Через какой промежуточный продукт легко разлагающийся

Через какой промежуточный продукт легко разлагающийся thumbnail

           Опыт
8. Получение средней соли.

    
Опыт выполняется капельным методом.

    
Внесите  1-2 капли соли бария 
в  ячейку капельного планшета,
добавьте 1 каплю раствора сульфата 
натрия,  напишите уравнение реакции 
в молекулярной и молекулярно-ионной 
форме.

         
Опыт 9. Получение основной соли.

    
Опыт выполняется капельным методом.

    
Внесите  1-2 капли соли кобальта 
в  ячейку капельного планшета,
добавьте 1 каплю раствора гидроксида 
натрия, обратите внимание на 
образование голубого осадка 
основной соли кобальта, добавьте избыток
гидроксида натрия, обратите внимание
на изменение цвета осадка. Напишите уравнение
реакции в молекулярной и молекулярно-ионной
форме.

        
Опыт 10. Получение кислой соли.

    
Налейте в пробирку 2-3 мл насыщенного 
раствора гидроксида кальция, добавьте
по каплям раствора фосфорной кислоты
до выпадения осадка средней соли фосфата
кальция по реакции:       
3 Ca(OH)2 + 2 H3PO4 = Ca3(PO4)2
↓ + 6 H2O

В избытке 
фосфорной кислоты осадок растворяется
с образованием кислой соли:

                      
Ca3(PO4)2 + 4 H3PO4
=  3 Ca(H2 PO4)2

Напишите 
уравнения приведенных реакций 
в молекулярно-ионной форме.

       
Опыт 11. Получение комплексной соли.

    
В пробирку налейте 1-2 мл раствора 
сульфата меди, добавьте 1-2 мл водного 
раствора  аммиака (гидроксида аммония
NH4OH), отметьте окраску образовавшегося
осадка гидроксосульфата меди:     
2 CuSO4 + 2 NH4OH = (CuOH)2SO4
↓+ (NH4)2SO4

   
Добавьте избыток раствора аммиака 
до растворения осадка и образования  
комплексных солей:       
(CuOH)2SO4 + 8 NH4OH = [Cu(NH3)4](OH)2
+ [Cu(NH3)4]SO4 + 8 H2O.

   
Отметьте окраску образовавшегося 
раствора. Эта реакция является 
характерной и используется для 
обнаружения ионов меди в растворе.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К ЗАЩИТЕ ЛАБОРАТОРНОЙ
РАБОТЫ

  1. Через какой промежуточный продукт, легко
    разлагающийся при нагревании, можно получить
    оксид металла из его соли? Покажите на
    примерах:    FeCl3 → Fe2O3;

                    
CuSO4 → CuO;      
Al(CH3COO)3  → Al2O3.

  1. Возможно ли взаимодействие между оксидами:    Li2O и SO3;     
    Na2O и BeO; 

      Al2O3
и K2O;     BaO и MgO;    
N2O5 и ZnO?

  1. Анализом установлено, что в образце оксида бария массовая доля примеси   сульфата бария составляет 10%.  Как был проведен анализ и какой объем раствора нужного реагента концентрации 2 моль/л был затрачен на обработку
    навески массой 5 г?

                      
Ответ: 30 мл реагента.

  1. С какими из перечисленных веществ взаимодействует соляная кислота:

                       
MgO;   AgNO3;   SO3;   
CuSO4;   Ca(OH)2;   Cu;  
Fe;   KOH?

  1. Какие свойства гидроксидов   NaOH,   Al(OH)3,  
    Ni(OH)2 могут быть использованы для
    их разделения из твердой смеси?
  2. Найдите массовую долю гидроксида натрия, превратившегося в карбонат за счет поглощения углекислого газа из воздуха, если масса гидроксида  возросла с 200г до 232,5 г. Чему
    равен объем поглощенного при этом CO2
    (условия нормальные).

               
Ответ: 50%, 28 л.

  1. Какими способами можно получить из данной соли другую с тем же катионом

      или тем же анионом:       
NaCl  → AgCl;       Ba(NO3)2 
→ BaSO4; 

                                         
Fe2(SO4)3  → FeCl3;       
Na2CrO4  → BaCrO4 ?

