А увеличить в X раз, а концентрацию вещества В умень
Й уровень
176-180. В гомогенной химической реакции установилось состояние равновесия с константой равновесия, равной k. Рассчитайте равновесные концентрации всех веществ
Й уровень
206-210.В какой массе воды нужно растворить 100 г вещества А, чтобы получить Х% по массе раствор? Какова молярность этого раствора, если его плотность равна ρ г/
Й уровень
221-225. Вычислите нормальность и титр раствора Н2С2О4·2Н2О, полученного растворением Х, г ее в Y, см3, воды. Плотность получ
Й уровень
236-240. При охлаждении 2,0 кг Х%-го по массе раствора соли А из него выкристаллизовалось m, г, соли. Вычислите массовую долю (%) соли в охлажденном растворе и его нормальную конце
Свойства растворов неэлектролитов
Разбавленные растворы неэлектролитов обладают рядом свойств, количественное выражение которых зависит от числа находящихся в растворе частиц растворенного вещества и от количества р
Й уровень
246-250. Для приготовления антифриза на V, л, воды было взято m, г, вещества А.Чему равна температура замерзания приготовленного антифриза?
Задачи
Й уровень
261-265. Какой объем вещества А плотностью r, кг/л, необходимо добавить на каждый литр воды , чтобы получить антифриз, замерзающий при температуре – 20°С?
Й уровень
276-280. При температуре 315 К давление насыщенного пара над водой равно 8,2 кПа (61,5 мм рт.ст.). На сколько понизится давление пара при указанной температуре, если в m, г,
Электролитическая диссоциация
Электролиты – вещества, расплавы или растворы в полярных растворителях которых проводят электрический ток. Причина этого явления состоит в том, что в данных условиях такие вещества
Произведение растворимости
Для практически нерастворимого продукта АВ, образующего твердую фазу, процесс его диссоциации характеризуется константой равновесия Кравн= =[А+]·[В-], в выражение к
Й уровень
286-290. найти изотонический коэффициент для раствора электролита с концентрацией растворенного вещества СМ, если известно, что в 1 дм3 этого раствора содержи
Й уровень
301. Раствор, содержащий 0,53 г карбоната натрия в 200 г воды, кристаллизуется при температуре – 0,13 ºC. Вычислить кажущуюся степень диссоциации Na2СO3.
Й уровень
311. Нужно приготовить раствор, содержащий в 1 дм3 0,5 моля NaCl, 0,16 моля КCl и 0,24 моля К2SO4. Как это сделать, имея в своем распоряжении тольк
Й уровень
321-325. Найти концентрацию ионов Н+ в растворах, в которых концентрация гидроксид-ионов составляет А:
Задачи
Й уровень
331. Рассчитать рН раствора, полученного смешением 25 см3 0,5М раствора НСl, 10 см3 0,5М раствора NaOΗ и 15 см3воды.
332
ИОНООБМЕННЫЕ РЕАКЦИИ. ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ
При взаимодействии растворов электролитов реакции происходят между ионами растворенных веществ. Химический процесс можно записать в молекулярной и ионно-молекулярной формах. Однако ионная форма отр
Й уровень
336-340. Записать в молекулярной и ионно-молекулярной формах уравнения реакций между веществами А и Б, приводящих к образованию малорастворимых осадков или газов:
Й уровень
356-360. Составьте уравнения гидролиза солей А и Б в молекулярной и ионно-молекулярной формах и укажите, как изменится (уменьшится или увеличится) степень гидролиза этой сол
Й уровень
371-375. Записать в молекулярной и ионно-молекулярной формах уравнения реакций между водными растворами следующих веществ:
Задачи
КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Молекулярные соединения, образующие комплексные ионы, способные к существованию как в растворе, так и в кристалле, называются комплексными. Строение комплексных соединений объясняет координационная
Й уровень
386-390. Составить выражение для константы нестойкости комплексного иона А и определить в нем степень окисления иона – комплексообразователя:
Задачи
Й уровень
391-395. Составить координационную формулу комплексной соли с названием А и написать для нее уравнения первичной и вторичной диссоциации:
Задачи
Й уровень
396-400. Составить уравнения первичной и вторичной диссоциации комплексного соединения А. Написать в молекулярной и ионно-молекулярной формах уравнения обменных реакций, происходящ
ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ
Окислительно-восстановительными называются реакции, которые сопровождаются изменением степени окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ. Степень окисления – это условн
Й уровень
401-405. Исходя из степени окисления элемента А в соединениях Б, В, Г, определите, какое из них может быть только окислителем, только восстановителем или может проявлять оки
Й уровень
416-420.Составьте электронные уравнения окисления или восстановления элемента
Й уровень
431-435. На основе сравнения стандартных окислительно-восстановительных потенциалов окислителей в левой и правой частях уравнения определить направление окислительно-восстан
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
Самопроизвольно протекающие окислительно-восстановительные реакции при пространственном разделении процессов окисления и восстановления могут создавать электрическую энергию вследствие уменьшения с
Гальванический элемент
Гальванический элемент – это устройство, способное преобразовывать свободную энергию Гиббса окислительно-восстановительной реакции в электрическую.
Элемент состоит из двух
Электролиз
Электролизом называется процесс раздельного окисления и восстановления на электродах, опущенных в раствор электролита, осуществляемый за счет протекания тока от внешнего источника ЭДС. При этом на
Й уровень
441-445. Дана схема гальванического элемента. Напишите электронные уравнения электродных процессов и уравнение токообразующей реакции, протекающих в этом элементе:
Уровень
471-475. Дана схема гальванического элемента. Напишите электронные уравнения электродных процессов и уравнение токообразующей реакции, протекающих в этом элементе. Рассчитай
Й уровень
501-505. Дана схема гальванического элемента. Напишите электронные уравнения электродных процессов и уравнение токообразующей реакции, протекающих в этом элементе. Рассчитайте
(1.2)
(1.3)
. Исходя из формулы (1.1), 
. Подставляя полученные значения в формулу (1.3), имеем
.
Новости и инфо для студентов