Совет 1: Как вычислить эквивалентные массы оксида и металла

Эквивалент – такое количество химического элемента, которое либо связывает, либо замещает один моль атомов водорода. Соответственно, масса одного эквивалента называется эквивалентной массой (Мэ), и выражается в г/моль. Перед учащимися на химии часто ставят задачу определить эквивалентную массу того или иного вещества (соединения). Например, металла и образованного им оксида.
Инструкция
1
В первую очередь следует запомнить несколько простых правил. Если речь идет о металле, его эквивалентная масса рассчитывается по формуле: Мэ=М/В, где М – атомная масса металла, а В – его валентность. Рассмотрите это правило на конкретных примерах.
2
Кальций (Са). Его атомная масса 40,08. Округленно примите ее за 40. Валентность равна 2. Следовательно, Мэ(Са) = 40/2 = 20 г/моль. Алюминий (Al). Его атомная масса 26,98. (Округленно 27). Валентность равна 3. Таким образом, Мэ(Al) = 27/3 = 9 г/моль.
3
Перечисленные способы применимы, если речь идет о чистых металлах. А если они входят в состав какого-либо соединения, например, тех же оксидов? Тут надо запомнить другое правило: эквивалентная масса оксида вычисляется по формуле: Мэ + Мо, где Мо – эквивалентная масса кислорода. Она, соответственно, рассчитывается по уже рассмотренной формуле М/В, то есть 16/2 = 8.
4
Предположим, у вас есть основной оксид алюминия, Al2O3. Как посчитать его эквивалентную массу? Очень просто: 27/3 + 16/2 = 17 г/моль.
5
Есть ли другой способ определения эквивалентных масс металла и его оксида? Да, и весьма эффективный. Он основан на так называемом законе эквивалентов, согласно которому все вещества реагируют друг с другом в эквивалентных количествах. Например: металл массой 33,4 грамма вступил в реакцию окисления с кислородом воздуха. В результате получился оксид общей массой 43 грамма. Требуется определить эквивалентные массы самого металла и его оксида.
6
Сначала вычислите, сколько кислорода соединилось с металлом в ходе этой реакции: 43 – 33,4 = 9,6 грамм. Согласно закону эквивалентов, эта масса во столько же раз больше эквивалентной массы кислорода (которая, напомним, равна 8), во сколько раз эквивалентная масса металла меньше его первоначального количества. То есть 33,4/Мэ(ме) = 9,6/8. Следовательно, Мэ(ме) = 33,4*8/9,6 = 27,833 г/моль, или округленно 27,8 г/моль. Такова эквивалентная масса металла.
7
Эквивалентную же массу оксида найдите следующим действием: 27,8 + 8 = 35,8 г/моль.

Совет 2: Как найти эквивалентную массу

Химические элементы соединяются друг с другом в строго определенных количественных соотношениях. Именно поэтому появились такие понятия, как эквивалент и эквивалентная масса. («Эквивалент» в дословном переводе означает «равный», «равноценный»). Что такое эквивалент в химическом смысле этого слова? Как вычислить эквивалент и (или) эквивалентную массу?
Инструкция
1
Эквиваленты и эквивалентные массы обычно определяются либо по данным анализа соединений, либо на основании результатов замещения одного элемента другим. Нетрудно понять, что для определения эквивалента (или эквивалентной массы) элемента вовсе необязательно исходить из его соединения с водородом. Эквивалент (эквивалентную массу) можно точно так же вычислить по составу соединения данного элемента с любым другим, эквивалент (эквивалентная масса) которого известен.
2
Пример. При соединении 1,50 грамма натрия с избытком хлора образовалось 3,81 грамма хлорида натрия. Необходимо найти эквивалентную массу натрия и его эквивалент, если известно, что эквивалентная масса хлора равна 35,45 грамм/моль.Решение. Вычитайте из общей массы образовавшегося продукта исходную массу натрия.
Таким образом, 3, 81 – 1, 50 = 2, 31
3
То есть, в образовавшемся продукте (в вашем случае хлорид натрия) на 1,50 грамма натрия приходится 2,31 грамма хлора. Из этого следует, что зная эквивалентную массу хлора (35, 45 грамм/моль), вы легко найдете эквивалентную массу натрия по следующей формуле:
35, 45 х 1, 50 / 2, 31 Эквивалентная масса натрия получается равной 23,0 грамм/моль.
4
Молярная масса натрия также будет равна 23,0 грамм/моль. Из этого следует, что эквивалент натрия равен одному молю (поскольку молярная и эквивалентная массы натрия совпадают).
5
Понятие об эквивалентах и эквивалентных массах распространяется также и на сложные вещества. Эквивалентом сложного вещества называется такое его количество, которое взаимодействует без остатка с одним эквивалентом водорода.
Полезный совет
В настоящее время под эквивалентом элемента принято понимать такое его количество, которое соединяется с одним молем атомов водорода, или замещает такое же количество атомов водорода в химических реакциях. Масса одного эквивалента элемента называется его эквивалентной массой.
Источники:
  • эквивалентные массы элементов

