Примеры решения задач по теме Молярная концентрация эквивалента.

Содержание растворенного вещества в растворе (концентрацию раствора) выражают разными способами. В аналитической практике, в объемном анализе, наиболее удобным видом концентрации является молярная концентрация эквивалента вещества. Рассмотрим некоторые понятия, относящиеся к этому виду концентрации.

Эквивалент - реальная или условная частица, которая может присоединять, отдавать или как-то иначе быть равноценной одному иону водорода H⁺ в кислотно-основных реакциях или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях.

Примеры: В реакциях одному иону водорода H⁺ эквивалентны:

а) 2H⁺ + S^2-........ 1/2 иона S^2-

б) H⁺ + NH₃ ......... 1 молекула NH₃

в) 3ОН^- + H₃PO₄ → PO₄^3- + 3H₂O... 1/3 молекулы H₃PO₄

г) Al³⁺ + 3e → Al ⁰...... 1/3 Al³⁺

д) 2ОН^- + H₃PO₄ → НPO₄^2-..1/2 молекулы H₃PO₄

Фактор эквивалентности - число, показывающее, какую долю реальной частицы (молекулы, атома, иона) составляет эквивалент.

Он может быть единицей или меньше единицы (f £ 1) в зависимости от природы вещества или характера данной реакции. При f = 1 эквивалентом является целая молекула, атом или ион (например, NH₃), при f < 1 эквивалентом является соответствующая доля молекулы, атома или иона.

Значение фактора эквивалентности в данной реакции определяется по формуле:

f_{кислоты} = 1/основность кислоты = 1/Z

f_{основания} = 1/кислотность основания = 1/Z

f_соли = 1/(число атомов металла ^. валентность металла) = 1/Z

f_{окислителя (или восстановителя)} = 1/число принимаемых (или отдаваемых) электронов = 1/Z

Примеры значений фактора эквивалентности;

Реакция	f(Х)
а) 2HCl + Ca(OH)2 ® CaCl2 + 2H2O	f (HCl) = 1, f (Ca(OH)2) = 1/2
б) HCl + Ca(OH)2 ® CaOHCl + H2O	f (HCl) = 1, f (Ca(OH)2) = 1
в) H3PO4 + 3KOH ® K3PO4 + 3H2O	f (KOH) = 1, f (H3PO4) = 1/3
г) H3PO4 + 2KOH ® K2HPO4 + 2H2O	f (KOH) = 1, f (H3PO4) = 1/2
д) H3PO4 + KOH ® KH2PO4 + H2O	f (KOH) = 1, f (H3PO4) = 1
е) Na2CO3 + 2 HCl ® 2 NaCl + CO2 + 2H2O	f (HCl) = 1, f (Na2CO3) = 1/2
ж) Fe2(SO4)3 + 3BaCl2 ® 3BaSO4 + 2FeCl3	f (Fe2(SO4)3) = 1/6, f (BaCl2) = 1/2

Молярная масса эквивалента, М(Э) г/моль - масса 1 моль эквивалентов данного вещества: М(Э) = f(Х) ^. M(Х)

Она равна произведению фактора эквивалентности на молярную массу вещества

Пример 1. М(1/2H₂SO₄) = 1/2 M(H₂SO₄) = 1/2 ^. 98 = 49 г/моль

Число моль эквивалентов вещества, n(Э)

Пример2. Вычислите число моль эквивалентов серной кислоты в 9.8 г, если f(H₂SO₄)= ½

n(H₂SO₄)) = = 9.8 / (½·98) = 0.2

Закон эквивалентов: в химических реакциях число моль эквивалентов всех веществ, вступающих в реакцию и образовавшихся в ней, всегда равны между собой.

Для реакции: aA + bB → cC + dD

n(А) = n(B) = n(C) = n(D) или:

= = =

Пример 3. 2 NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O

n(NaOH) = n(1/2 H₂SO₄) = n(1/2 Na₂SO₄) = n(H₂O)

Пример 4. Сколько граммов гидроксида бария потребуется для полной нейтрализации 0.1 моль эквивалентов органической кислоты? (Или: какая масса Ba(OH)₂ эквивалентна 0.1 моль эквивалентов органической кислоты?).

			РЕШЕНИЕ. По закону эквивалентов: n(1/2Ba(OH)2) = n(кислоты) n(кислоты) =

m(Ba(OH)₂) =? m(Ba(OH)₂)/ (1/2 ^. 171) = 0.1,

oтсюда: m(Ba(OH)₂) = 1/2 ^. 171 ^. 0.1 = 8.55 г.

Ответ: 8.55 г.

Дата добавления: 2015-09-06