  1. При помощи каких реакций можно осуществить следующие переходы:
    1. Fe  → FeCl2  → FeCl3 
      → FeOHSO4  → Fe2O3  →
      Fe;
    2. Zn  → ZnS → ZnO → (ZnOH)2SO4
      → ZnCl2 → ZnO →Zn.
  2. Какой объем  CO2 (условия нормальные)
    потребуется для растворения 1,0 г

свежеосажденного CaCO3? 
Какие процессы произойдут в растворе
при:

а) кипячении, б) добавлении щелочи, в)
добавлении соляной кислоты?

              
Ответ: 0,224 л.

  1. К какому классу относится каждое из следующих соединений:   Cs2O;   Na[Al(OH)4];

   H4SiO4;   NO2;   
[Fe(OH)2]2SO4;   Ca(HCO3)2?

ЛИТЕРАТУРА

  1. Практикум по общей и неорганической химии./ Под ред. Н.Н.Павлова, В.И.Фролова. – 2-е изд. – М.: Дрофа, 2002. – 304 с.
  2. Н.Б. Любимова. Вопросы и задачи по общей и неорганической химии. – М.: Высш. шк., 1990. – 351 с.
  3. Г.Н. Фадеев, Н.Н. Двуличанская. Решение задач по курсу «Химия» для нехимических вузов. Ч.1. – М.: Дом педагогики, 2000. – 72 с.
  4. А.А. Гуров, Ф.З. Бадаев, Л.П. Овчаренко, В.Н. Шаповал. Химия.
    –М.: Изд. МГТУ, 2004. – 748 с.

Источник

Возьмите тигельными щипцами кусочек мела и прокалите его в пламени спиртовки. Напишите уравнение реакции разложения карбоната кальция. Опустите прокаленный мел в пробирку с дистиллированной водой, добавьте 2-3 капли фенолфталеина, отметьте окраску раствора, напишите уравнение реакции образования гидроксида кальция.

О п ы т 3

Получение гидроксида никеля

Опыт выполняется капельным методом.

Внесите по 2–4 капли 0,2 н. раствора соли никеля в 3 пробирки, добавьте в каждую по 4 капли 2 н. раствора гидроксида натрия, обратите внимание на окраску образовавшегося гидроксида никеля, напишите уравнение реакции. Проверьте растворимость гидроксида никеля в кислоте и избытке щелочи, для чего в одну пробирку добавьте 4–6 капель щелочи, в другую –2-3 капли 2 н. раствора соляной кислоты. Напишите уравнение протекающей реакции. Укажите характер гидроксида никеля.

О п ы т 4

Получение гидроксида алюминия

Опыт выполняется капельным методом. Внесите по 2–4 капли 0,2 н. раствора соли алюминия в 3 пробирки, добавьте в каждую по 2 капли 2 н. раствора гидроксида натрия, напишите уравнение реакции. Проверьте растворимость гидроксида алюминия в кислоте и избытке щелочи, для чего в одну пробирку добавьте 2-3 капли щелочи, в другую – 2-3 капли 2 н. раствора соляной кислоты. Напишите уравнение про-

текающих реакций. Определите свойства гидроксида алюминия.

О п ы т 5

Получение гидроксида меди

В пробирку налейте 1-2 мл 0,4 н. раствора соли меди, добавьте 3-4 мл 4 н. раствора гидроксида натрия, отметьте окраску образовавшегося осадка, напишите уравнение реакции. Закрепите в держателе пробирку и осторожно нагрейте ее в пламени спиртовки, обратите внимание на изменение цвета осадка, напишите уравнения реакции разложения гидроксида меди.

О п ы т 6

Получение уксусной кислоты

В пробирку поместите небольшое количество кристаллического ацетата натрия CH3COONa и по каплям прилейте 2 н. раствора соляной кислоты, обратите внимание на появление запаха уксуса, напишите уравнение реакции в молекулярной и молекулярно-ионной форме.

О п ы т 7

Получение угольной кислоты

В пробирку поместите небольшой кусочек мела и прилейте 2 н. раствор соляной кислоты. Опишите происходящие явления, напишите уравнение реакции в молекулярной и молекулярно-ионной форме.

