I. Эквивалент – это условная или реальная частица, которая в данной химической реакции эквивалентна одному атому или иону водорода, или одному протону, или одному электрону (по — другому, способна замещать или присоединять 1 грамм водорода).
Эквивалент – есть 1/z часть частицы (молекулы, атома).
Если Z = 1 (1 /1 = 1), то эквивалент идентичен самой частице (реальной частице – атому или молекуле) Z — это число эквивалентности или число эквивалентов.
Если Z = 2, 3, 4 и т.д., то эквивалент идентичен какой-то части молекулы или атома (условная частица — 1/ z*).
У окислителей и восстановителей Z будет равно числу принятых или отданных электронов. Например, для процесса: Mn +7 + 5e à Mn +2 Z * = 5. От молекулы КMnO4 только 1/5 часть будет эквивалентной одному электрону.
Обратная величина числу эквивалентов (Z) – это фактор эквивалентности – f. Он и показывает, какая часть от реальной частицы эквивалентна иону или атому водорода, или одному электрону (в ОВР).
Успеть за 300 секунд, #10: Молярная концентрация (молярность)
Он принимает дробные значения: 1/2, 1/3, 1/4 и т.д.
Для оснований и амфотерных гидроксидов в форме оснований число эквивалентов Z равно числу гидроксид-анионов. Например, Z(KOH) = 1;
Z (Са(OH)2) = 2 (без учета протекания реакций или до средних или до основных солей)
Для кислот Z равно числу атомов водорода, то есть, основности кислоты. Например, Z (HCl) = 1. Z (H3PO4 ) = 3
У солей Z равно произведению валентности (степени окисления) металла на число атомов металла. Например, Z(CaCl2) = (+2) · 1 = 2; Z (Al2(SO4)3) = 3·2 = 6.
У окислителей и восстановителей Z будет равно числу принятых или отданных электронов.
Например:
б) I2 + 2 e à 2 I — (I2 à 2KI)
и наоборот:
Z(KI) = 1; f = 1, так как на 2 иона I — приходится 2 электрона, а на один ион I -1 придется 1 электрон.
Рассмотрим значения Z и f для многоосновных кислот и многокислотных оснований не в процессе окислительно-восстановительных реакций, а в процессе протекания реакций обмена:
В 1 моль NaOH содержится 1 моль ОН — , а ему соответствует в воде 1 моль Н + , так как молекулу воды можно представить Н ОН, то есть на 1 грамм водорода приходится 1 моль ОН. Рассмотрим данное уравнение. В нем участвует 2 моль щелочи, а, значит, в моль ОН. На 2 моль ОН здесь приходится 1 моль Н2SO4, в котором содержится 2 моль Н. Таким образом на 1 моль NaOH, а, значит, и на 1 моль ОН и на 1 моль Н приходится 0,5 моль Н2SO4.
Таким образом, f (Н2SO4,) = ½ в данном уравнении. Заметим, что по рассуждениям соответствия NaOH и H OH f (NaOH) всегда будет равен 1 (как и KOH, HCl, LiOH, HNO3, т.е. однокислотных оснований и одноосновных кислот). В аналитической химии говорят, что растворы KOH, HCl, LiOH, HNO3, NaOH готовят с учетом реальных частиц (Z = 1 и f =1), т.е. 1 моль (или одной молекулы), а не какой – то части.
Рассмотрим другой случай:
Рассуждаем так: на 1 моль щелочи приходится в этой реакции 1 моль серной кислоты, т.е., на 1 ОН группу приходится 1 молекула Н2SO4. Значит, Z и f = 1.
4.Молярность и нормальность растворов. Подготовка к олипиадам по химии 8-9 класс.
Расчет фактора эквивалентности в уравнениях реакций через коэффициент стехиометричности смотри в приложении.
II. Величины более мелких частиц («дробленых»), выраженные как количество вещества называются количеством вещества эквивалента:
где: ν – обычное количество вещества Х
Z – число эквивалентов вещества Х
ν1/Z (Х) – количество вещества эквивалентов для вещества (Х)
Дано 6 моль серной кислоты: 6 H2SO4 (это обычное количество вещества.) При Z =2 и f = ½ в каждом моль кислоты содержится уже 2 дробленых частицы, т.е., количества вещества эквивалентных частиц = 2. В 6 моль эквивалентных будет 12, в 2 раза больше.
