Определение массы химического эквивалента металла

Министерство образования Российской Федерации
Алтайский государственный технический университет
Бийский технологический институт
В.Г. Донец
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ ХИМИЧЕСКОГО
ЭКВИВАЛЕНТА МЕТАЛЛА
Методические указания к лабораторным работам по курсу химии
для студентов специальностей 171500, 190900 и других
Барнаул 2000
УДК 546 (075.5)
Донец В.Г. Определение массы химического эквивалента металла: Методические указания к лабораторным работам по курсу
химии для студентов специальностей 171500, 190900 и других.
Алт. гос. техн. ун-т, БТИ.- Бийск.
Изд-во Алт. гос. техн. ун-та. 2000 - 28с.
Методические указания содержат теоретические сведения и рекомендации, которые могут быть полезны студентам первого курса механического факультета для освоения теоретического материала и выполнения лабораторных работ. Приведены типовые экзаменационные и зачетные задачи по основным вопросам курса химии и рекомендуемая
литература.
Рассмотрены и одобрены на заседании
кафедры общей химии и экспертизы товаров.
Протокол № 186 от 10.11.99.
Рецензент : к.х.н., профессор Ю.В.Мороженко.
БТИ АлтГТУ, 2000
2
1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. ХИМИЧЕСКИЕ ЭКВИВАЛЕНТЫ
И МАССЫ ХИМИЧЕСКИХ ЭКВИВАЛЕНТОВ ВЕЩЕСТВ
Химическим эквивалентом элемента является такое его количество, которое соединяется с одним молем атомов водорода или
замещает то же количество атомов водорода при химических
реакциях.
Один химический эквивалент водорода содержит 6,02.1023 атомов водорода или 0,5 моля молекул водорода и имеет массу в 1 г.
Эквиваленты выражаются в молях, а молярная масса эквивалента
в грамм/моль. Например, в различных соединениях с 1 моль атомов водорода соединяется 1/3 моль азота, 1/2 моль серы и 1 моль хлора.
Следовательно,
mЭ(N)=1/3.14 = 4,7грамм/моль, mЭ(S) = 1/2.32 = 16 грамм/моль,
mЭ(Cl)= 1.35,5 = 35,5грамм/моль, а Э(N) = 1/3 моль N,
Э(S) = 1/2 моль S, Э(Cl)=1 моль Cl.
Различные вещества реагируют друг с другом и ( или ) образуются при химических реакциях в массовых соотношениях, пропорциональных массам их химических эквивалентов ( закон эквивалентов ).
Математическим выражением закона эквивалентов является
уравнение:
mА mэА
 = ,
mВ mэВ
где mА и mВ - массы веществ, вступающих в реакцию или получающихся в результате реакции, mэА и mэА (иногда их обозначают как
М(1/z)А и М(1/z)В) -соответственно массы их химических элементов.
Понятие об эквивалентности и закон эквивалентов распространяются как на простые, так и на сложные вещества.
Многие химические элементы образуют несколько соединений
друг с другом. Отсюда следует, что химический эквивалент элемента
может иметь различную массу, зависящую от состава соединения. Например, в СО2 и в СО массы химических эквивалентов углерода соответственно равны 3 г и 6 г.
Иногда удобно пользоваться понятием об эквивалентном объеме,
то есть объеме, который занимает при данных условиях химический
эквивалент вещества.
Например, объем химического эквивалента водорода при нормальных условиях составляет 11,2 л, а химического эквивалента кислорода 5,6 л.
3
Эквиваленты простых веществ и соединений могут быть вычислены следующими способами:
1. Масса эквивалента простого вещества определяется делением
массы моля его атомов на проявляемую элементом валентность:
mЭCl2 
mIмоля
35,5г.

 35,5г.
валентность
I
2. Массу эквивалента оксида получают делением массы I моля молекул оксида на произведение валентности кислорода и числа атомов
кислорода:
mЭAl2 O3 
102 г
 17 г .
23
3. Масса эквивалента гидроксида определяется делением массы
I моля гидроксида на число гидроксильных групп в молекуле,
способных к замещению:
mЭMg (OH ) 2 
58,31г
 29,15г .
2
4. Масса эквивалента кислоты определяется делением массы I моля кислоты на число атомов водорода в молекуле кислоты, способных к
замещению атомами металлов.
Величина массы эквивалента кислоты зависит от числа замещаемых атомов водорода в молекуле кислоты:
а)H3PO4 + KOH = KH2PO4 + H2O,
97,97 г
mЭH3 PO4 
 97,97 г ;
1
б)H3PO4 + 2KOH = K2HPO4 + 2H2O,
97,97 г
mЭH3 PO4 
 48,94 г;
2
в)H3PO4 + 3KOH = K3PO4 + 3H2O,
97,97 г
mЭH3 PO4 
 32,88г .