О п ы т 8

Получение средней соли

Опыт выполняется капельным методом. Внесите в пробирку 2–4 капли 0,2 н. раствора соли бария, добавьте 2 капли 0,2 н. раствора сульфата натрия, напишите уравнение реакции в молекулярной и молекулярно-ионной форме.

О п ы т 9

Получение основной соли

Опыт выполняется капельным методом. Внесите в пробирку 2–4 капли 0,4 н. раствора соли кобальта, добавьте 2 капли 4 н. раствора гидроксида натрия, обратите внимание на образование голубого осадка основной соли кобальта, добавьте избыток гидроксида натрия, обратите внимание на изменение цвета осадка. Напишите уравнение реакции в молекулярной и молекулярно-ионной форме.

О п ы т 10

Получение кислой соли

Налейте в пробирку 2-3 мл насыщенного раствора гидроксида кальция, добавьте по каплям 2 н. раствора фосфорной кислоты до выпадения осадка средней соли фосфата кальция по реакции

3Ca(OH)2 + 2H3PO4 = Ca3(PO4)2↓ + 6H2O

В избытке фосфорной кислоты осадок растворяется с образованием кислой соли:

Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 = 3Ca(H2PO4)2

Напишите уравнения приведенных реакций в молекулярно-ионной форме.

Контрольные вопросы и задачи

1. Через какой промежуточный продукт, легко разлагающийся при нагревании, можно получить оксид металла из его соли? Покажите на примерах: а) FeCl3 → Fe2O3; б) CuSO4 → CuO; в) Al(CH3COO)3 → Al2O3

2. Возможно ли взаимодействие между оксидами:

а) Li2O и SO3; г) BaO и MgO;

б) Na2O и BeO; д) N2O5 и ZnO?

в) Al2O3 и K2O;

3. Анализом установлено, что в образце оксида бария массовая доля примеси сульфата бария составляет 10 %. Как был проведен анализ, и какой объем раствора нужного реагента концентрации 2 моль/л был затрачен на обработку навески массой 5 г? (Ответ: 30 мл реагента.)

4. С какими из перечисленных веществ взаимодействует соляная кислота: MgO; AgNO3; SO3; CuSO4; Ca(OH)2; Cu; Fe; KOH?

5. Какие свойства гидроксидов NaOH, Al(OH)3, Ni(OH)2 могут быть использованы для их разделения из твердой смеси?

Источник

ОКСИДЫ

Задача 1. Приведите примеры оксидов, которые при взаимодействии с водой образуют две кислоты. Как взаимодействуют с раствором Ca(OH)2 оксиды N2O5, N2O3, NO2?

Задача 2. В чем проявляется кислотная природа тех оксидов, которые с водой непосредственно не взаимодействуют?

Задача 3. Назовите основные оксиды непосредственно взаимодействующие с водой. Напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярной и ионной форме.

Задача 4.Какие по характеру оксиды образуют металлы и неметаллы в разных степенях окисления. Покажите это на примере оксидов хрома CrO, Cr2O3 , CrO3.

Задача 5. У какого из двух оксидов основные свойства выражены сильнее: FeO или Fe2O3 ; SnO или SnO2 ; ZnO или CdO; SnO или PbO; BeO или 2 CaO ; As2O3 или Bi2O3 ; MnO или Mn2O7 ; K2O или MgO ?

Задача 6. В каких случаях два оксида могут взаимодействовать с друг другом и какие соединения при этом образуются?

Задача 7.Как получить оксиды CuO, CO2, SO2, P2O5, Fe2O3, MgO из простых и сложных веществ?

Задача 8.Получите по два оксида из различных исходных веществ:

а) кислот; б) оснований; в) солей.

Задача 9.Какой оксид можно получить из каждой кислоты следующего ряда: HClO4, H2MoO4, H2Cr2O7, H4P2O7, H3BO3, H2Cr3O10, H3V3O9, H6TeO6 ?

Задача 10. Как получить оксид цинка из: а) металла; б) минералов галмея ZnCO3 и цинковой обманки ZnS ?

Задача 11. Через какой промежуточный продукт, легко разлагающийся при нагревании, можно получить оксид металла из его соли? Покажите это на примерах: FeCl3 => Fe2O3; Al(CH3COO)3 => Al2O3; CuSO4 => CuO;

MnBr2 => MnO. Как можно для одного и того же элемента из одного оксида получить другой, например: CuO из Cu2O; FeO из Fe2O3; P2O5 из P2O3; MnO из Mn2O7; NO2 из NO?