Вывод: количество вещества эквивалента всегда больше обычного количества вещества в Z раз.
III. Молярная масса эквивалента. (M1/z).
Из данных формул видно, что вместо обычной молярной массы в них входит величина M1/z – молярная масса эквивалента (дробленой части одного моль) и, конечно, она будет меньше молярной массы в Z раз:
M1/z = или M1/z = М · f à M = M1/z · Z или M = Z f
Например: Если Z (H2SO4) = 2 или f = ½; М= 98 г/моль
Или M1/z = М · f = 98 г/моль · ½ = 49 г/моль
Этот расчет можно оформить в виде задачи:
Задача 13: Рассчитать молярную массу эквивалента H2SO4:
Решение:
V 1/Z =? Ответ: молярная масса эквивалента (H2SO4) = 49г/моль
Задача 14: Рассчитать количество вещества эквивалента для 2-х моль KMnO4
(в задачах про перманганат калия будем считать, что протекает ОВ процесс с переходом 5 электронов: MnO4 — à Mn 2+ ; Mn +7 +5e à Mn 2 😉
Дано: Решение:
ν (KMnO4) = 2 моль ν 1/Z = Z ·ν = 5 ·2 моль = 10 моль (-экв)
ν 1/Z =? Ответ: кол-во вещества эквивалента (KMnO4) = 10 моль
в) Молярная масса эквивалента: M 1/Z = (г/моль, кг/ моль) Z * x
IV. Молярная концентрация эквивалента. (С1/z).
Вспомним формулы обычной молярной концентрации:
Из формулы видно, что концентрация прямо пропорциональна количеству вещества и показывает количества вещества (в моль), содержащихся в единице объема. Понятно, что дробленых мелких частиц будет еще больше в этом же объеме. И связь С1/z и С, будет такая же, как и количества вещества:
Вывод: для одной и той же массы вещества или объема вещества молярная концентрация эквивалента (эквивалентных частиц) больше, чем молярная концентрация в Z раз.
С — молярная концентрация – это число моль-эквивалентов вещества (количество вещества эквивалентв), содержащихся (содержащегося) в 1 л или 1 дм 3 раствора.
Математически: это частное от деления количества вещества, содержащегося в системе к объему системы.
Задача16: В растворе объемом 7 литров содержится KMnO4 31,6 г. Рассчитать молярную концентрацию раствора и молярную концентрацию эквивалента.
1) Находим молярную концентрацию р-ра
V р-ра = 7л m 31,6 г
m(KMnO4) =31,6 г C = М(KMnO4) = 158г/моль M V 158 г/моль. 7 л
Z = 5 = 0,0286 моль/л
2) Находим молярную концентрацию эквивалента:
С 1/Z = Z. C = 0.0286моль/л ·5 = 0,143 мольл
C (KMnO4) =? Ответ: C(KMnO4) = 0,0286 моль/л
Задача 17: В растворе объемом 5 л содержится серная кислота массой 98 г, молярная масса 98 г/моль Вычислить молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалента.
1 способ:
V р-ра = 5л m 98 г
m (H2SO4) = 98 г 1) С = 0,2 моль/л
M = 98 гмоль M V 98г/моль·5 л Z = 2
2) С1/Z = С · Z = 0,2 мольл. 2 = 0,4 моль /л
2 способ: найдем сначала С1/z. Для этого найдем М1/z, так как
М 98 г/моль M1/z = 49 г/моль
Тогда
С1/z 0,4 моль/л С = 0.2 моль/л
Задача18: Рассчитать массу карбоната натрия для приготовления раствора объемом 50 мл с молярной концентрацией эквивалента 0,15 моль/л.
Z = 2 = C1/z. V = m (Na2CO3) -? Zx 106 гмоль = 0.15 моль/л · · 0,05 л = 3,3975г
Массу обычно рассчитывают до 4-го знака после запятой.
Задача 19: Какой объем хлороводородной кислоты с массовой долей 38 % и плотностью 1,19 гмл надо взять для приготовления раствора объемом 500 мл и молярной концентрацией эквивалента 2 мольл
Для решения задачи разберем условие и увидим, что речь идет о двух растворах. Берут раствор кислоты с процентной концентрацией (массовой долей), неизвестного в задаче объема и из этого раствора готовят раствор с молярной концентрацией эквивалента. В задаче не говорят, как готовят раствор: добавлением воды или выпариванием определенного количества воды.
