Эквивалент в данной химической реакции

1. Определить фактор эквивалентности H₂SO₄в реакциях образования с раствором КОН а).КНSO₄, б). К₂SO₄.

2. Написать уравнения реакций Fe(OH)₃ c cоляной кислотой, при которых образуются следующие соединения железа: а) Fe(OH)₂С1, б) Fe(OH)С1₂, в) FeС1₃. Вычислить эквивалентные массы Fe(OH)₃ в каждой из этих реакций.

3. Избытком соляной кислоты подействовали на растворы а) Са(НСО₃)₂, б) AlOHCl₂. Написать уравнения реакций этих веществ с НС1 и определить их факторы эквивалентности.

4. Вычислить эквивалентную массу H₂SO₄ в реакциях с цинком; гидроксидом натрия, зная, что при взаимодействии H₂SO₄ с NaOH образуется кислая соль.

5. Вычислить эквивалентные массы KNO₃, CuSO₄, FeCl₃ при замещении одного, двух, трех атомов водорода.

6. Вычислить эквивалентные массы Cr₂(SO₄)₃, Ва(ОН)₂, NaOH при замещении одного, двух, трех атомов водорода.

7. Вычислить эквивалентные массы Al(OH)₃ в реакциях, выраженных уравнениями

Al(OH)₃ + Hcl ® Al(OH)₂Cl + H₂O

Al(OH)₃ + 3HNO₃ ® Al(NO₃)₃ + 3H₂O.

1. Вычислить эквивалентную массу Al₂(SO₄)₃ при взаимодействии c NaOH:

Al₂(SO₄)₃ + 6NaOH ® 2Al(OH)₃¯ + 3Na₂SO₄.

2. Вычислить эквивалентную массу KAl(SO₄)₂ при взаимодействии с КОН:

KAl(SO₄)₂ + 3KOH ® Al(OH)₃ +K₂SO₄.

10. Вычислить эквивалентную массу Са(ОН)₂ по уравнениям реакций

Са(ОН)₂+НС1 ® СаОНС1 + Н₂О,

Са(ОН)₂ + 2НС1 ® СаС1₂ + 2Н₂О.

11. Cоставить уравнения реакций между кислотами и основаниями, приводящими к образованию солей NaNO₃, NaHSO₄, NaH₂PO₄. Сравнить факторы эквивалентности кислот, участвующих в реакциях.

12. Написать уравнения реакций между кислотой и основанием, в которых фактор эквивалентности кислоты был равен 1; 1/2.

13. Вычислить эквивалентную массу СО₂ в реакциях образования с раствором NaOH: а) NaНСО₃, б) Na₂СО₃.

14. Вычислить эквивалентную массу соли KHSO₄по уравнению реакции

KHSO₄ + BaCl₂ ® BaSO₄ + Kcl + Hcl.

15. Вычислить эквивалентную массу основной соли Cu(OH)Cl по уравнению реакции

Cu(OH)Cl + H₂S ® CuS + Hcl + H₂O.

СОСТАВ РАСТВОРОВ

Состав раствора ( в частности, содержание в нем растворенного вещества) может выражаться разными способами - как с помощью безразмерных величин (долей или процентов), так и через размерные величины - концентрации.

Массовая доля - отношение массы растворенного вещества (m_В) к массе раствора (m_Р):

w = m_В/m_Р.

Если w выражать в процентах, то w % = w × 100 %. Массовую долю, выраженную в процентах, не совсем корректно называют процентной концентрацией или процентным содержанием.

Поскольку m_p, плотность (r, г/мл) и объем (V, мл) раствора связаны уравнением

m_Р = V×r,

то

w= m_В/(r×V).

С другой стороны, m_Р= m_В+ m, где m - масса растворителя, тогда

w = m_В/(m_Р+ m).

Замечание: наиболее часто встречающаяся ошибка - несоблюдение единой системы размерностей r и V. Для того, чтобы ее избежать, указывайте размерности всех величин в арифметических выражениях.

Пример 1

Какая масса хлорида калия содержится в 750 мл 10 % - раствора, r которого 1,063 г/мл?

Решение

m_HCl = r×V×(w %/ 100%) = 1,063 г/мл × 750 мл× (10/100) = 79,7 г.

Пример 2

Какую массу НС1 следует растворить в 250 г Н₂О для получения 10 % - раствора НС1?

Решение:

Способ 1. 250 г Н₂О составляют 90 % массы раствора, а масса НС1 - 10 %, поэтому имеем пропорцию

250 - 90

х - 10,

откуда х =250×10/90=27,7 г.

Способ 2. По определению w = m_В/(m_Р+ m), т. е. 0,1=m_В/(250+m_В), откуда m_В = 27,7г.

Пример 3

В 450 г воды растворили 50 г CuSO₄×5H₂O. Вычислить процентное содержание кристаллогидрата и безводной соли в полученном растворе.

Решение

Общая масса раствора составляет 500 г. Процентное содержание кристаллогидрата находим из пропорции

500 г раствора - 100 %

50 г растворенного вещества - х %,

откуда х = (50 г × 100 %) / 500 г = 10 %=w(CuSO₄×5H₂O)%.

Мольная масса CuSO₄×5H₂O равна М(CuSO₄)+5×M(H₂O)= =160+5×18=250 г/моль, а мольная масса CuSO₄ - 160 г/моль. Следовательно, массовая доля CuSO₄ в CuSO₄×5H₂O составляет 160/250=0,64, тогда масса СuSO₄ в 50г CuSO₄×5H₂O равна 50×0,64=32 г, а процентное содержание CuSO₄ в полученном растворе составляет w(CuSO₄)%=(32 г/500 г)×100 % = 6,4 %.

Молярная концентрация (молярность, С_м) - отношение количества растворенного вещества (n, моль) к объему раствора (V, л), в котором содержится это количество вещества:

С_м = n/V.

В текстах молярную концентрацию сокращенно указывают числом, после которого стоят буква М и формула растворенного вещества. Так, 3 М НС1 означает, что в каждом литре раствора содержится 3 моля НС1, т.е. С_м = 3 моль/л.

Эквивалентная концентрация (нормальность, С_н или С_э) - отношение количества эквивалентов растворенного вещества (n, моль экв, или сокращенно экв) к объему раствора, в котором растворено это вещество:

С_н = n/V.

В текстах нормальность сокращенно указывают числом, после которого стоят буква Н (или N) и формула растворенного вещества. Так, 2 Н H₂SO₄ означает раствор, в каждом литре которого содержится 2 моля эквивалентов H₂SO₄, т.е. С_н(Н₂SO₄)= 2экв/л.

Пересчет С_м в С_н и наоборот

Поскольку С_н = n/V=(m/Э)/V, а Э = М×f, то С_н = (m/M)/(V×f) = С_м/f, т.е.

С_н=С_м/f или С_м=С_н×f.

Пример 4

Чему равна молярность 0,2 Н раствора Сr₂(SO₄)₃?

Решение

С_м = C_н×f, f = 1/6 Þ С_м= 0,2×1/6 = 0,0333 M

Пересчет С_н и С_м в массовую долю и обратно

Поскольку w = m_В/m_Р Þ m_В = w×m_Р,

n = m_В/M Þ n = w×m_Р/M (1)

С другой стороны,

С_м = (m_В/M)/V = n/V Þ n= C_м×V=C_м×(m_Р/r). (2)