3
5. Масса эквивалента соли определяется делением массы I моля
соли на произведение валентности катионов и числа моль катионов в
I моле вещества:
4
mЭ Cr2 ( SO4 )3 
392 г
 65 ,33г .
6
Если обобщить все примеры расчёта mЭ соединения, то mЭ соединения равна М соединения/ Z или mЭ соединения равна M·f, где
Z=1/f, а f (т.е. фактор эквивалентности) равен 1/ Z. Причем под Z подразумевают общее число единиц степени окисления первого элемента
или катионов.
Масса эквивалента бинарного соединения может быть определена
как сумма m эквивалентов составляющих его элементов:
mЭH 2  1г; mЭO2  8г;
mЭH2 O  mЭH2  mЭO2  1г  8г  9 г или
18г
mЭH 2 O 
 9 г.
1 2
При определении эквивалента газообъёмным методом и для
приведения объёма газа к нормальным условиям используются
формулы:
Pобщ. = Pr + Px ,
где Pобщ. - общее давление,
Pr - парциальное давление паров воды,
Px - парциальное давление определяемого газа;
m
PoVo P1V1
RT ,

и PV
1 1 
M 1
To
T1
где Po , Vo ,To и P1 , V1 , T1 - соответственно давление, объём и
температура по шкале Кельвина при нормальных условиях и в условиях опыта;
m - масса газа;
R - газовая постоянная;
M - масса I моля газа.
Для приведения справочных и экспериментальных данных к
одной системе используются следующие равенства:
1Па = 1Н/м2; 1мм рт.ст. = 133,322 Па; 1атм = 101325 Па;
Т°К = t°C + 273°; 1мл = 1см3; 1атм = 760 мм рт.ст.
R (универсальная газовая постоянная) = 8,314 Дж /(моль·К).
В других единицах R имеет следующие значения:
62,36л·мм.рт.ст.·К-1 ·моль-1; 1,987кал·К-1·моль-1; 0,0821л· ат.· К-1 ·моль1
.
5
2 ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Какой объём займёт химический эквивалент оксида углерода(IV) при нормальных условиях?
2. Определить атомный вес трёхвалентного металла, масса химического эквивалента которого 17,33 г.
3. Определить массу химического эквивалента кислот и оснований в следующих реакциях:
Al(OH)3 + HCl = Al(OH)2Cl + H2O,
H3PO4 + Ba(OH)2 = BaHPO4 + 2H2O,
Bi(OH)3 + 3HNO3 = Bi(NO3)3 + 3H2O.
4. Определить массу химического эквивалента исходных солей в
реакциях:
(NH4)HCO3 + 2KOH = K2CO3 + NH4OH + H2O,
(CuOH)2CO3 +4HCl =2CuCl2 +H2CO3 +2H2O,
Na2HPO4 + Mg(OH)Cl = Na2MgPO4Cl + H2O.
5. Определить
веществ:
массу химических
эквивалентов
следующих
Cr2O3, Ca3(PO4)2, K2Cr2O7, Fe2O3,
K2MnO4, H4P2O7.
6. Рассчитать массу химического эквивалента CO2 в реакциях с
раствором KOH, если при этом получаются: а) KHCO3, б) K2CO3.
3 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ
ХИМИЧЕСКОГО ЭКВИВАЛЕНТА МЕТАЛЛА
Работа проводится либо на приборе, изображённом на рисунке 1
(опыт 1), либо на установке, приведённой на рисунке 2 (опыт 2).
3.1 Опыт 1
Собрать прибор, как показано на рисунке 1. Водород собирать в
мерном цилиндре ёмкостью 250 мл. Навеску цинка берут 0,190,29г,
чтобы объём выделившегося водорода составлял 50100 мл. Количество соляной кислоты (мл), с учетом степени разбавления (15%) и
200% избытка, подсчитывают, исходя из плотности раствора кислоты
(табличное значение) и уравнения реакции:
6
2HCl + Zn = ZnCl2 + H2 .
На техно-химических весах отвесить заданное количество цинка с
точностью до 0,01 г. В колбу ёмкостью 50 мл отмерить рассчитанное
количество соляной кислоты и закрепить колбу в штативе горизонтально. Внутреннюю поверхность горла колбы вытереть полоской фильтровальной бумаги для удаления капель соляной кислоты и, поместив цинк
в горизонтально расположенное горло колбы и закрыв его пробкой с
газоотводной трубкой, проверить прибор на герметичность, опуская
конец газоотводной трубки в кристаллизатор с водой и нагревая одновременно колбу теплом руки. Затем следует вынуть конец газоотводной
трубки из воды, прекратить нагревать колбу рукой и дать охладиться
прибору до комнатной температуры. Подведя конец газоотводной трубки под перевёрнутый мерный цилиндр с водой и закрепив или придерживая её в таком положении, осторожным встряхиванием или поднятием горла колбы стряхнуть цинк в кислоту.
По окончании реакции определить объём выделившегося газа по
делениям мерного цилиндра и миллиметровой линейкой измерить
высоту столба воды в цилиндре (над уровнем воды в кристаллизаторе).