Задача 12. Какими реакциями можно установить характер каждого из следующих оксидов: Rb2O, P2O3,TeO2, Ag2O, PbO, SeO3, BaO, CuO, NO2, SrO, SnO2, As2O5, Cl2O, Bi2O3?

Задача 13.Возможно ли взаимодействие между оксидами: Li2O и N2O5; MgO и C2O3; Na2O и BeO; K2O и ZnO; BaO и MnO2?

Задача 14. Какой характер проявляют оксиды CoO и Al2O3 , взаимодействуя друг с другом при сплавлении? К какому классу относится продукт этой реакции тенарова синь? Напишите его формулу.

Задача 15. Какие процессы могут происходить при обжиге сырьевой смеси для получения цемента, если в ее состав входят оксиды кальция, железа(III), алюминия и магния?

Задача 16. Оксиды BaO, ZnO , P2O5 представляют порошкообразные вещества белого цвета. Если эти оксиды нельзя различить по внешнему виду, то как это сделать при помощи химических реакций?

Задача 17. На каком различии в свойствах может быть основано разделение следующих оксидов: BaO и MgO; PbO и ZnO; SiO2 и Na2O; MnO и ZnO; FeO и SiO2; MnO, P2O5 и SiO2;CaO, SnO и K2O?

Задача 18. Напишите формулы оксидов, которые можно получить, разлагая нагреванием следующие соединения: H2SiO3, Cu(OH)2, CaCO3, H3AsO4, Fe(OH)3 .

Задача 19.Напишите молекулярные и ионные уравнения реакций взаимодействия Ga2O3: а) с серной кислотой; б) с избытком раствора гидроксида калия.

Задача 20. Оксид двухвалентного олова проявляет амфотерные свойства. Напишите молекулярные и ионные уравнения реакций взаимодействия SnO: а) с серной кислотой; б) с избытком раствора гидроксида калия.

Задача 21.Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций, подтверждающих амфотерные свойства VO2 .

Задача 22. Оксид индия In2O3 растворяется в растворах кислот и щелочей, Как называется это явление? Напишите молекулярные и ионные уравнения реакций.

Задача 23.К какой группе относятся следующие оксиды? Напишите уравнения реакций, доказывающие основной, кислотный и амфотерный характер перечисленных оксидов:

1). Оксид кремния (IV), оксид цинка, оксид углерода (II), оксид кальция, оксид хрома (VI) ;

2). Оксид хрома (III), Оксид марганца (VII), оксид калия,

оксид азота (I), оксид никеля(II);

3). Оксид натрия, оксид азота (III), оксид алюминия, оксид

азота (II), оксид меди;

4). Оксид фосфора (V), оксид бария, оксид кремния(II), оксид

цинка, оксид железа (III);

5). Оксид магния, оксид серы (IV), оксид алюминия, оксид

азота (I), оксид серы (IV).

Date: 2015-05-22; view: 1460; Нарушение авторских прав

Источник

Мы закопали в компост три пакета, а через 11 месяцев достали их. И что бы вы думали?

В июне прошлого года в некоторых минских магазинах покупателям стали предлагать новый вид одноразовых пакетов — из крахмала кукурузы. Их преимущество — в безопасности для окружающей среды. Утверждалось, что пакеты полностью разлагаются примерно за полгода.

Изготовленные на основе кукурузного крахмала органические пакеты являются прекрасной альтернативой обычному полиэтилену; биопакеты прочны, эластичны, приятны на ощупь. Примерно так рассказывали о пакетах журналистам их производители — группа компаний Kinglet.

Мы впечатлились, захотели убедиться на собственном опыте и решили провести эксперимент.

Взяли кукурузный пакет от Kinglet, в «Гиппо» купили пакет, на котором было написано, что он биоразлагаемый и полностью разложится за 8-18 месяцев, а также обычный пакет-майку, на котором ничего не было написано.

