ТОП 10:

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКВИВАЛЕНТНОЙ МАССЫ МАГНИЯ



ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

Химическим эквивалентом называется такое его количество, которое соединяется с 1 молем атомов водорода или замещает то же количество атомов водорода в химических реакциях. Например, в НСl, Н2S, NH3, СН4 эквивалент хлора, серы, азота, углерода равен соответственно 1 молю, 1/2 моля, 1/3 моля, 1/4 моля.

Эквивалентная масса - это масса 1 эквивалента вещества (г / моль). В приведённых выше примерах эквивалентные массы хлора, серы, азота и углерода соответственно равны 35,45 г / моль, 32/2=16 г / моль, 14/3=4,67 г / моль, 12/4=3 г / моль.

Значение эквивалентной массы элемента определяется по уравнению:

Э=А/В, (1) где

Э - эквивалентная масса элемента;

А - атомная масса элемента;

В - валентность элемента в данном соединении.

Например, ЭAl в Аl2О3 равен 27/3=9 г/моль; ЭCa в СаSO4 равен 40,08/2=20,04 г /моль.

Из уравнения (1) следует, что в отличие от атомной или молярной массы эквивалентная масса не является постоянной величиной, а зависит от валентности элемента. Постоянные значения эквивалентных масс могут быть только у элементов с постоянной валентностью.

Понятие об эквивалентных массах и эквивалентах распространяется и на сложные вещества.

Эквивалентом сложного вещества называется такое его количество, которое взаимодействует без остатка с одним эквивалентом водорода или с одним эквивалентом любого другого вещества.

Эквивалентную массу вещества вычисляют из его молярной массы:

 

 

 

 

, где

М - молярная масса.

Основность кислоты определяется числом атомов водорода, которое отдаёт молекула кислоты, реагируя с основанием.

Кислотность основания определяется числом протонов, присоединённых молекулой основания при взаимодействии его с кислотой.

Подобно эквивалентной массе элемента, эквивалентная масса сложного вещества может иметь несколько значений в зависимости от реакции, в которой участвуют вещества.

Например, в реакции:

H3PO4 + NaOH à NaH2PO4 + H2O.

Эквивалентная масса кислоты равна её мольной массе:

Э(H3PO4) = М / 1 = 98 г / моль.

В реакции

H3PO4 + 2NaОН à Na2HPO4 + 2H2O

Э(H3PO4) = М / 2 = 49 г / моль.

В реакции

H3PO4 + 3NaОН à Nа3РO4 + ЗН2О

Э(H3PO4) = M / 3 = 32.7 г / моль.

Закон эквивалентов

Массы взаимодействующих друг с другом веществ, пропорциональны их эквивалентным массам (эквивалентам ):

 

(2), где

mA и mB - массы взаимодействующих веществ А и В;

ЭA и ЭB - эквивалентные массы этих веществ.

Уравнение ( 2 ) - математическое выражение закона эквивалентов.

 

ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Целью работы является определение эквивалентной массы магния. Опыт проводят на установке, схема которой представлена ниже на рисунке.

 

где, 1 - реакционная колба; 2 - круглая плоскодонная колба; 3 - зажим; 4 - стакан.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Взвесить на технических весах около 0,1 г. магния с точностью до 0,01 г.

2. Собрать установку посхеме.

3. Налить в колбу (1 ) приблизительно 25-30 мл. разбавленной серной кислоты. Протереть досуха внутреннюю стенку горла колбы 1 фильтровальной бумагой.

4. Наполнить колбу ( 2) на 3/4 объёма водой и закрыть её пробкой с отводными трубками. Вдуванием воздуха через короткую трубку заполнить водой длинную трубку и зажать зажим (3). Убедиться, что зажим держит.

5. Налить в стакан (4 ) 50 см3 воды и спустить в неё длинную отводную трубку из колбы (2).

6. Поставить колбу (1 ) в горизонтальное положение и высыпать взвешенное количество магния на сухую стенку горлышка (металл не должен попасть в кислоту!).

7. Закрыть колбу (1) пробкой с короткой отводной трубкой ют колбы ( 2). Закрывать следует осторожно и тщательно. Колбу надо держать за горло, пробку следует закрывать осторожно и постепенно, слегка её вращая. (Необходимо следитьза тем, чтобы магний попал в КИСЛОТУ!).