Записать показания комнатного термометра и барометра во время
опыта. С помощью таблицы определить парциальное давление паров
воды в газовой фазе в цилиндре при данной температуре.
Рисунок 1- Простейший прибор для определения массы
химического эквивалента металла
7
3.2 Запись результатов опыта
Вес цинка г, m
Объём выделившегося газа мл, V
Высота столба воды в цилиндре, мл h
Понижение давления в объёме выделившегося газа, определяемое высотой водяного столба ( PH 2 O ( ж ) =(h/Hg) .133,32 ,
где Hg= 13,6 г/см3), Па, PH 2 O ( ж )
Температура опыта, К
Т
Барометрическое давление, Па Р
Парциальное давление паров воды в объёме выделившегося газа
Па
PH 2 O ( ж )
Температура при н.у. (273К) К, Т0
Давление при н.у. (101325 Па), Па Р0
3.3 Обработка результатов опытов
1. Из формулы
P  PH2  PH2 O ( ж )  PH2 O ( r )
находим, что
PH2  P  PH2 O( ж )  PH2 O( r ) , а из объединённого уравнения газового
PV
PV
o o

находим:
To
T
состояния
o
H2
V

PH 2  V  To
T  Po

( P  PH 2 O ( ж )  PH 2 O ( r ) )  V  T o
2. Согласно закону эквивалентов,
T  Po
mH 2
mMe

, или, измеряя
mЭMe ЭH 2
количество водорода и эквивалент водорода в объёмных единицах (мл),
имеем равенство
VHo
mMe
22400 мл
 11200мл
 o 2 , где VЭoH2 
2
mЭMe VЭH
2
o
H2
V - объём водорода при н.у.,
mMe - масса цинка,
mЭMe - масса химического эквивалента цинка.
8
3. Сравнивая полученную массу химического эквивалента цинка с
теоретическиой
mЭZn.тео р. 
65,38г
 32,69 г , вычислим процент ошибки
2
эксперимента по формуле:
процент ошибки =
mЭтео р.  mЭопытн.
mЭтео р.
100% .
Объяснить причины, вызывающие разницу между значениями теоретического и опытного значений массы химического эквивалента
цинка.
3.4 Опыт 2
Собрать установку, как показано на рисунке 2. В меньшее колено
реакционного сосуда (1) помещают 0,04-0,10 г. цинка, а в большее колено с помощью микробюретки отмеряют взятый со 100% избытком,
предварительно рассчитанный, как и в опыте 1, объём раствора соляной кислоты. Реакционный сосуд соединяют (при помощи плотно
пригнанной резиновой пробки, стеклянной трубки, резинового шланга
и трёхходового крана с измерительной бюреткой. Измерительную
бюретку заполняют насыщенным раствором хлорида натрия,
подкрашенным метиловым оранжевым, до нулевого деления (воздух
выпускается при помощи трёхходового крана в атмосферу). Для
проверки прибора на герметичность уравнительный сосуд опускают
на 5 минут в крайнее низшее положение (трёхходовой кран при этом
должен быть установлен в положение, обеспечивающее сообщение
реакционного сосуда с измерительной бюреткой и перекрывание
выхода в атмосферу). Если, после опускания уравнительного сосуда и
его поднятия в прежнее положение, уровень жидкости в бюретке (при
уравнивании высоты жидкости в сообщающихся сосудах) совпадает с
прежним, то герметичность обеспечена. Содержимое реакционного
сосуда, избегая попадания его в газоотводную трубку, переливают из
одного колена в другое до растворения металла. Затем реакционный
сосуд опускают в кристаллизатор с водой, имеющей температуру
окружающей среды, и, после охлаждения системы до температуры
опыта, уравнивают давление газа в бюретке с атмосферным давлением
с помощью уравнительного сосуда. Объём замеренного при этом газа
имеет ту же температуру и то же давление, что и окружающая
атмосфера.
9
Объём выделившегося в опыте водорода при нормальных условиях рассчитывают по формуле:
o
H2
V

Vопытн.  ( P  PH 2 O ( r ) )  T o
( 273o  t o C)  P o
,
где Vопытн. - отсчитанный объём газа в измерительной бюретке;
Р - барометрическое давление после окончания опыта;
PH2 O ( r ) - упругость водяных паров при температуре опыта (берётся
из таблиц);
t o C - температура опыта;
T o и Po - соответственно значения абсолютной температуры и
давления при нормальных условиях.
Расчёт величины массы химического эквивалента металла
проводят как в опыте 1.
1-реакционый сосуд с двумя коленами, 2-измерительная бюретка,
3-уравнительный сосуд, 4-штативы, 5-трёхходовой кран
Рисунок 2- Схема установки для определения mЭMe
10
4 ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
1. Работы с получением и использованием водорода проводятся
в вытяжном шкафу при включенной вентиляции.