Через какой промежуточный продукт легко разлагающийся

Вот так выглядели эти пакеты 15 июня 2019 года. Мы положили внутрь каждого пакета содержимое дачной компостной ямы. Все пакеты поставили в старый стеклянный аквариум и присыпали компостом. Аквариум оставили на улице.

К середине августа аквариум с пакетами стал как будто более пустым — земли немного убавилось, наверное, вымело ветром. Зато влаги прибавилось, стала расти трава, улитка откуда-то свалилась — как раз на кукурузный пакет. Улитку спасли, всё остальное не тронули. Ждали осени.

28 октября. Шел четвертый месяц эксперимента. В аквариуме появились новые растения и опавшие с ближайших деревьев листья. При близком рассмотрении пакеты мало изменились. Разве что кукурузный как-то съежился, а биоразлагаемый изменил цвет, на нем поблекла надпись. Зато синий пакет имел вид обычного полиэтиленового пакета, с которым хоть сейчас в магазин.

Полгода с начала эксперимента, когда кукурузный пакет должен был разложиться, наступили 15 декабря. На дачу мы приехали за день до этого. Аквариум с пакетами был запорошен снегом. Ни о каком разложении и речи не шло — пакеты, как пакеты. Что ж, мы дали им больше времени.

Следующая контрольная точка — 29 февраля. Визуальный осмотр был затруднен — аквариум снова был под снегом, его было даже больше, чем в наш прошлый приезд. А зима-то, вы помните, была теплая.

Прошло еще два месяца. Конец апреля, наш экспериментальный аквариум ожил — снова начала расти трава, причем, наиболее активно из кукурузного пакета. Два других пакета упорно держались, их внешний вид почти не изменился. А вот кукурузный пакет уменьшился, а когда до него дотрагивались — крошился.

И вот прошел почти год — 15 мая мы сделали последние фото и достали пакеты из аквариума, предварительно их перевернув.

С биоразлагаемым пакетом из «Гиппо» и с обычным полиэтиленовым визуально ничего страшного не произошло — если помыть, то можно еще использовать для хозяйственных нужд.

Синий пакет вообще не изменился. Биоразлагаемый потускнел, надписи с трудом читались, разве что штрих-код остался невредим. Мы решили не сдаваться и закопали его в компостную яму. Если найдем через полгода в целости и сохранности, значит, он не убиваем.

Наибольшие трансформации претерпел кукурузный пакет — после почти года в компосте форму он держал только визуально, но при попытке взять его в руки буквально рассыпался. Правда, не в порошок, скорее, разваливался на достаточно крупные фрагменты.

Комментарий эксперта

Мы понимали, что к чистоте нашего эксперимента могут быть вопросы, но все же… Производители заявляли, что кукурузный пакет полностью разлагается в течение полугода. Мы же дали ему почти год.

«В компосте перегнивают трава и органические отходы. Компост внутри нагревается до температуры 30-40 градусов. В зимний период такая температура невозможна, компост не работает зимой, в нем температура ниже десяти градусов. При соответствующих условиях на пакете живут колонии бактерий, которые его поедают, зимой этого не происходит», — пояснил главный технолог группы компаний Kinglet Валентин Комель.

Он, кстати, сам прошлой весной закопал кукурузный пакет у себя на даче в компостную яму, а осенью его не нашел.

Лабораторно подтверждено, что на пакетах из крахмала кукурузы вырастают колонии бактерий, которые его съедают, подчеркнул Валентин Комель. Даже если оставить пакет на свалке, он разложится и со временем исчезнет. Разница только в том, что в специальных условиях он распадется быстрее, а в природных это занимает больше времени.

«При разложении пакет выделяет воду и биомассу, то есть становится перегноем, — сказал Валентин Комель. — Отличие пакетов на основе крахмала кукурузы в том, что микропластика от них не остается, как от пакетов, на которых пишут «биоразлагаемые». При изготовлении таких пакетов в них добавляют оксобиоразлагаемые добавки для разложения. Такая добавка запрещена во многих странах, потому что пакет распадается на микропластик. Он тоже исчезнет через какой-то промежуток времени, но его потребуется больше, чем для полного разложения пакета, изготовленного на основе крахмала кукурузы.

