Стехиометрические законы химии. Пшестанчик В.Р - 28 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

28
высокая основность. Однако не следует отождествлять основность кислоты с
общим количеством атомов водорода в ее формуле, что нередко делают
школьники, игнорируя отмеченную оговорку. Дело в том , что в структурных
формулах кислородсодержащих кислот атомы водорода, способные заме-
щаться на металл, соединены с центральным атомом обязательно через атом
кислорода, а не непосредственно. В школе формулы неорганических кислот
обычно записывают в обобщенном «поэлементном» виде, где эта особен-
ность не ощущается . Формулы же органических кислот обычно записывают
в «полуструктурном» виде, выделяя углеводородный радикал и карбоксиль-
ную группу. Если формулу уксусной кислоты CH
3
COOH представить в «ва-
ловом» виде как H
4
C
2
O
2
, то ее одноосновность вовсе не является очевидной .
С другой стороны , в школе обычно рассматриваются лишь такие неоргани-
ческие кислоты, в формулах которых действительно все атомы водорода
способны замещаться на металл. Это также способствует «потере бдитель-
ности» в определении основности. Но в качестве хотя бы одного контрпри-
мера приведем формулу так называемой фосфорноватистой кислоты H
3
PO
2
.
Здесь присутствуют три атома водорода и, забыв про подчеркнутую оговор -
ку, можно сделать вывод, что эта кислота трехосновная . Но, как показывает
ее структурная формула, здесь лишь один атом из трех соединен с атомом
фосфора через кислород, а два других – непосредственно. Они на металл за-
мещаться неспособны , а следовательно, эта кислота – лишь одноосновная :
H
H
P
OO
H
С использованием понятия основности кислоты ее эквивалентная масса
рассчитывается очень просто. Так , 1 моль серной кислоты H
2
SO
4
содержит 2
моля атомов Н , способных замещаться на металл, и характеризуется моляр -
ной массой 98 г/моль. Следовательно, 1 моль атомов водорода, который и
определяет эквивалент кислоты , содержится в 1/2 моля H
2
SO
4
, а значит, эк -
вивалентная масса серной кислоты составляет половину ее мольной массы :
m
Э
(H
2
SO
4
)=49 г/моль.
Нетрудно догадаться , что для всех одноосновных кислот эквивалент
равен молю , а эквивалентная масса равна мольной массе; для двухосновных
кислот эквивалент равен 1/2 моля , а эквивалентная масса составляет поло-
вину мольной массы ; для трехосновных кислот эквивалент равен 1/3 моля, а
эквивалентная масса равна трети мольной массы , или, что то же самое – 1
моль трехосновной кислоты содержит три ее эквивалента, и т.д.
Можно заметить, что эквивалентную массу кислоты можно рассчитать
по той же формуле (4)
B
M
m
r
Э
=
, (4-а)
где M
r
– молекулярная масса кислоты , а под В понимается валентность ки-
слотного остатка, или (что то же самое) количество атомов водорода, спо-
собных замещаться на металл, т.е. основность кислоты . 
                                        28

высок ая основность. О днак онеследуетотож дествлятьосновностьк ислоты с
о б щим к оличеством атом ов водор ода в ее ф ор м уле, что нер едк о делаю т
ш к ольник и, игнор ир уя отм еченную оговор к у. Д елов том , чтов стр ук тур ных
ф ор м улах кис ло ро д с о д е рж ащ их к ислот атом ы водор ода, сп особные зам е-
щ аться нам еталл, соединены сцентр альным атом ом обяз ательно чер ез атом
к ислор ода, аненеп оср едственно. В ш к олеф ор м улы неор ганическ их к ислот
обычно зап исываю т в обобщ енном «п оэлем ентном » виде, где эта особен-
ность не ощ ущ ается. Ф ор м улы ж еор ганическ их к ислотобычно зап исываю т
в «п олустр ук тур ном » виде, выделяя углеводор одный р адик ал ик ар бок силь-
ную гр уп п у. Е слиф ор м улу ук сусной к ислоты CH3 COOH п р едставить в «ва-
ловом » видек ак H4C2O2 , тоееодноосновностьвовсенеявляется очевидной.
С др угой стор оны, в ш к олеобычно р ассм атр иваю тся лиш ь так ие неор гани-
ческ ие к ислоты, в ф ор м улах к отор ых действительно вс е атом ы водор ода
сп особны зам ещ аться на м еталл. Э то так ж е сп особствует «п отер е бдитель-
ности» в оп р еделенииосновности. Н о в к ачествехотя бы одногок онтр п р и-
м ер ап р иведем ф ор м улу так наз ываем ой ф осф ор новатистой к ислоты H3PO2.
Здесь п р исутствую т тр иатом аводор одаи, з абыв п р оп одчер к нутую оговор -
к у, м ож но сделатьвывод, что этак ислотатр ехосновная. Н о, к ак п ок азывает
ее стр ук тур ная ф ор м ула, з десь лиш ь один атом из тр ех соединен с атом ом
ф осф ор ачер ез к ислор од, адвадр угих – неп оср едственно. О нинам еталл за-
м ещ аться несп особны, аследовательно, этак ислота– лиш ьодноосновная:
                                     H O           O
                                               P
                                          H        H
       С исп ольз ованием п онятия основностик ислоты ееэк вивалентная м асса
р ассчитывается оченьп р осто. Т ак , 1 м ольсер ной к ислоты H2SO4 содер ж ит2
м оля атом ов Н , сп особных зам ещ аться на м еталл, ихар ак тер изуется м оляр -
ной м ассой 98 г/м оль. Следовательно, 1 м оль атом ов водор ода, к отор ый и
оп р еделяет эк вивалент к ислоты, содер ж ится в 1/2 м оля H2 SO4, азначит, эк-
вивале нт ная м ас с а сер ной к ислоты составляетп оловину еем ольной м ассы:
mЭ (H2SO4)=49 г/м оль.
       Н етр удно догадаться, что для всех одноосновных к ислот эк вивалент
р авен м олю , аэк вивалентная м ассар авнам ольной м ассе; для двухосновных
к ислот эк вивалент р авен 1/2 м оля, а эк вивалентная м асса составляет п оло-
вину м ольной м ассы; для тр ехосновных к ислотэк вивалентр авен 1/3 м оля, а
эк вивалентная м асса р авна тр ети м ольной м ассы, или, что то ж е сам ое – 1
м ольтр ехосновной к ислоты содер ж иттр иееэк вивалента, ит.д.
       М ож но зам етить, что эк вивалентную м ассу к ислоты м ож но р ассчитать
п отой ж еф ор м уле(4)
                                               M
                                          mЭ = r ,                             (4-а)
                                                B
где Mr – м олек уляр ная м ассак ислоты, а п од В п оним ается валентность к и-
слотного остатк а, или (что то ж е сам ое) к оличество атом ов водор ода, сп о-
собных зам ещ аться нам еталл, т.е. основностьк ислоты.

Страницы