2. При ранении очищают рану от осколков стекла стерильной марлей, смазывают окружность раны настойкой йода и забинтовывают
рану.
ПРИЛОЖЕНИЕ
ТИПОВЫЕ ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ
Задача 1
Привести систематические названия веществ.
а) с указанием степени окисления некоторых элементов, но без
указания количества некоторых атомов или ионов, которые могут быть
вычислены из имеющихся или общеизвестных данных;
б) с указанием количества атомов элементов или ионов, но без
указания степени окисления элементов:
1) Al Cl (OH)2;
2) К2НАsO4;
3) K3PO3;
4) Ca(PO3)2;
5) Fe3(PO4)2 .
Задача 2
Аналогична по условию задаче № 1:
1) Na2PoO3;
2) Na8W12040;
3) Ca(VO3)2;
4) K2Mg(SO4)2;
5) K2Cr3O10.
Задача 3
Аналогична по условию задаче № 1:
1) (MgAl2)O4;
2) Al2(MoO3)3;
3) Hg2ClO4(0)OH;
4) Ca(HCO3)2;
5) Na2HAsS4 .
11
Задача 4
Аналогична по условию задаче № 1:
1) (NH4)3AsS4;
2) K2S2O6(O2);
3) Fe(CrO2)3;
4) Al(RuO4)3;
5) CaH2.
Задача 5
Аналогична по условию задаче № 1:
1) (CuOH)2CO3;
2) Fe(H2AsO4)3;
3) NiCu3Al6;
4) (UO2)2SO4;
5) Fe(I3O8)3.
Задача 6
Привести систематические названия комплексных соединений:
а) с указанием степени окисления комплексообразователей и некоторых элементов, но без указания индексов вне комплексов;
б) с указанием количества атомов элементов или ионов или комплексов, но без указания степени окисления элементов:
1) [Сo(NH3)6]2(SO4)3;
2) [Fe(H2O)5(NO)]SO4;
3) [Fe2(H2O)8(OH)2]Br4;
4) [Ga(H2O)6](NO3)3;
5) [Pt(N2H5)2Cl2]Cl2.
Задача 7
Аналогична по условию задаче № 6:
1) [PtII(NH3)4][PtIV(NH3)4Сl2]Cl4;
2) [SbAgI6](NO3)3;
3) [Sb6F13]F5;
4) K4[Pd0(CN)4];
5) [Pt(NH3)2Cl2].
Задача 8
Аналогична по условию задаче № 6:
1) Na3[Ag(SO3S)2];
2) Na2[B4O5(OH)4];
12
3) Cs[I(I2)];
4) Cs4[Mg3F10];
5) K[Nd(SO4)2].
Задача 9
Аналогична по условию задаче № 6:
1) Na2[Pt(NCS)6];
2) H2[PtCl6];
3) O2[PtVF6];
4) Rb4[SbIIICl6][SbVCl6];
5) Na3[V(NCS)6].
Задача 10
Аналогична по условию задаче № 6:
1) [Сo(NH3)6]4[Fe(CN)6]3;
2) Li3H[Fe(NCS)6];
3) Fr6[Si2O7];
4) [XeF5][CoIIIF4];
5) [Co(NH3)6]2[ReVI(CN)8]3.
Задача 11
Привести систематические названия органического вещества
а) по номенклатуре ИЮПАК;
б) по правилам женевской номенклатуры:
O
//
NH2- CH2 - CH - CH = C - C


\
CH3
С2Н5 H .
Задача 12
Аналогична по условию задаче № 11:
O
//
CH3 - CH - CH - CH - CH - C
 


\
CH3 Cl NO2 С2Н5 O - Н .
13
Задача 13
Аналогична по условию задаче № 11:
O
C2H5
//

CH3 - C - CH2 - CH - CH = CH - CH3.
Задача 14
Аналогична по условию задаче № 11:
OH
/
CH3 - CH2 - CH - C  C - CH2 - C - CH2- CH2- Br.


CH3
CH3
Задача 15
Аналогична по условию задаче № 11:
CH3 - CH - CH = CH - C  C - CH - CH3.


CH3
CH3
Задача 16
Привести формулы веществ, используя систематические названия
веществ без указания степени окисления элементов, но с указания количества всех атомов элементов или ионов:
1) дигидроксид-хлорид алюминия;
2) тетраоксоарсенат водорода-дикалия;
3) триоксофосфат трикалия;
4) бис(метафосфат) кальция ;
5) бис(ортофосфат) трижелеза.
Задача 17
Аналогична по условию задаче № 16:
1) триоксополонат динатрия;
2) 40оксододекавольфрамат октанатрия;
3) бис(метаванадат) кальция;
4) бис(сульфат) магния-дикалия;
5) декаоксотрихромат дикалия.
14
Задача 18
Аналогична по условию задаче № 16:
1) тетраоксид диалюминия-магния;
2) трис(триоксомолибдат) диалюминия;
3) гидроксид-оксид-тетраоксохлорат диртути;
4) бис(гидротриоксокарбонат) кальция;
5) тетратиоарсенат водорода-динатрия.
