ані досвіду і результати розрахунків
Маса цинку m (Zn), гОб'ем виділився водню V, лУсловія опитаМасса водорда m (H2), гМолярная маса еквівалентів цінкаТемпература Т, КДавленіе атмсферн. Р1, кПаДавл. водян. пара Р2, кПапрактіч. Мек, пр. (Zn), г/мольтеоретіч. Мек, т. (Zn), г/моль
Обчислити (всі обчислення пояснити словами):
. Масу виділився обсягу водню, користуючись рівнянням Менделєєва - Клапейрона:
, звідки,
де P - парціальний тиск водню, кПа; V - обсяг виділився водню, л; m - маса водню, г; M - молярна маса водню, г/моль; Т - температура досвіду, К; R - універсальна газова постійна, рівна 8,314 Дж/(моль · К).
У нашому досвіді водень збирається над водою, містить водяна пара, тому для обчислення парціального тиску водню потрібно з величини атмосферного тиску відняти величину тиску насиченої водяної пари при температурі досвіду (табл. 2.2): Р=Р1 -Р2.
2. Молярну масу еквівалентів цинку Мек.пр. (Zn) за законом еквівалентів:
.
. Теоретичне значення молярної маси еквівалентів цинку Мек, т. (Zn):
Мек, т. (Zn) =.
. Відносну похибку досліду Е (%):
.
Таблиця 2.2
Тиск насиченої водяної пари при різних температурах
Температура Т, КДавленіе водяної пари, кПаТемпература Т, КДавленіе водяної пари, кПаТемпература Т, КДавленіе водяної пари, кПа2881,6932922,1862962,7992891,8172932,3372972,9822901,9332942,4792983,1662912,0622952,6422993,360 Приклади розв'язання задач
Приклад 2.1. Розрахувати еквівалент і молярну масу еквівалентів H2S і NaOH в реакціях:
S + 2NaOH=Na2S + 2H2O; (1) S + NaOH=NaHS + H2O. (2)
Рішення. Молярна маса еквівалентів кислоти або основи, що беруть участь в кислотно-основної реакції, розраховується за формулою
Мек (кислоти, підстави) =,
де М - молярна маса кислоти або основи; n - для кислот - число атомів водню, заміщених в даній реакції на метал; для підстав - число гідроксильних груп, заміщених в даній реакції на кислотний залишок.
Значення еквівалента і молярної маси еквівалентів речовини залежить від реакції, в якій ця речовина бере участь.
У реакції H2S + 2NaOH=Na2S + 2H2O (1) обидва іона водню молекули H2S заміщаються на метал і, таким чином, одному іону водню еквівалентна умовна частинка? H2S. У цьому випадку
Е (H2S) =? H2S, а Мек (H2S)== 17 г/моль.
У реакції H2S + NaOH=NaHS + H2O (2) в молекулі H2S на метал заміщається тільки один іон водню і, отже, одному іону еквівалентна реальна частинка - молекула H2S. У цьому випадку
Е (H2S)=H2S, а Мек (H2S)== 34 г/моль.
Еквівалент NaOH в реакціях (1) і (2) дорівнює NaOH, так як в обох випадках на кислотний залишок заміщається один гідроксильна група. Молярна маса еквівалентів NaOH дорівнює
Мек (NaOH)=40 г/моль.
Таким чином, еквівалент H2S в реакції (1) дорівнює? H2S, в реакції (2)?
H2S, молярні маси еквівалентів H2S рівні відповідно 17 (1) і 34 (2) г/моль; еквівалент NaOH в реакціях (1) і (2) дорівнює NaOH, молярна маса еквівалентів підстави становить 40 г/моль.
Приклад 2.2. Розрахувати еквівалент і молярну масу еквівалентів оксидів P2O5 і CaO в реакції P2O5 + 3CaO=Ca3 (PO4) 2.
Рішення. Молярна маса еквівалентів оксиду розраховується за формулою
Мек (оксиду) =,
де М - молярна маса оксиду; n - число катіонів відповідного оксиду підстави або число аніонів відповідної оксиду кислоти; | co | - абсолютне значення ступеня окислення катіона або аніона.
У реакції P2O5 + 3CaO=Ca3 (PO4) 2 еквівалент P2O5, утворить дві трехзарядних аніону (РО4) 3-, дорівнює 1/6 P2O5, а Мек (P2O5)== 23,7 г/моль. Еквівалент СаО, що дає одне двозарядний катіон (Са2 +), дорівнює? Сао, а Мек (СаО)== 28 г/моль.
Приклад 2.3. Обчислити еквівалент і молярну масу еквівалентів фосфору в з'єднаннях РН3, Р2О3 і Р2О5.
Рішення. Щоб визначити молярну масу еквівалентів елемента в з'єднанні, можна скористатися наступною формулою:
Мек (елементу) =,
де МА - молярна маса елемента; | co | - абсолютне значення ступеня окислення елемента.
Ступінь окислювання фосфору в РН3, Р2О3, Р2О5 відповідно дорівнює - 3, +3 і +5. Підставляючи ці значення в формулу, знаходимо, що молярна маса еквівалентів фосфору в з'єднаннях РН3 і Р2О3 дорівнює 31/3=10,3 г/моль; в Р2О5 - 31/5=6,2 г/моль, а еквівалент фосфору в з'єднаннях РН3 і Р2О3 дорівнює 1/3 Р, в з'єднанні Р2О5 - 1/5 Р.
Приклад 2.4. Розрахувати молярну масу еквівалентів сполук фосфору РН3, Р2О3 і Р2О5.