Пакеты на основе крахмала кукурузы сейчас есть во многих белорусских торговых сетях (они не бесплатные, в отличие от полиэтиленовых). Их можно узнать по нежному телесному цвету, на пакете нанесена маркировка, подтверждающая, что он разлагаемый на основе крахмала кукурузы.

На таких пакетах есть специальные значки в виде саженца, которые имеют право наносить только те производители, которые подтвердили качество своей продукции в европейской сертифицированной лаборатории. Также на пакетах есть логотип «OK compost», лицензию на печать которого выдают только независимые европейские лаборатории — TUV (Австрия) и Vincotte (Бельгия).

Источник

4. Могут ли образовываться кислые или осно вные соли при реакциях приведенных ниже оснований с хлористоводородной и серной кислотами: NaOH, Ca(OH)2 , Al(OH)3 ? Ответ поясните уравнениями соответствующих реакций.

5.

Через какой промежуточный продукт, легко разлагающийся при нагревании,

можно получить оксид металла из его соли? Покажите на примерах:

а) FeCl3 → Fe2O3;

б) CuSO4 → CuO; в) Al(CH3COO)3 → Al2O3.

6.

Возможно ли взаимодействие между оксидами: Li2O и SO3;

Na2O и BeO;

Al2O3 и K2O;

BaO и MgO; N2O5 и ZnO?

7.

С какими из перечисленных веществ взаимодействует соляная кислота: MgO;

AgNO3; SO3;

CuSO4; Ca(OH)2; Cu; Fe; KOH?

8.Какие свойства гидроксидов NaOH, Al(OH)3, Ni(OH)2 могут быть использованы для их разделения из твердой смеси?

9.Найдите массовую долю гидроксида натрия, превратившегося в карбонат за счет поглощения углекислого газа из воздуха, если масса гидроксида возросла с 200 до 232,5 г. Определите объем поглощенного при этом CO2 (условия нормальные).

10.При помощи каких реакций можно осуществить следующие переходы:

а)Fe → FeCl2 → FeCl3 → FeOHSO4 → Fe2O3 → Fe; б)Zn → ZnS → ZnO → (ZnOH)2SO4 → ZnCl2 → ZnO →Zn

Работа № 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЛЯРНОЙ МАССЫ ЭКВИВАЛЕНТА МЕТАЛЛА ОБЪЕМНЫМ МЕТОДОМ

Цель работы: усвоение понятий — эквивалент, молярная масса эквивалента, способов расчета молярных масс эквивалентов простых и сложных веществ; экспериментальное определение эквивалента неизвестного металла объемным методом.

Эквивалент Э — это реальная или условная частица вещества ФЕ, эквивалентная в кислотно-осно вной реакции одному иону водорода или в окислительновосстановительной реакции -одному электрону.

ФЕ — формульная единица вещества, под которой понимается какое-либо вещество, например, NaOH, HCl, H2 и т.п.

Фактор эквивалентности f – число, показывающее, какая доля реальной частицы вещества ФЕ эквивалентна в данной кислотно-осно вной реакции одному иону водорода или в окислительно-восстановительной реакции одному электрону: f = 1/Z, где Z – число эквивалентности или эквивалентное число, численно равное абсолютному

1

значению степени окисления иона или числу электронов, переданному восстановителем окислителю или окислителем — восстановителю.

Немецкие химики Венцель и Рихтер установили (1793г.), что вещества реагируют и образуются в эквивалентных количествах.

Согласно закону эквивалентов: массы реагирующих веществ относятся между собой как молярные массы их эквивалентов:

m (A) : m (B) : m (D) . . . = M экв (A) : M экв (B) : M экв (D) . . .

Молярная масса эквивалента представляет собой массу одного моля эквивалента вещества, которая в Z раз меньше соответствующей молярной массы формульной единицы вещества, участвующего в реакции:

М экв ФЕ =

М ФЕ

= f М ФЕ

Z

Например, для реакции нейтрализации H2SO4

+ 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O

H2SO4

NaOH

Na2SO4

H2O

Формульное количество, моль

1

2

1

2

Эквивалентное количество, моль

½

1

½

1

Число эквивалентности Z

2

1

2

1

Фактор эквивалентности f

½

1

½

1

Молярная масса эквивалента, г/моль

98/2=49

40

142/2=71

18

Эквивалент вещества не является постоянной величиной, он рассчитывается для реакции, в которой участвует вещество.

