Сборник задач и упражнений по общей химии. Громов Ю.Ю - 24 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

3. Нормальная концентрация, или нормальность (С
Н
). Под нормальностью раствора понимают число эквивалентов
вещества, растворенного в 1 л раствора. Раствор, содержащий 1 моль эквивалентов в 1 л, называется нормальным.
Эквивалент – реальная или условная частица вещества, равноценная в данной реакции одному атому водорода, одному
электрону и т.п.
Например, в реакции
D
a
d
C
b
c
B
a
b
A
+↔+
условная частица
B
a
b
, равноценная одной частице А, является эквивалентом вещества В в данной реакции. Множитель
a
b
называют фактором эквивалентности вещества В.
Фактор эквивалентности f
экв
– число, обозначающее, какая доля условной частицы вещества реагирует (эквивалентна) с
одним ионом водорода в данной кислотно-основной реакции или с одним электроном в данной окислительно-
восстановительной реакции.
Различают эквивалент элемента в соединениях, окислительно-восстановительный эквивалент, объемный эквивалент, обменный
эквивалент.
Фактор эквивалентности элемента в бинарных водородсодержащих соединениях рассчитывают по определению:
HCl – фактор эквивалентности хлора равен 1, H
2
S – фактор эквивалентности серы равен 1/2; NH
3
– фактор
эквивалентности азота равен 1/3; CH
4
– фактор эквивалентности углерода равен 1/4.
Фактор эквивалентности элемента в подобного типа соединениях можно определить и по его валентности. Эквивалент
– величина обратная валентности (f
экв
= 1/В, где f
экв
– фактор эквивалентности элемента; В – его валентность). Так как
валентность – величина непостоянная для многих элементов, то и эквивалент – величина переменная.
Например, углерод и кислород образуют два соединения СО и СО
2
:
Формулы веществ ………………… СО СО
2
Отношение масс элементов ………12 : 16 = 6 : 8 12 : 32 = 3 : 8
Эквивалент углерода ……………… 1/2 1/4
Эквивалентным объемом называют объем, который занимает при данных условиях 1 эквивалент газообразного
вещества. Например, при нормальных условиях эквивалентный объем водорода равен 11,2 л, эквивалентный объем
кислорода равен 5,6 л. По этим величинам можно рассчитывать эквиваленты других веществ, которые взаимодействуют,
выделяя водород или кислород.
Обменным эквивалентом характеризуют вещество в кислотно-основных реакциях. Это реальная или условная частица
вещества, которая может присоединять, высвобождать или каким-то иным способом взаимодействовать с одним ионом
водорода (или другого одновалентного элемента).
Например:
−
в реакции H
3
PO
4
+ NaOH → NaH
2
PO
4
+ H
2
O одна молекула кислоты реагирует с одним гидроксид-ионом,
следовательно, эквивалент ортофосфорной кислоты в данной реакции равен 1 молекуле H
3
PO
4
и f
экв
(H
3
PO
4
) = 1;
−
в реакции H
3
PO
4
+ 2NaOH → Na
2
HPO
4
+ 2H
2
O условная частица (эквивалент), реагирующая с двумя ОН
–
-ионами
(равноценными двум
Н
+
) – это 1/2 молекулы H
3
PO
4
и f
экв
(H
3
PO
4
) = 1/2;
−
в реакции H
3
PO
4
+ 3NaOH → Na
3
PO
4
+ 3H
2
O эквивалент кислоты равен 1/3 молекулы H
3
PO
4
и f
экв
(H
3
PO
4
) = 1/3.
Таким образом, обменный эквивалент – величина непостоянная и определяется числом обмениваемых или замещаемых
атомов конкретного соединения.
Окислительно-восстановительный эквивалент – реальная или условная частица, которая может присоединить или
высвободить один электрон. Различают эквивалент окислителя и эквивалент восстановителя:
f
экв
(окислителя) = 1/число присоединенных электронов;
f
экв
(восстановителя) = 1/число отданных электронов.
Масса 1 моль эквивалента называется молярной массой эквивалента (М
э
). Она равна произведению фактора
эквивалентности f
экв
на молярную массу вещества: М
э
= f
экв
·М.
4.
Титр (Т). При количественном определении вещества методом титриметрического анализа часто пользуются
растворами определенной концентрации, которая может быть выражена в граммах, содержащихся в 1 мл этого раствора. Такую
концентрацию называют
титром и обозначают Т. Раствор, титр которого известен, называют титрованным. Титр раствора
можно рассчитать, если известны объем и масса растворенного вещества. Связь между титром и нормальной концентрацией
описывается уравнением:
С
н
= 1000Т/М
э
; Т = m/V.
5.
Моляльная концентрация, или моляльность (С
m
) – количество вещества (в моль), содержащееся в 1 кг
растворителя.
Примеры:
1. Найти молярную концентрацию 30 %-ной серной кислоты (плотность раствора 1,22 г/мл).
Решение:
1. Поскольку молярная концентрация и массовая доля растворенного вещества не зависят от
общей массы раствора, можно выбрать любое удобное количество раствора, например, 1 л. Масса
раствора m равна произведению объема раствора V на его плотность ρ:
m = Vρ = 1000 мл ·1,22 г/мл = 1220 г.
Дано:
ω (H
2
SO
4
) = 30 %
ρ = 1,22 г/мл
С(H
2
SO
4
) – ?

Страницы