Совет 3: Как вычислить эквивалентную массу

Эквивалентная масса - это масса такого количества химического элемента, которое вступает в соединение с одним молем атомов водорода, либо вытесняет такое же количество атомов водорода в реакциях замещения. Само название «эквивалент» в переводе с греческого означает «равноценный», «равный». Каким образом можно вычислить данный показатель?
Инструкция
1
Как правило, эквивалентную массу определяют, анализируя химические соединения различными методами, либо с помощью довольно несложных вычислений. В основе этих вычислений лежит следующее правило: эквивалентная масса определяется, исходя из состава соединения какого-либо элемента с любым другим, эквивалент которого определен. Водород – лишь частный случай этого общего правила.
2
Продемонстрируем, как это делается на конкретном примере. Предположим, поставлена такая задача: в ходе реакция одного грамма металлического калия с избытком брома получилось 3,04 грамма бромида калия. Необходимо определить эквивалентную массу калия и его эквивалент, исхода из того, что эквивалентная масса брома вам известна и равна 79,90 грамм/моль.
3
Для начала, надо вычесть из общей массы образовавшегося бромида калия исходную массу калия:

3,04 – 1,00 = 2,04
4
Вы видите, что в ходе химической реакции образовался продукт (бромид калия), в котором на один грамм калия приходится 2,04 грамма брома. Зная эквивалентную массу брома (79,90), путем решения элементарной пропорции, вы легко найдете эквивалентную массу калия:

79,90* 1,00 /2,04 = 39,16
То есть эквивалентная масса калия, полученная путем расчетов, равна 39,16 грамма /моль.
5
Ну, а каков эквивалент калия? Вы видите, что расчетная эквивалентная масса (39,16 грамма/моль) практически совпадает с его молярной массой (39,09 грамма/моль). Различие настолько незначительно, что вы с «чистой совестью» посчитаете их абсолютно равными. Поэтому эквивалент калия равен одному молю.
Видео по теме
Полезный совет
Понятие об эквивалентах и эквивалентных массах в полной мере применимо и к сложным веществам. Эквивалент сложного вещества – это такое его количество, которое без остатка взаимодействует с одним эквивалентом водорода.

Совет 4: Как вычислить массу эквивалента металла

Эквивалентом какого-либо химического элемента называется такое его количество, которое вступает во взаимодействие с одним молем атомов водорода. Взаимодействие может заключаться в соединении с водородом, либо его вытеснении (в реакциях замещения). Молярной массой эквивалента элемента называется, соответственно, масса одного моля эквивалента.
Инструкция
1
Чтобы понять, как вычислить массу эквивалента, рассмотрите пример. Щелочной металл литий вступил в соединение с водородом, образовав гидрид лития: LiH. Требуется найти массу эквивалента этого металла.
2
Атомная масса лития составляет 6,94 а.е.м. (атомных единиц массы), водорода – 1,008 а.е.м. Для упрощения расчетов, немного округлите эти величины и примите их за 7 и 1.
3
Итак, какова же массовая доля (массовый процент) обоих компонентов в этом веществе? 7/8 = 0,875 или 87,5% для лития, и 1/8 = 0,125 или 12, 5% для водорода. Согласно закону эквивалентов, открытому немецким химиком И.В. Рихтером в конце 18-го века, все вещества реагируют друг с другом в эквивалентном соотношении, следовательно, в вашем конкретном случае массовая доля водорода во столько же раз меньше массовой доли лития, во сколько раз эквивалентная масса лития больше эквивалентной массы водорода. Следовательно, вычислите: 0,875/0,125 = 7. Задача решена: эквивалентная масса лития в его гидриде равна 7г/моль.
4
Теперь рассмотрите такие условия. Предположим, какой-то металл (Ме) подвергся реакции окисления. Она протекла полностью, из 30 г металла в итоге получилось 56, 64 г его оксида. Какова же эквивалентная масса этого металла?
5
Вспомните, какова эквивалентная масса (МЭ) кислорода. Его молекула двухатомная, следовательно, МЭ = 8г/моль. Сколько кислорода содержится в образовавшемся оксиде? Вычитая из общей массы оксида первоначальную массу металла, получите: 56,64 – 30 = 26,64 г.
6
По тому же закону эквивалентов, эквивалентная масса металла определяется как произведение эквивалентной массы кислорода на величину дроби: масса металла/масса кислорода. То есть 8г/моль * 30/26,64. Произведя эти вычисления, вы получите ответ: 9,009 г/моль или округленно 9 г/моль. Вот такова эквивалентная масса этого металла.
Видео по теме
Полезный совет
Вы пользовались округленными величинами для ускорения расчетов. Если по условиям задачи требуется высокая точность, к округлениям прибегать нельзя.