Примеры расчета эквивалентов веществ

1. Вычисление числа эквивалентности веществ, участвующих в реакциях обмена

а) для кислоты число эквивалентности определяется количеством ионов водорода, которые замещаются ионами металла, т.е. основностью кислоты:

H3PO4

+ NaOH → NaH2PO4 + H2O,

Z(H3PO4) =1, Э (H3PO4) = ФЕ (H3PO4);

H3PO4

+ 2NaOH → Na2HPO4 + 2H2O,

Z(H3PO4) =2, Э (H3PO4) = ½ ФЕ (H3PO4) ;

H3PO4

+ 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O,

Z(H3PO4) =3, Э (H3PO4) = ⅓ ФЕ (H3PO4) .

б) для основания число эквивалентности определяется количеством гидроксид-ионов, которые замещаются анионами кислоты, т.е. кислотностью основания:

Al(OH)3

+ HCl

→ Al(OH)2Cl + H2O,

Z [Al(OH)3] = 1, Э [Al(OH)3] = ФЕ [Al(OH)3];

Al(OH)3

+ 2HCl

→ Al(OH)Cl2 + 2H2O,

Z [Al(OH)3] = 2, Э [Al(OH)3] = ½ ФЕ[Al(OH)3];

Al(OH)3

+ 3HCl

→ AlCl3 + 3H2O,

Z [Al(OH)3] = 3, Э [Al(OH)3] = ⅓ ФЕ [Al(OH)3].

в) для соли число эквивалентности определяется произведением степени окисления катиона (или аниона по модулю) n на количество катионов (или анионов) m: Z = n·m

NaCl

Z =1·1= 1,

Э (NaCl) = ФЕ (NaCl); М экв (NaCl) = М (NaCl)

Na2SO4

Z = 1·2= 2,

Э(Na2SO4) = ½ ФЕ(Na2SO4); М экв(Na2SO4) = ½М(Na2SO4)

1

Al2(SO4)3 Z=3·2= 6, Э[Al2(SO4)3] = 1/6ФЕ [Al2(SO4)3];

Mэкв[Al2(SO4)3] = 1/6M[Al2(SO4)3]

2. Число эквивалентности окислителя и восстановителя в окислительно-

восстановительной реакции определяется количеством принятых или отданных

электронов.

Для реакции:

2KMnO4 + 5K2SO3 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 6K2SO4 + H2O

восстановитель: SO32 — — 2 ē + H2O → SO42 — + 2H +,

Z = 2, Э(SO32 -) = ½ ФЕ(SO32 -),

Мэкв (SO32 -) = M =

80

= 40 г/моль

Z

2

окислитель:

MnO4- + 5 ē + 8H + → Mn2+ + 4H2O, Z = 5, Э (MnO4-) = 1/5 ФЕ(MnO4-),

Мэкв (MnO4- ) =

M

=119 = 23,8 г/моль

Z

5

Экспериментально эквивалент простого вещества может быть определен по количеству присоединяемого кислорода или замещаемого водорода, или другого элемента, эквивалент которого известен. Эквивалент можно определить электрохимическим путем на основании закона Фарадея, согласно которому при прохождении 96484 Кл электричества через раствор или расплав электролита на электродах превращается один эквивалент вещества.

В данной работе использован способ определения эквивалента активного металла, основанный на измерении объема водорода при реакции вытеснения его из раствора

соляной кислоты:

Me + nHCl → MeCln +

n

H2

2

Согласно закону эквивалентов, один эквивалент металла вытесняет один эквивалент водорода, имеющий молярную массу эквивалента 1 г/моль.

Используя закон Авогадро, можно определить объем, который занимает один эквивалент водорода при определенных физических условиях. При нормальных физических условиях ( р = 1,013·105 Па или р=760 мм рт. ст., Т = 273 К ) 1 моль водорода, имеющий массу 2 г/моль, занимает объем V = 22,4 л, тогда 1 эквивалент водорода, имеющий массу 1 г/моль, должен занимать объем Vэкв = 11,2 л. Таким способом можно рассчитать объем, занимаемый одним эквивалентом любого газа при нормальных условиях.

