Расчет эквивалентной массы металла

 

Согласно закону эквивалентов, объем водорода, выделяющегося при реакции, зависит от эквивалентной массы металла:

(1.1)

 

где m(Mе) - навеска метала, г;

- молярная масса эквивалента металла, г/моль;

V₀ (н₂) - объем водорода, измеренный при нормальных условиях, см³;

- объем одного эквивалента водорода измеренного при нормальных условиях, который равен 11200 см³.

 

(1.2)

Навеска металла известна. Для того, чтобы определить объем водорода, выделяющегося при взаимодействии этого металла с кислотой при нормальных условиях V₀ (н₂), воспользуемся известным соотношением:

 

(1.3)

 

где Р(н₂); V(н₂);Т -соответственно давление, объем и температура (по шкале Кельвина) водорода в реальных условиях;

 

Р₀ (н₂); V₀ (н₂); Т₀ - давление, объем и температура (по шкале Кельвина) водорода при нормальных условиях.

 

По формуле (1.3) найдем объем водорода в нормальных условиях:

 

(1.4)

Измерить непосредственно давление водорода Р(н₂) не представляется возможным. Так как газ был собран над водой, то в бюретке находится смесь водорода и паров воды. Суммарное давление этой смеси состоит из парциальных давлений компонентов и уравновешивается атмосферным давлением , которое мы и измеряли.

 

(1.5)

 

где Н – парциальное давление водяного пара в мм рт. ст., которое зависит от температуры (табл. 1)

 

(1.6)

 

Подставим значения Р(н₂), V(н₂), Т₀, Т и Р₀(н₂) в формулу (1.4), получим:

(1.7)

 

и окончательно:

(1.8)

 

Определим положение металла в периодической системе Д.І.Менделеева.

 

Поскольку ,

где z- валентность металла (обычно 1, 2 или 3), то

 

Вычисляем ошибку эксперимента по формуле:

 

(1.9)

 

Вопросы и упражнения к лабораторной работе:

 

1. Дайте определение понятия «химический эквивалент».

2. Почему атомная масса элемента - величина, в среднем, постоянная, а молярная масса эквивалента - переменная?

3. Сформулируйте закон эквивалентов.

4. Какой объем при нормальных условиях занимает один грамм-эквивалент водорода? Кислорода?

5. При восстановлении водородом 10,17 г оксида двухвалентного металла образовалось 2,25 г воды, молярная масса эквивалента которого 9,00г/моль. Вычислите молярную массу эквивалента оксида и молярную массу эквивалента металла. Чему равна атомная масса металла?

6. Оксид трехвалентного металла содержит 31,58 % кислорода. Вычислите молярную массу эквивалента оксида и атомную массу этого элемента.

7. Вычислите молярную массу эквивалента Н₃РО₄ в реакциях образования: а) гидрофосфата; б) дигидрофосфата; в) ортофосфата.

8. В 2,48 г оксида одновалентного металла содержится 1,84 г металла. Вычислите молярную массу эквивалента металла и его оксида.

9. При взаимодействии 3,24 г трехвалентного металла с кислотой выделилось 4,03 л водорода, измеренного при нормальных условиях. Вычислите молярную массу эквивалента и атомную массу металла.