Стехиометрические законы химии. Пшестанчик В.Р - 34 стр.

UptoLike

Рубрика: 

34
основной фосфорной кислоты содержит 3 эквивалента . Значит, с гидрокси-
дом бария взаимодействуют 6 эквивалентов H
3
PO
4
, что и следует из закона
эквивалентов. При этом , очевидно, образуются 6 эквивалентов фосфата ба-
рия (1 моль) и 6 эквивалентов воды (в реакциях нейтрализации эквивалент-
ная масса воды совпадает с ее мольной массой , т.к . мольную массу в реакци-
ях обмена при расчете надо делить или на количество групп ОН, или на ко-
личество атомов Н , способных замещаться на металл: Н
_
OH):
3 Ba(OH)
2
+ 2 H
3
PO
4
= Ba
3
(PO
4
)
2
+ 6 H
2
O
6 экв. 6 экв. 6 экв. 6 экв.
Таким образом , если мольные соотношения компонентов могут быть
различными, то количества эквивалентов всех участников реакции непре-
менно должны быть одинаковыми. В этом и состоит смысл понятия «экви-
валент» и закона эквивалентов.
Понятие эквивалента можно распространить и на окислительно-
восстановительные взаимодействия . Но в этом пособии данный вопрос не
рассматривается .
4. Закон кратных отношений
Этот закон был сформулирован английским химиком и физиком Джо-
ном Дальтоном (J. Dalton, 1766-1844) также в начале XIX века в 1804 году.
Он позволил связать экспериментально определяемые «соединительные ве-
са» , или эквивалентные массы с теоретическими представлениями об атом -
ном строении индивидуальных веществ.
Формулировка этого закона достаточно «тяжеловесна» , поэтому мы
сначала ее приведем , а затем поясним на конкретном примере.
Если два элемента образуют между собой несколько соединений,
то массы одного элемента, приходящиеся на одну и ту же массу друго-
го, относятся между собой как небольшие целые числа.
Это закон обычно иллюстрируют на примере оксидов азота, которых
известно пять. Мы вновь на время «забудем» о символах элементов , атом -
ных массах , современной номенклатуре соединений . В таблице представле-
ны старые названия оксидов и процентное содержание элементов в них , ко-
торое в те времена уже могли определять достаточно точно.
Содержание, %
Название оксида
Азот
Кисло-
род
Приходится кисло-
рода на 1 м .ч. азота
Отношение
масс кисло-
рода
Закись азота 63,64 36,36 0,57 1
Окись азота 46,67 53,35 1,14 2
Азотистый ангидрид 36,84 63,13 1,71 3
Двуокись азота 30,43 69,57 2,28 4
Азотный ангидрид 25,93 74,07 2,85 5
На основании количественных данных по содержанию элементов в ок -
сидах трудно сделать какие- либо обобщающие выводы. Видно, что содер -
жание азота в оксидах уменьшается , содержание кислорода возрастает, что
происходит скачкообразное изменение состава от одного оксида к другому
и, пожалуй , все.
                                          34

основной ф осф ор ной к ислоты содер ж ит 3 эк вивалента. Значит, сгидр ок си-
дом бар ия вз аим одействую т 6 эк вивалентов H3PO4, что иследует из з ак она
эк вивалентов. П р и этом , очевидно, обр азую тся 6 эк вивалентов ф осф атаба-
р ия (1 м оль) и6 эк вивалентов воды (в р еак циях нейтр ализ ацииэк вивалент-
ная м ассаводы совп адаетсеем ольной м ассой, т.к . м ольную м ассу в р еак ци-
ях обм енап р ир асчете надо делитьилинак оличествогр уп п О Н , илинак о-
личествоатом ов Н , сп особных з ам ещ аться нам еталл: Н _ OH):
                            3 Ba(OH)2 + 2 H3 PO4 = Ba3 (PO4) 2 + 6 H2O
                            6 эк в.        6 эк в.       6 эк в.    6 эк в.
       Т ак им обр азом , если м ольные соотнош ения к ом п онентов м огут быть
р азличным и, то к оличества эк вивалентов всех участник ов р еак ции неп р е-
м енно долж ны быть одинак овым и. В этом исостоит см ысл п онятия «эк ви-
валент» изак онаэк вивалентов.
       П онятие эк вивалента м ож но р асп р остр анить и на ок ислительно-
восстановительные взаим одействия. Н о в этом п особии данный воп р ос не
р ассм атр ивается.
                               4. Закон кратн ы хотн ошен ий
       Э тот зак он был сф ор м улир ован английск им хим ик ом и ф из ик ом Д ж о-
ном Д альтоном (J. Dalton, 1766-1844) так ж ев началеXIX век а–в 1804 году.
О н п озволил связать эк сп ер им ентально оп р еделяем ые«соединительные ве-
са» , или эк вивалентные м ассы стеор етическ им ип р едставлениям иоб атом -
ном стр оениииндивидуальных вещ еств.
       Ф ор м улир овк а этого з ак она достаточно «тяж еловесна» , п оэтом у м ы
сначалаееп р иведем , аз атем п оясним нак онк р етном п р им ер е.
       Е сли дваэлемен таобразую т меж ду собой н есколько соедин ен ий,
то массы одн ог о элемен та, приходящиеся н аодн у и ту ж емассу друг о-
г о, отн осятся меж ду собой как н ебольшиецелы ечисла.
       Э то з ак он обычно иллю стр ир ую т на п р им ер е ок сидов азота, к отор ых
из вестно п ять. М ы вновь на вр ем я «з абудем » о сим волах элем ентов, атом -
ных м ассах, совр ем енной ном енк латур есоединений. В таблицеп р едставле-
ны стар ыеназвания ок сидов ип р оцентноесодер ж аниеэлем ентов в них, к о-
тор оев тевр ем енауж ем оглиоп р еделятьдостаточноточно.
                            Содер ж ание, %                                О тнош ение
                                                  П р иходится к исло-
    Н азваниеок сида                  К исло-                               м асск исло-
                             А зот                р одана1 м .ч. аз ота
                                        р од                                    р ода
       Зак исьазота          63,64     36,36              0,57                    1
        О к исьазота         46,67     53,35              1,14                    2
 А зотистый ангидр ид 36,84            63,13              1,71                    3
     Д вуок исьазота         30,43     69,57              2,28                    4
  А зотный ангидр ид         25,93     74,07              2,85                    5
       Н аоснованиик оличественных данных п о содер ж анию элем ентов в ок -
сидах тр удно сделать к ак ие-либо обобщ аю щ ие выводы. В идно, что содер -
ж ание аз ота в ок сидах ум еньш ается, содер ж ание к ислор ода воз р астает, что
п р оисходитск ачк ообр азноеиз м енениесоставаотодногоок сидак др угом у –
и, п ож алуй, все.