Задача 19
Аналогична по условию задаче № 16:
1) тетратиоарсенат триаммония;
2) (пероксо)гексаоксодисульфат дикалия;
3) трис(диоксохромат) железа;
4) трис(тетраоксорутенат) алюминия;
5) дигидрид кальция.
Задача 20
Аналогична по условию задаче № 16:
1) дигидроксид-триоксокарбонат димеди или триоксокарбонат
бис(гидроксомеди);
2) трис(тетраоксоарсенат) гексаводорода-железа или трис(дигидро-тетраоксоарсенат) железа;
3) гексаалюминийтримедьникель;
4) тетраоксосульфат бис(диоксоурана);
5)трис(октаоксотрииодат) железа.
Задача 21
Привести формулы веществ, используя систематические названия
комплексных соединений с указанием количества атомов элементов
или ионов, или комплексов, но без указания степени окисления
элементов:
1) трис(сульфат) бис{гексаамминкобальта};
2) cульфат нитрозилпентаакважелеза;
3) тетрабромид дигидроксооктааквадижелеза;
4) трис{триоксонитрат} гексааквагаллия;
5) дихлорид дихлородигидразинийплатины.
Задача 22
Аналогична по условию задаче № 21:
1) тетрахлорид дихлоротетраамминплатины-тетраамминплатины;
2) тринитрат гексасеребросурьмы;
15
3) пентафторид 13-фторогексасурьмы;
4) тетрацианопалладат тетракалия;
5) дихлородиамминплатина.
Задача 23
Аналогична по условию задаче № 21:
1) бис(тиотриоксосульфато)аргентат тринатрия;
2) тетрагидроксопентаоксотетраборат динатрия;
3) дииодоиодат цезия;
4) декафторотримагнат тетрацезия;
5) бис(тетраоксосульфато)неодимат калия.
Задача 24
Аналогична по условию задаче № 21:
1) гексакис(тиоцианато)платинат динатрия;
2) гексахлороплатинат диоводорода;
3) гексафтороплатинат диоксигенила;
4) гексахлоростибат-гексахлоростибат тетрарубидия;
5) гексакис(тиоцианато)ванадат тринатрия.
Задача 25
Аналогична по условию задаче № 21:
1) трис(гексацианоферрат) тетракис(гексаамминкобальта);
2) гексакис(тиоцианато)феррат водорода-трилития;
3) гептаоксодисиликат гексафранция;
4) тетрафторокобальтат пентафтороксенона;
5) трис(октацианоренат) бис(гексаамминкобальта).
Задача 26
Привести формулу органического вещества и указать по какой систематической номенклатуре приведено название органического
вещества :
а) по номенклатуре ИЮПАК?
б) по правилам женевской номенклатуры?
1-амино-2-метил-4-этил-пент-ен-3-аль-5.
Задача 27
Аналогична по условию задаче № 26:
4-нитро-3-хлор-2-метил-5-этил-гексановая-6 кислота.
16
Задача 28
Аналогична по условию задаче № 26:
4-этил-гепт-ен-2-он-6.
Задача 29
Аналогична по условию задаче № 26:
9-бром-3,7- диметил -нон-ин-4-ол-7.
Задача 30
Аналогична по условию задаче № 26:
2,7-диметил-окт-ен-5-ин-3.
Задача 31
Привести формулы веществ, используя систематические названия
веществ с указанием степени окисления некоторых элементов, но без
указания количества всех атомов элементов или ионов, которые могут
быть вычислены из имеющихся или общеизвестных данных:
1) дигидроксид-хлорид алюминия(III)
2) гидротетраоксоарсенат(V) калия;
3) триоксофосфат(III) калия;
4) триоксофосфат(V) кальция;
5) тетраоксофосфат(V) железа(II).
Задача 32
Аналогична по условию задаче № 31:
1) триоксополонат(IV) натрия;
2) 40оксододекавольфрамат(VI) натрия;
3) триоксованадат(V) кальция;
4) тетраоксосульфат(VI) магния-дикалия;
5) декаоксотрихромат(VI) калия.
Задача 33
Аналогична по условию задаче № 31:
1) тетраоксодиалюминат(III) магния;
2) триоксомолибдат(IV) алюминия;
3) гидроксид-оксид-тетраоксохлорат(VII) ртути(II);
4) бис{гидротриоксокарбонат(IV)} кальция;
5) гидротетратиоарсенат(V) натрия.
17
Задача 34
Аналогична по условию задаче № 31:
1) тетратиоарсенат(V) аммония;
2) (пероксо)гексаоксодисульфат(VI) калия;
3) диоксохромат(III) железа(III);
4) тетраоксорутенат(VII) алюминия;
5) гидрид кальция(II).