Практическая часть

Определение молярной массы эквивалента металла выполняется в эвдиометре, изображенном на рис. 1. Прибор состоит из штатива 1, на котором закреплены бюретки 2 и 3, соединенные шлангом. Бюретки градуированы, нулевая отметка шкалы находится в верхней части бюретки. К бюретке 3 присоединена пробирка 5 с отводной трубкой 6. Бюретки заполнены водой, пробирка 5 – концентрированной соляной кислотой. В

1

Через какой промежуточный продукт легко разлагающийся

отводную трубку пробирки 5 помещают образец металла с известной массой. Прибор проверяют на герметичность, медленно поднимая и опуская бюретку 2, затем уравнивают положение воды в обеих бюретках и записывают положение уровня h1 в бюретке 3 по нижней границе мениска.

Эвдиометр

Далее осторожно сбрасывают металл в кислоту, переводя пробирку 5 из положения 6 в положение 7. По мере выделения водорода бюретку 2 опускают таким образом, чтобы в обеих бюретках уровень воды был примерно одинаков. По окончании процесса растворения металла в кислоте точно выравнивают уровни воды в обеих бюретках и записывают новое положение уровня h2 в бюретке 3.

Объем выделившегося водорода V в реакции равен разности уровней V = h2 – h1 , т.к. бюретки имеют поперечное сечение, равное 1 см2, имеет размерность см3 (мл) и относится к атмосферным условиям ( p, T ) проведения опыта.

Согласно закону эквивалентов эквивалент металла Эмет , имеющий молярную массу

Мэкв, вытесняет эквивалент водорода Э H2 , который при нормальных условиях занимает объем Vэкв= 11200см3 (н.у.), а используемая в опыте масса металла m вытесняет объем водорода V0, отнесенный к нормальным условиям (1):

M экв

Vэкв

(1)

m

V0

Объем водорода, измеренный при атмосферных условиях ( p, T ), пересчитывается

на нормальные условия по уравнению Клапейрона

(2):

p V

p0 V0

(2),

T

T0

1

Через какой промежуточный продукт легко разлагающийся

где p0, V0, T0 относятся к нормальным условиям, а p, V, T — к условиям проведения опыта. Давление p газов в бюретке 3 в соответствии с законом Дальтона будет равно сумме парциальных давлений воздуха pвозд, водорода pн и насыщенного водяного пара pпар:

p = pвозд + pн + pпар

(3).

Давлением водорода ввиду малости его объема можно пренебречь.

При одинаковом положении уровней воды в обеих бюретках давление в бюретке 3 будет меньше атмосферного на величину давления насыщенного водяного пара, которое

зависит только от температуры (табл. 1):

p = pатм — pпар

(4)

Решая уравнение (2) относительно V0 и подставляя его в уравнение (1), получаем

уравнение для расчета молярной массы эквивалента металла М экв (5):

М экв =

m V

экв

m Vэкв p0

T

(5)

V0

p V T0

Преобразуем уравнение (5), подставив известные численные данные:

m 11200 p0

(273 t)

m

Мэкв =

( pатм pпар ) V 273

V K

(6) ,

где

K =

11200 (273 t) p0

(7)

273 ( pатм

pпар )

Коэффициент K зависит только от условий опыта (p, T ) и размерности давления. Так как этот коэффициент не зависит от массы металла, то его можно рассчитать заранее и использовать при повторных измерениях.

Таблица 1

Зависимость давления насыщенного водяного пара от температуры

t,0 С

Давление

t0, С

Давление

Па

мм рт.ст.

Па

мм рт.ст.

15

1705,1

12,79

23

2809,0

21,07

16

1817,1

13,63

24

2983,7

22,38

17

1947,1

14,53

25

3167,2

23,76

18

2063,8

15,48

26

3361,0

25,21

19

2197,1

16,48

27

3564,9

26,74

20

2337,8

17,53

28

3779,6

28,35

21

2486,4

18,65

29

4004,9

30,04

22

2643,7

19,83

30

4242,2

31,82

Рассчитав молярную массу эквивалента металла по уравнению (6), можно

подобрать значение молярной массы металла

по уравнению (8):

Mтеор = Mэкв ·Z

(8) ,

задавая, например, три значения Z, равные 1, 2 и 3.

1

Источник