Да нас это и не должно волновать. Главное мы должны увидеть, что связкой между растворами является неизменная масса чистого вещества хлороводорода. Массу чистого вещества хлороводорода можно вычислить из данных того раствора, которых достаточно для подстановки в формулу.
Для записи условия необходимо правильно и четко поставить индексы 1 и 2 для каждого из двух растворов:
Дано: Решение
W, % (HCl)1 = 38 % 1) Найдем массу HCl чист., содержащегося в
V (HCl) р-ра2 = 500 мл 500 мл раствора HCl c молярной конц.
С1Z (HCl) р-ра2 = 2 моль/л эквивалента 2 моль/л, так как для этого
М HCl = 36,5 г/моль есть все данные
2) Рассчитаем, какова масса 38 % 1р-ра HCl, если масса HСlчист = 36,5г
1) Найдем объем 38%-го раствора HCl c массой 96,05 г
Vр-ра 1 = 80,71 мл
Выводы и указания для решения такого типа задач:
1. Помните что в формуле с использованием молярной концентрации или молярной концентрации эквивалента подразумевается объем с использованием размерности – литр [л]
2. В формуле перевода массы раствора в объем раствора через плотность используется размерность г/мл и в результате объем получаем в миллилитрах [мл].
3. Порядок логических рассуждений и прием запоминания:
а) Неизвестное ищем для раствора с W (массовой долей), поэтому сначала работаем с концентрацией «С1/z»; (ищем массу чистого вещества)
б) Затем работаем с формулой, включающей W (ищем массу необходимого раствора)
в) Переводим массу раствора в плотность по формуле с использованием «треугольника»:
— буква «С» находится по алфавиту раньше, чем W – работаем с формулой
— буква «W» находится в алфавите после «С» и затем работаем с ней;
— работаем с «треугольником».
Всего выполняем 3 действия в такой задаче. Однако, если необходимо, то переводим М в М1/z
V. Закон эквивалентов
Вещества взаимодействуют между собой в эквивалентных количествах:
Как следствие закона эквивалентов: концентрации реагирующих веществ обратно пропорциональны их объемам.
Задача 20: Определите молярную концентрацию эквивалента серной кислоты, 16 мл которой вступило в реакцию нейтрализации с 50 мл гидроксида натрия, молярная концентрация эквивалента которого 0,2 моль/л.
Задача 21: Сколько мл раствора гидроксида калия с концентрацией 0,2 моль/л потребуется для нейтрализации 20 мл раствора серной кислоты с концентрацией 0,1 моль/л.
Обратите внимание на то, что в задаче речь идет не о молярной концентрации эквивалента кислоты, а о простой молярной концентрации, а дается серная кислота, у которой основность = 2 и число Z = 2. Для гидроксида калия (КОН) безразлично, какая концентрация из молярных дана, т.к. кислотность его равна 1. Чтобы использовать закон эквивалентов в этом случае нам необходимо простую молярную концентрацию — С к-ты перевести в С1/z.
2. В задачах 20 и 21 не нужно размерность «мл» переводить в «л».
Если в задаче такого типа используется одноосновная кислота, например, азотная или соляная, то С1/z = С.
Титр.
Титр — это тоже выражение концентрации.
Титр – это масса растворенного вещества, содержащегося в 1 мл раствора.
Т = [г/мл] (формула 1)
Размерность такая же, как у плотности.
Если указано, что титр кислоты HCl с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л равен 0,00365 г/мл, то это означает, что в 1 мл данного раствора содержится 0,00365 г HCl титр вычисляют до 4-х значащих цифр после нулей. Зная титр, можно вычислить массу вещества в любом объеме раствора:
Титр можно вычислять: Т = (формула 2)
Так как m = С·М·V, то, подставив это значение в формулу 1 получим:
И далее, чтобы перевести «л» в «мл» необходимо дробь разделить на 1000.
Для записи значения титра сохраняются 4 значащих цифры.
Примеры записи:
Т = 1,24365 = 1,2437
Т = 1, 43632 = 1,4363
Т = 0, 012801 = 0,01280 (после всех нулей – 4 значащих цифры)
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник: studopedia.ru
Вычислите эквивалентную концентрацию нитрата серебра AgNO3 в растворе, если на титрование 10,00 мл этого раствора затрачивается 10,17 мл 0,0509 н раствора хлорида натрия NaCl.