8. Поставить колбу (1 ) в вертикальное положение, одновременно быстро открыть зажим (3) и оставить его открытым.

9. Наблюдать взаимодействие магния с кислотой и вытеснение водородом воды из колбы (2) в стакан 4.

10. Когда весь магний прореагирует с кислотой, зажать зажим (3 ), вынуть отводную трубку из стакана (4) и измерить объём воды в стакане цилиндром.

11. Из полученного объёма вычесть 50 см3 (т. е. то количество воды, которое было налито в стакан до опыта ).

12. Разность будет равна объёму выделенного водорода V1

.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

1. Написать уравнение реакции взаимодействия магния с разбавленной серной кислотой.

2.Привести найденный объём водорода (V1) к нормальным условиям по формуле:

 

, где

 

V0 - объём водорода при нормальных условиях, см3;

Р - барометрическое давление, кПа;

Pв - давление насыщенного пара воды при температуре опыта, кПа;

Т1 - температура опыта, К. Т1 = 273 + t.

3.Вычислить массу вытесненного водорода, определить эквивалентную массу магния.

 

РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТА

Температура опыта, °С -

Барометрическое давление, кПа -

Навеска магния, г -

Давление насыщенного пара воды, кПа -

Объём водорода при условии опыта, см3 -

Масса водорода, г -

Эквивалентная масса магния, г / моль-

Таблица 1.

Давление насыщенного пара воды при различной температуре

Температура °С PВ, кПа температура °С PВ, кПа
1,70 1,81 1,93 2,06 2,20 2,34 2,49 2,64 2,81 2,99 3,17 101,325

Рассчётная часть

По объёму, вытесненному при нормальных условиях водорода (V0) ,вычисляют массу объёма. Учитывая, что масса водорода 22,4 л при нормальных условиях (н.у.) весит 2 г, находят массу H2.

22,4 H2 весит - 2,0 г.

V0 л весит - mH2

 

mH2=

По известным массам израсходованного магния (mMg) и вытесненного им водорода определяют эквивалентную массу магния:

Полученный результат сравнивают с эквивалентной массой, вычисляемой по формуле:

ЭMg= , где

А - атомнаямасса металла; В - валентность металла.

ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ

1. Вычислить эквиваленты следующих соединений: NaOH, Mg(OH)2, Ca(OH)2, H3PO4, KMnO4, Ca3(PO4)2.

2. Вычислить эквивалент азота в его соединениях с кислородом: N2O, NO, NO2, N2O3, N2O5.

3. Сколько оксида получается при окислении 3 г металла, эквивалентная масса которого равна 9г/моль.

4. Определить эквивалентные массы кислот и оснований:

а) HNO3 + Bi(OH)3 à Bi(OH)2NO3 + H2O;

б) 3H2SO4 + 2Al(OH)3 à Al2(SO4)3 + 6H2O;

в) H3PO4 + Ca(OH)2 à CaHPO4 + 2H2O;

г) 2HCl + Bi(OH)3 à BiOHCl2 + 2H2O;

5. Какой объём займут при н.у. массы одного эквивалента кислорода и водорода.

6. Определить эквивалент металла, если 0,046 г его вытеснен из кислоты 62,35 мл Н2 при t=17°С и давлении 1,017*105 Па. Давление водяного пара при 17°С равно 0.193*105 Па.

7. Вычислить: а) эквивалентную массу олова, если при нагревании 0,92 г его в токе кислорода образуется 1,17 г оксида олова;

б) магния, если при нагревании в токе кислорода масса его увеличилась на 66,7%.

8. Вычислить эквивалент серной кислоты в реакции с КОН:

а) H2SO4 + KOH à KHSO4 + H2O;

б) H2SO4 + 2KOH à K2SO4 + 2H2O.

9. Вычислить эквивалент Са(ОН)2 и H3PO4, рассчитать, сколько граммов Са(ОН)2 потребуется для нейтрализации 150 г Н3РО4

 

Лабораторная работа № 3







Последнее изменение этой страницы: 2016-04-26; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.235.65.91 (0.006 с.)