Задача 35
Аналогична по условию задаче № 6.31:
1) гидроксид-триоксокарбонат(IV) меди(II);
2) дигидротетраоксоарсенат(V) железа(III);
3) гексаалюминийтримедьникель(0);
4) тетраоксосульфат(VI) диоксоурана(V);
5) октаоксотрииодат(V) железа(III).
Задача 36
Привести формулы веществ, используя систематические названия
комплексных соединений с указанием степени окисления некоторых
элементов ( и комплексообразователей ), но без указания количества
атомов элементов или ионов или комплексов т.е. без указания индексов
вне квадратных скобок комплексов:
1) сульфат гексаамминкобальта(III);
2) сульфат нитрозилпентаакважелеза(II);
3) бромид дигидроксооктааквадижелеза(III);
4) нитрат гексааквагаллия(III);
5) хлорид дихлородигидразинийплатины(II).
Задача 37
Аналогична по условию задаче № 36:
1) хлорид дихлоротетраамминплатины(IV)-тетраамминплатины(II);
2) нитрат гексасеребро(I)сурьмы(III);
3) фторид 13-фторогексасурьмы(III);
4) тетрацианопалладат(0) калия;
5) дихлородиамминплатина.
Задача 38
Аналогична по условию задаче № 36:
1) бис(тиосульфато)аргентат(I) натрия;
2) тетрагидроксопентаоксотетраборат(III) натрия;
3) дииодоиодат(I) цезия;
18
4) декафторотримагнат(II) цезия;
5) бис(сульфато)неодимат(III) калия.
Задача 39
Аналогична по условию задаче № 36:
1) гексакис(тиоцианато)платинат(IV) натрия ;
2) гексахлороплатинат(IV) водорода ;
3) гексафтороплатинат(V) диоксигенила;
4) гексахлоростибат(V)-гексахлоростибат(III) рубидия;
5) гексакис(тиоцианато)ванадат(III) натрия.
Задача 40
Аналогична по условию задаче № 36:
1) гексацианоферрат(II) гексаамминкобальта(III);
2) гексакис(тиоцианато)феррат(II) водорода-три-лития;
3) гептаоксодисиликат(IV) франция;
4) тетрафторокобальтат(III) пентафтороксенона(VI);
5) октацианоренат(VI) гексаамминкобальта(III).
Задача 41
Привести формулу органического вещества и указать по какой систематической номенклатуре приведено название органического вещества :
а) по номенклатуре ИЮПАК ?
б) по правилам женевской номенклатуры?
5-амино-4-метил-2этил-пент-ен-2-аль-1.
Задача 42
Аналогична по условию задаче № 41:
3-нитро-5-хлор-5-метил-2-этил-гексановая-1 кислота.
Задача 43
Аналогична по условию задаче № 41:
4-этил-гепт-ен-5-он-2.
Задача 44
Аналогична по условию задаче № 41:
1-бром-3,7-диметил-нон-ин-5-ол-3.
19
Задача 45
Аналогична по условию задаче № 41:
2,7-диметил-окт-ен-3-ин-5.
Задача 46
Найти титр, нормальность, моляльность, мольную долю и массовую процентную концентрацию 0,1М раствора H3AsO4, если плотность
водного раствора равна 1,005 г/мл.
Задача 47
Найти титр, нормальность, моляльность, мольную долю и массовую процентную концентрацию 2,5M раствора H2SO4, если плотность
водного раствора равна 1,15 г/мл.
Задача 48
Найти титр, нормальность, моляльность, мольную долю и массовую процентную концентрацию 2M раствора H3PO4, если плотность
водного раствора равна 1,10 г/мл.
Задача 49
Найти титр, нормальность, моляльность, мольную долю и массовую процентную концентрацию 2M раствора K2CO3, если плотность
водного раствора равна 1,230 г/мл.
Задача 50
Найти титр, нормальность, моляльность, мольную долю и массовую процентную концентрацию 2M раствора Na2CO3, если плотность
водного раствора равна 1,190 г/мл.
Задача 51
Найти титр, нормальность, моляльность, мольную долю и массовую процентную концентрацию 1М раствора H3AsO4, если плотность
водного раствора равна 1,09 г/мл.
Задача 52
Сколько л водорода(при н.у.) выделится, если 2 л 6 н раствора
H3PO4 прореагируют с 130,78 г цинка ( плотность раствора H3PO4 равна 1,10 г/мл )?
20
Задача 53
Сколько л водорода(при н.у.) выделится, если 10 л 2 н раствора
H2SO4 прореагируют с 920 г металлического натрия ( плотность раствора H2SO4 равна 1,055 г/мл )?
Задача 54
Сколько кг 19% олеума, потребуется для поглощения 1000 кг оксида серы(YI), если концентрация олеума на выходе из олеумного абсорбера равна 21%(мас.)?
Задача 55
Какова концентрация олеума, поступившего в абсорбер в количестве 39500 кг, если при этом поглотилось 1000 кг оксида серы(YI), а
концентрация олеума на выходе из абсорбера равна 21% (мас.)?