Найди верный ответ на вопрос ✅ «Вычислите эквивалентную концентрацию нитрата серебра AgNO3 в растворе, если на титрование 10,00 мл этого раствора затрачивается 10,17 мл . » по предмету Химия, а если ответа нет или никто не дал верного ответа, то воспользуйся поиском и попробуй найти ответ среди похожих вопросов.
Новые вопросы по химии
Что произойдёт с железом при взаимодействии с водой? 3 класс.
C8h18 формула глюкозы
1. Цинк растворили в концентрированной азотной кислоте. Полученный газ растворили в горячей воде. В ходе этого взаимодействия образовался бесцветный газ. Он легко окисляется кислородом воздуха до образования бурого газа.
Закончите формулы. H2+CuO= Na+HCl =
Что такое макроэлементы и ультромикроэлементы?
Главная » Химия » Вычислите эквивалентную концентрацию нитрата серебра AgNO3 в растворе, если на титрование 10,00 мл этого раствора затрачивается 10,17 мл 0,0509 н раствора хлорида натрия NaCl.
Источник: urokam.net
Вычисление молярной, моляльной, нормальнои концентрации растворов
Решение задач по химии на выражение концентрации раствора
Задание 141.
Вычислите молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалента 20%-ного раствора хлорида кальция плотностью 1,178 г/см 3 . Ответ: 2,1М; 4,2Н.
Решение:
а) Молярная (мольно-объемная) концентрация показывает число молей растворенного вещества, содержащегося в1 л раствора. Масса 1 л раствора составляет 1000 . 1,178 = 1178 г. Массу хлорида кальция в литре раствора находим из соотношения:
100 : 20 = 1178 : x ; x = (1178 . 20)/100 = 235,6 г.
Молярную концентрацию получим делением числа граммов Са Cl 2 в 1 л раствора на молярную массу Са Cl 2 (111,17 г/моль):
б) молярная концентрация эквивалента (или нормальность) показывает число эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора.
Так как эквивалентная масса Са Cl 2 = М/2 = 111,17/2 = 55,585 г/моль, то
C н = 235,6/ 55 , 585 = 4,2 н.
Ответ: 2,1М; 4,2 Н.
Задание 142.
Чему равна молярная концентрация эквивалента 30%-ного раствора N аОН плотностью 1,328 г/см 3 ? К 1 л этого раствора прибавили 5 л воды. Вычислите массовую (процентную) долю полученного раствора. Ответ: 9,96 н.; 6,3%.
Решение:
а) молярная концентрация эквивалента (или нормальность) показывает число эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора. Масса 1 л раствора составляет1328 г (1000 . 1,328 = 1328 ). Массу NaOH в литре раствора находим из соотношения:
100 : 30 = 1328 : x ; x = (1328 . 3 0)/100 = 398,4 г.
Так как эквивалентная масса NaOH = М/1 = 40/1 = 40 г/моль, то
C н = 398,4/40 = 9,96 н.
б) Массовая концентрация показывает число граммов (единиц массы) вещества, содержащееся в 100 г (единиц массы) раствора. Масса раствора составляет 1328 + 5000 = 6328 г. Массовую (процентную) долю полученного раствора находим из соотношения:
6328 : 398,4 = 100 : х; х = (398,4 . 100)/6328 = 6,3%.
Ответ: 9,96 н.; 6,3%.
m(B) – масса растворённого вещества; m(ра-ра) – масса раствора, которая составляет сумму масс растворителя и растворённого вещества [m(ра-ра) = m(ра-ля) + m(В); — массовая доля растворённого вещества в процентах.
Молярная концентрация раствора СМ = (417,1 . 1000)/(8000 . 63) = 0,83М, где 63 г/моль — молярная масса HNO3.
Ответ: 5,08%; 0,82 М.
Задание 144.
Вычислите молярную концентрацию эквивалента и моляльную концентрацию 20,8%-ного раствора HNO3 плотностью 1,12 г/см3. Сколько граммов кислоты содержится в 4 л этого раствора? Ответ: 3,70 н.; 4,17 М; 931,8 г.
Решение:
Масса 1 л раствора HNO3 составляет 1000 . 1 ,12 = 1120 г Массу кислоты в 1 л раствора находим из соотношения:
100 : 20,8 = 1120 : x; x = (1120 . 20,8)/100 = 232,96 г.
а) молярная концентрация эквивалента (или нормальность) показывает число эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора.