Совет 5: Как вычислить эквивалент

Практически каждый в школьные или студенческие годы сталкивался с решением задач по химии, а некоторые продолжают заниматься ими и по сей день, работая в данной области или просто помогая ребенку по учебе. Разновидностями химических задач являются задачи с эквивалентами, вычисляя которые вы можете столкнуться с некоторыми трудностями.
Инструкция
1
Как известно, эквивалентом вещества или просто эквивалентом принято называть частицу (реальную или мнимую), которая должна быть эквивалентна электрону или катиону водорода в окислительно-восстановительных или ионообменных реакциях, соответственно, путем соединения с одним из атомов водорода, его замещения или высвобождения. Так, к примеру, в химической реакции HCl + NaOH = NaCl + H2O эквивалентом будет являться реальная частица — ион Na+, а в реакции 2HCl + Zn(OH)2 = ZnCl2 + 2H2O – условная частица Zn(OH)2.
2
Кроме того, в настоящее время под термином «эквивалент вещества» нередко подразумевают эквивалентное количество вещества или же количество эквивалентов вещества. Под всем этим понимают такое количество моль того или иного вещества, которое в рассматриваемой реакции эквивалентно одному моль катионов водорода.
3
Вычислить значение эквивалента в реакции, можно и не прибегая к его соединениям с атомами водорода. Это означает, что эквивалент вещества можно определить, зная состав соединения вещества с другим химическим элементом, у которого значение эквивалента уже заранее известно.
4
Эквиваленты сложных веществ можно узнать, исходя из закона эквивалентности, который был открыт немецким химиком И. В. Рихтером в 1792 году. Данный закон гласит, что все вещества, вступающие друг с другом в химическую реакцию, реагируют в эквивалентных отношениях. Данную формулировку можно выразить формулой следующего вида: m1Э2=m2Э1.
5
Таким образом, эквиваленты сложных веществ, согласно закону эквивалентов и вышеприведенной формуле, будут вычисляться так:Эквивалент Оксида = (Молярная Масса Оксида) / (Валентность Элемента*Число Атомов Элемента);Эквивалент Кислоты = (Молярная Масса Кислоты) / (Основность Кислоты);Эквивалент Основания = (Молярная Масса Основания) / (Кислотность Основания).