Задача 56
Сколько мл воды следует добавить к 500мл водного раствора с
содержанием гидроксида калия равным 200г/л, чтобы получился раствор с содержанием гидроксида калия равным 50г/л? Какова нормальность полученного раствора?
Задача 57
Сколько мл воды следует добавить к 2500 мл водного раствора с
содержанием гидроксида калия равным 100 г/л, чтобы получился раствор с содержанием гидроксида калия равным 20г/л? Какова молярность полученного раствора?
Задача 58
Сколько кг 10% водного раствора гидроксида натрия следует
добавить к 5 кг его 60% водного раствора, чтобы получился его 30%
водный раствор ? Найти моляльную концентрацию полученного
раствора.
Задача 59
Сколько кг 20% водного раствора гидроксида калия следует добавить к 50 кг его 50% водного раствора, чтобы получился его 25% водный раствор ? Найти моляльную концентрацию полученного раствора.
21
Задача 60
Сколько 93% серной кислоты и сколько 97% поваренной соли израсходуется на получение 1т сульфата натрия, если степень превращения поваренной соли составляет 93% ?
Задача 61
Сколько 30% соляной кислоты и сколько 90% технического
карбоната кальция израсходуется на получение 1000м3 углекислого
газа, измеренного при нормальных условиях, если степень
превращения карбоната кальция составляет 95% ?
Задача 62
При электролизе раствора сульфата меди на аноде выделилось
0,168 л кислорода/при н.у./. Сколько г меди выделилось на катоде?
Задача 63
Составьте схему концентрационного гальванического элемента
при концентрации ионов цинка 10-12 моль/л у одного электрода и
10-6 моль/л у другого электрода. Укажите катод и анод и рассчитайте
э.д.с. элемента.
Задача 64
Электролиз раствора сульфата неизвестного металла проводили
при силе тока в 6 А в течение 45 минут, в результате чего на катоде выделилось 5,49 г металла. Вычислите массу химического эквивалента
металла.
Задача 65
При электролизе водного раствора гидроксида натрия выделилось
6,72 л (при н.у.) смеси водорода с кислородом. Определите силу тока
(А), если продолжительность электролиза составляла 96500 с.
Задача 66
Сколько секунд проводят электролиз раствора электролита при
силе тока в 5 А, если на катоде выделяется 0,1 химического эквивалента вещества? Какое количество вещества выделится на аноде?
22
Задача 67
Каковы продукты взаимодействия иодида калия и хлорида меди(II), если
Cu+2 + I-1 + e- = CuI
E0298 = +0,85 B
O
I2 + 2e = 2I
E0298 = +0,54 B
Cl20 + 2e- = 2Cl-1
E0298 = +1,36 B
Записать уравнение реакции и расставить коэффициенты.
Задача 68
Расставить коэффициенты в уравнении окислительно-восстановительной реакции, используя метод электронного баланса :
FeS2 + О2 = Fe203 + SO2.
Задача 69
Расставить коэффициенты в уравнении окислительно-восстановительной реакции, используя метод электронного баланса:
FeS2 + О2 = Fe304 + SO2.
Задача 70
Рассчитайте, используя табличные значения стандартных величин
Gообразован. веществ, стандартную э.д.с. гальванического элемента, в котором при 298К, протекает химическая реакция по уравнению:
H2(г)+ 0,5O2(г) = H2О(ж).
Задача 71
Сколько молей неэлектролита должен содержать 1 л раствора,
чтобы его осмотическое давление при 0оС было равно 2,27 кПа?
Задача 72
Сколько ионов водорода содержится в 1 мл раствора, РН которого
равен 13?
Задача 73
Как измениться PH 1М водного раствора K2CO3, если раствор разбавить в десять раз водой? Сделать расчет, причем влияние гидролиза
по второй ступени учитывать не следует.
Задача 74
Как измениться PОH 1М водного раствора Н3РO4, если раствор
разбавить в десять раз водой? Сделать расчет, причем влияние диссоциации по второй ступени и по третьей ступени учитывать не следует.
23
Задача 75
Вывести формулу для КГ2 у К2СО3.
Задача 76
Вывести формулу для КГ3 у AlСl3.
Задача 77
Вывести формулу для КГ1 у СuСl2.
Задача 78
К 3мл 1М водного раствора CaCl2 прилили 3мл 1М водного раствора Na2SO4, затем 3мл фильтрата отделили от осадка CaSO4 и прибавили к 3 мл 1М водного раствора Na2CO3. Найти концентрацию ионов
кальция над выпавшим осадком CaCO3, если ПР CaSO4 =1,3.10-4,
а величина ПР CaСO3 = 5.10-9.
Задача 79
К 5мл 1н водного раствора AgNO3 прилили 5мл 1н водного раствора NаCl, затем 3мл фильтрата отделили от осадка AgCl и прибавили к
5 мл 1н водного раствора NaBr. Найти концентрацию ионов cеребра
над выпавшим осадком AgBr, если ПР AgCl = 1,8 . 10-10, а величина ПР
AgBr = 6 . 10-13.