Так как эквивалентная масса HNO3 = М/1 = 63/1 = 63 г/моль, то
б) моляльная концентрация (или моляльность) показывает число молей растворенного вещества, содержащихся в 1000 г растворителя. Массу HNO3 в 1000 г растворителя находим из соотношения:
1000 : x = (1120 – 232,96) : 232/96; x = (1120 . 232,96)/ (1120 – 232,96) = 262,63 г.
Задание 145.
Вычислите молярную концентрацию эквивалента, молярную и моляльную концентрации 16%-ного раствора хлорида алюминия плотностью 1,149 г/см3. Ответ. 4,14 н.; 1,38 М; 1,43 М.
Решение:
а) молярная концентрация эквивалента (или нормальность) показывает число эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора. Масса 1 л раствора составляет 1000 . 1,149 = 1149 г. Массу хлорида алюминия в 1 л раствора находим из пропорции:
100 : 16 = 1149 : x; x = (1149 . 16)/100 = 183,84 г.
Так как эквивалентная масса AlCl3 = М/3 = 133,6/3 = 44,5 г/моль, то
б) Молярная (мольно-объемная) концентрация показывает число молей растворенного вещества, содержащегося в 1 л раствора.
Молярную концентрацию получим делением числа граммов AlCl3 в 1 л раствора на молярную массу AlCl3 (133,6 г/моль):
CM = 183,84/133,6 = 1,38 M.
в) моляльная концентрация (или моляльность) показывает число молей растворенного вещества, содержащихся в 1000 г растворителя. Массу AlCl3 в 1000 г растворителя находим из соотношения:
1000 : x = (1149 – 183,84) : 183,84; x = (1149 . 183,84)/ (1149 – 183,84) = 190,48 г.
Cm = 190,48/133,6 = 1,43 M.
Ответ. 4,13 н.; 1,38М; 1,43 М.
Задание 146.
Сколько и какого вещества останется в избытке, если к 75 см 3 0,3 н. раствора Н2SO4 прибавить 125 см 3 0,2 н. раствора КОН? Ответ: 0,14 г КОН.
Решение:
Уравнение реакции имеет вид:
Вещества реагируют друг с другом в эквивалентных количествах, т.е. по уравнению реакции 2 эквивалента H2SO4 реагируют с 2-мя эквивалентами КОН. Находим количество эквивалентов H2SO4 в растворе из пропорции:
1000 : 0,3 = 75 : x; x = (75 . 0,3)/1000 = 0,0225 н.
1000 : 0,2 = 125 : x; x = (125 . 0,2)/1000 = 0,025 н.
Из расчетов количества эквивалентов видно, что количество эквивалентов КОН больше, чем H2SO4
(0,025 > 0,0225), значит, КОН взят в избытке. Находим количество избытка КОН: 0,025 – 0,0225 = 0,0025 н. Тогда масса избытка КОН равна:
m(KOH) = (KOH) . M(KOH) = 0,0025 . 56,1 = 0,14 г.
Ответ: 0,14 г.
Задание 147.
Для осаждения в виде АgСI всего серебра, содержащегося в 100 см 3 раствора AgNO3, потребуется 50 см 3 0,2 н. раствора HCl. Какова молярная концентрация эквивалента раствора AgNO3? Какая масса АgСI выпала в осадок? Ответ: 0,1 н.; 1,433 г
Решение:
Уравнение реакции имеет вид:
AgNO3 + HCl = AgCl↓+ HNO3
Значит, объёмы реагирующих растворов обратно пропорциональны нормальности этих растворов. Исходя из этого, находим нормальность раствора AgNO3:
Количество AgCl равно количеству AgNO3 [n (AgCl) = n(AgNO3). Находим количество AgNO3 в 100 см 3 0,1Н его раствора из пропорции:
1000 : 01 = 100 : х; х = (100 . 0,1)/1000 = 0,01 Н или 0,01 М.
Отсюда находим массу AgCl:
m(AgCl) = n(AgCl) . M(AgCl) = 0,01 . 56,1 = 0,14 г.
m(KOH) = n(KOH) . M(KOH) = 0,0025 . 143,3 = 1,43 г.
Ответ: 0,1 н.; 1,433 г.
- Вы здесь:
- Главная
- Задачи
- Химия-Шиманович
- Карбонатная жесткость воды | Задачи 359- 360
Источник: buzani.ru