Совет 6: Как вычислить валентность

Валентность – важнейшее понятие химии. Физический смысл этого понятия стал ясен благодаря развитию учения о химической связи. Валентность атома определяется числом ковалентных связей, которыми он соединен с другими атомами.
Инструкция
1
Главную роль в образовании химических связей играют валентные электроны, которые наименее прочно связаны с ядром. Так называют неспаренные электроны, расположенные на внешней оболочке атома. Именно поэтому важно представлять себе электронную конфигурацию рассматриваемого элемента.
2
Электронные конфигурации благородных газов обладают наибольшей устойчивостью. По этой причине благородные газы при обычных условиях химически инертны, не вступают в реакции с другими элементами. Атомы других элементов стремятся приобрести такую же устойчивую оболочку при образовании связей.
3
Итак, валентность – это способность атома образовывать определенное число ковалентных связей с другими атомами. Она выражается небольшим целым числом. Число химических связей – мера валентности.
4
Чтобы определить валентность, надо понять, что из себя представляет внешняя электронная оболочка атома, сколько неспаренных электронов она имеет. В основном и возбужденном состоянии атома валентность может быть различной.
5
В большинстве случаев высшая валентность элемента равна номеру группы в таблице Менделеева, в которой этот элемент находится. Но у этого правила есть исключения. Например, ему не подчиняются элементы второго периода – азот, кислород и фтор.
6
Так, высшая валентность фосфора +5. Азот находится в той же группе, но он не может проявлять валентность, большую 4. Внешняя электронная оболочка азота содержит три неспаренных электрона, поэтому в соединениях с водородом азот трехвалентен: так образуется аммиак NH3. При этом между азотом и водородом может образовываться четвертая ковалентная связь, но уже по донорно-акцепторному механизму, а не по обменному. Так образуется ион аммония NH4+.
7
Атомы бериллия, бора и углерода имеют переменную валентность. Это связано с тем, что электроны могут распариваться в пределах одного энергетического уровня. Энергия, затраченная на распаривание электронов, с лихвой компенсируется энергией образования дополнительных связей.
8
Углерод C, если посмотреть на его электронную конфигурацию, двухвалентен. Но истинной валентностью углерода является +4. Один электрон с 2s-орбитали перескакивает на свободную 2p-ячейку, и теперь углерод способен образовывать не две, а четыре связи. Четырехвалентный углерод – основа органической химии.
Видео по теме
Источники:
  • «Начала химии», Н.Е. Кузьменко, В.В. Еремин, В.А. Попков, 2008
  • «Основы общей химии», Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман, 2009

Совет 7: Как вычислить массу одного моля водорода

Водород – легчайший газ, первый и простейший элемент таблицы Менделеева. Атом его наиболее распространенного изотопа протия состоит из единственного протона и единственного электрона. Водород – самое массовое вещество во Вселенной. Именно из него, главным образом, состоят звезды. Этот элемент находит широкое применение в разных отраслях промышленности. Часто возникает необходимость вычислить массу какого-то количества водорода.
Инструкция
1
Допустим, вам дана такая задача. Известно, что 44,8 кубических метров водорода весят 4 килограмма. Необходимо определить, какова масса одного моля водорода. Существует универсальное правило: один моль любого газа при условиях, близких к нормальным, занимает объем, равный 22,4 литрам. В одном кубическом метре 1000 литров. Следовательно, в 44,8 кубических метрах содержится 44800 литров. То есть 44800/22,4 = 2000 молей водорода. Их масса вам известна по условиям задачи – 4 килограмма, то есть 4000 грамм. Разделите 4000/2000 = 2 грамма. Такова масса одного моля водорода.
2
Можно ответить на вопрос с помощью таблицы Менделеева. Каждому элементу в ней отведено определенное место – ячейка, где содержится вся необходимая информация. В частности, молекулярная масса его наиболее распространенного изотопа, выраженная в атомных единицах массы. Посмотрите в таблицу. Молекулярная масса изотопа водорода протия составляет 1,008 а.е.м. Следовательно, молекулярная масса одной молекулы водорода (с учетом того, что она двухатомная) составит 2,016 а.е.м. Или округленно 2 а.е.м.
3
Есть еще одно универсальное правило: молярная масса любого элемента численно равна его молекулярной массе, только выражается в другой размерности: грамм/моль. Таким образом, молярная масса водорода равна 2,016 грамм. Округленно 2 грамма.
4
Можно определить массу моля водорода и с помощью уравнения Менделеева-Клапейрона. Оно выглядит следующим образом: PV = MRT/m. Р – давление газа, V – его объем, M – фактическая масса, R – универсальная газовая постоянная, Т – температура, а m – молярная масса. Видоизмените уравнение, получите: m = MRT/PV. Это уравнение справедливо для любого газа, находящегося при условиях, близких к нормальным. В том числе, разумеется, и для водорода.
5
Подставьте в формулу известные вам значения давления, объема, массы, температуры и газовой постоянной (равной 8,31). Вы получите искомую молярную массу водорода m.
Видео по теме
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500
к
Honor 6X Premium
новая премиальная версия
узнать больше