![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Стехиометрические законы
Закон Авогадро: Равные объемы разных газов содержат при одинаковом давлении и одинаковой температуре равное число молекул. Поскольку в газах расстояние между молекулами гораздо больше, размера самих молекул, объем газа (V) зависит не от размера молекул и плотности их упаковки, как в жидкостях и твердых веществах, а от внешних условий (температуры и давления). Следствие из закона Авогадро: при одинаковых условиях равные количества разных газов занимают равные объёмы. Или: Объем 1 моля (т.е. 6, 02·1023 молекул) любого газа при одинаковых условиях есть величина постоянная. т.е., если n1 = n2, Т1=Т2 Р1=Р2, то V1газа = V2газа При нормальных условиях (н.у.) Т=273K=0°С и Р=101, 3·105 Па=1 атм, VМ(н.у.)=22, 4 л Например: 2г водорода (1 моль) и 32г кислорода (1 моль) занимают при одинаковых условиях одинаковый объем, равный при н.у. 22, 4 моль/л. Расчет объема газа по его массе: Поскольку VM = V/n, то V = VM · n = VМ·mгаза/Mгаза. При н.у. Vгаза = 22, 4· n = 22, 4·mгаза/Mгаза Закон сохранения массы вещества, Ломоносов, 1748г. Масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе веществ, образовавшихся в результате реакции. 3Fe(тв)+ 2O2(г) =Fe3O4(тв) 3·56 + 2· (2·16) = (3·56+4·16) Закон постоянства состава веществ, Пруст, 1808г. Каждое чистое вещество имеет один и тот же состав независимо от его происхождения. СН4+2О2= СО2 +2Н2О Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+ CO2 Закон кратных отношений, Дальтон, 1803г. Количества реагирующих веществ и продуктов реакции относятся между собой, как небольшие целые числа. Закон простых объемных отношений, Гей-Люсак, 1808г. Объемы, вступающих в реакцию газов, относятся друг к другу и к объемам образующихся газообразных соединений, как небольшие целые числа. Закон эквивалентов: вещества реагируют друг с другом и образуются в результате химической реакции в соотношениях, пропорциональных их эквивалентам: m1Э2=m2Э1 Эквивалент – реальная или условная частица вещества, которая может присоединять, высвобождать или другим способом быть эквивалентна катиону водорода в реакциях ионного обмена и электрону в окислительно-восстановительных реакциях. Эквивалентом (Э) – также называют массу вещества в а. е. м. эквивалентную в реакции атомной массе водорода (1, 008) или половине атомной массы кислорода (15, 9994/2) (единица измерения а. е. м. или отн. ат. ед. массы). Эквивалентом вещества – также называют количество вещества, которое соединяется без остатка с 1 молем атомов Н (т. е. с 1 г Н2) или замещает это количество водорода в химической реакции (единица измерения г/моль-экв). Эквивалентное число (z) – целое число ≥ 1, равно числу эквивалентов вещества в 1 молекуле вещества. Фактор эквивалентности (f) – число ≤ 1, показывает, какая часть молекулы соответствует эквиваленту вещества. Молярная масса эквивалента (Мэкв, эквивалентная масса) – масса 1 моля эквивалентов вещества (единица измерения г/моль или г/моль-экв). Мэкв=М·f Мэкв(Na)= 23 г/моль·1=23 г/моль Мэкв(Al)= 27 г/моль·1/3=9 г/моль. Молярный объем эквивалента (Vэкв) – это объем, занимаемый 1моль-экв газа. При нормальных условиях (н.у.) t=0°C, Р=1 атм Vэкв(Н2)=22, 4/2=11, 2 л/моль-экв, Vэкв(О2)=22, 4/4=5, 6л/моль-экв. Количество эквивалентов вещества (nэкв) – число молей эквивалентов вещества, nэкв= Правила расчета Мэкв веществ разных классов: Эквивалент кислоты – такое её количество, которое содержит 1 моль атомов водорода, способных замещаться катионами металла. Мэкв к-ты=Мк-ты/основность к-ты, f=1/основность к-ты Э(HCl)=HCl Мэкв(HCl)=М(HCl)/1=36, 5 г/моль/1=36, 5 г/моль Э(H2SO4)=1/2 H2SO4 Мэкв(H2SO4)=М(H2SO4)/2=98 г/моль/2=49 г/моль Э(CH3COOH)= CH3COOH Мэкв(CH3COOH)=М(CH3COOH)/1=60 г/моль, Эквивалент основания – такое его количество, которое содержит 1 моль гидроксильных групп, способных замещаться кислотными остатками. Мэкв осн=Мосн/кислотность основания f=1/кислотность основания Э(NaOH)= NaOH Мэкв(NaOH)=М(NaOH)/1=40 г/моль/1=40 г/моль Э(Al(OH)3)=1/3Al(OH)3 Мэкв(Al(OH)3)=М (Al(OH)3)/3=68г/моль/3=22, 7г/моль Эквивалент соли – это такое ее количество, которое приходится на единицу валентности катиона, образующего соль. Мэкв соли=Мсоли/(валентность металла·индекс) f=1/валентность металла·индекс Э(Na+Cl)=1 NaCl Мэкв(NaCl)=М(NaCl)/1·=58, 5/1=58, 5 г/моль Э(Na+2SO4)=1/2Na2SO4 Мэкв(Na2SO4)=М(Na2SO4)/(1·2)=142/2=71 г/моль Э(Ca2+SO4)=1/2 CaSO4 Мэкв(CaSO4)=М(CaSO4)/(2·1)=136/2=68 г/моль Э(Al3+Cl3)=1/3 AlCl3 Мэкв(AlCl3)=М (AlCl3)/(3·1)=133, 5/3=44, 5 г/моль Э(Al3+2(SO4)3)=1/6Al2(SO4)3 Мэкв(Al2(SO4)3)=М(Al2(SO4)3)/(3·2)=342/6=57г/моль Э(Na3[Cr(OH)6])=1/3/Na3[Cr(OH)6] Мэкв(Na3[Cr(OH)6])=М(Na3[Cr(OH)6])/3=223/3=74, 3г/моль Следует понимать, что участвуя разных реакциях вещество может иметь разные эквиваленты и, соответственно, разные факторы эквивалентности. Эквивалент вещества в реакции может не совпадать с эквивалентом этого вещества, определяемого по правилу. Пример 1 Определите эквивалент Э, фактор эквивалентности f, число эквивалентности z, молярную массу эквивалента H3РO4 рассматривая ее, а) как многоосновную кислоту, б) в реакциях ионного обмена Н3РО4+NaОН→ NaН2РО4+Н2О Н3РО4+2NaОН→ Na 2НРО4+2Н2О Н3РО4+3NaОН→ Na3РО4 +3Н2О
|