Задача 80
Прямая или обратная химическая реакция будет протекать при
стандартных условиях в системе:
СН4(г) + СО2(г) = 2CО(г) + 2Н2(г).
Для расчетов использовать табличные значения G0298 образования
веществ, Н0298 образования веществ, S0298 образования веществ.
При какой температуре наступит состояние химического равновесия?
Задача 81
Восстановление Fe2О3 водородом протекает по уравнению
Fe2О3(к) + 3Н2(Г) === 2Fe(К) + 3Н2О(Г)
Возможна ли эта реакция при стандартных условиях, если
Нх.р. = +96,64кДж/моль, а Sх.р.= 0,1387 кДж/(моль.К)? При
температуре начнется восстановление Fe2О3?
24
какой
Задача 82
Константа равновесия гомогенной реакции
СО(г) + Н2О(г) = CО2(г) + Н2(г).
О
при 850 С равна 1. Вычислить концентрации всех веществ при равновесии, если исходные концентрации были равны
[CО]исх.= 3моль/л, [Н2О] исх.= 2моль/л.
Задача 83
Равновесие гомогенной реакции
4НСl(г) + О2(г) = 2Н2О(г) + 2Сl2(г).
установилоcь при следующих концентрациях реагирующих веществ:
[Н2О]= 0,14моль/л; [Сl2]= 0,14моль/л;
[НСl]=0,20моль/л; [О2]= 0,32моль/л.
Вычислите исходные концентрации хлористого водорода и кислорода. Чему равна константа равновесия гомогенной реакции?
Задача 84
Как изменится скорость прямой и обратной реакции при синтезе
аммиака из азота и водорода после увеличения давления вдвое, если
все исходные вещества и продукты реакции находятся в газообразном
состоянии. Какое направление процесса будет преобладать, если до повышения давления скорости прямой и обратной реакции были равны?
Задача 85
Температурный коэффициент скорости химической реакции  равен 3. Определить во сколько раз возрастет скорость химической
реакции, если повысить температуру с 30ОС до 70ОС.
Задача 86
Температурный коэффициент константы скорости химической реакции  равен 2, при этом, для сравниваемых опытов, движущая сила
химической реакции будет одинаковой. Определить во сколько раз
возрастет скорость химической реакции, если повысить температуру с
10ОС до 60ОС.
Задача 87
Сколько углеродных единиц в 1м3 H2S (при н.у.)? Сколько
углеродных единиц содержится в 8,5г H2S? Чему равна (в граммах)
средняя масса одной молекулы H2S?
25
Задача 88
Сколько углеродных единиц в 1м3 СО2 (при н.у.)? Сколько
углеродных единиц содержится в 44г СО2? Чему равна (в граммах)
средняя масса одной молекулы СО2?
Задача 89
Сколько г металла, масса химического эквивалента которого составляет 12,16г, взаимодействует с 310 см3 кислорода, измеренного
при н.у. ?
Задача 90
Из 3,85 г нитрата металла получено 1,60 г его гидроксида. Вычислить массу химического эквивалента этого металла.
ЛИТЕРАТУРА
1. Васильева З.Г., Грановская А.А., Таперова А.А. Лабораторные
работы по общей и неорганической химии. - М.: Химия, 1986.- 288с.
2. Глинка Н.Л. Общая химия. -Л.: Химия, 1985.-704с.
26
СОДЕРЖАНИЕ
1 Теоретическая часть. Химические эквиваленты и массы химических
эквивалентов веществ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2 Вопросы для самопроверки. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3 Лабораторная работа. Определенте массы химического
эквивалента металла . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
4 Техника безопасности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
ПРИЛОЖЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
27
ДОНЕЦ ВЛАДИСЛАВ ГЕОРГИЕВИЧ
Определение массы химического эквивалента металла
Методические указания к лабораторным работам по курсу химии
для студентов специальностей 171500, 190900 и других.
Редактор Идт Л.И.
Подписано в печать 10.06.2000 Формат 60х841/16
Усл. п. л. 1,63 Уч.-изд. л. 1,75
Печать – ризография, множительно - копировальный
аппарат «RISO TR - 1510».
Тираж 50 экз. Заказ 2000-29
Издательство Алтайского государственного
технического университета
656099, г. Барнаул, пр. Ленина, 46
Оригинал-макет подготовлен ВЦ БТИ АлтГТУ
Отпечатано на ВЦ БТИ АлтГТУ
659305 г. Бийск, ул. Трофимова, 29.
28
В.Г. Донец
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ ХИМИЧЕСКОГО
ЭКВИВАЛЕНТА МЕТАЛЛА
Методические указания к лабораторным работам по курсу химии
для студентов специальностей 171500, 190900 и других
Барнаул
2000
29