Дано:
m (в-ва) = 3,2 г
m (CO2) = 8,8 г
D(H2) = 8
Найти:
CxHyOz + O2 = xCO2 + 1\2yH2O
Находим количества веществ CO2 и определяем, сколько моль атомов С содержится:
ν(CO2) = m\M = 8,8 г/ 44 г\моль = 0,2 моль.
ν(C) = 0,2 моль..
Находим массу в исходном веществе.
m(C) = 0,2 • 12 = 2,4 г
Масса всего вещества 3,2 г.
m(Н) = 3,2 – 2,4 = 0,8 г ,
ν(Н) = m /M = 0,8 / 1 = 0,8 моль.
C : H = 0,2 : 0,8 = 1 : 8
Простейшая формула — С1Н4
Проверка решения:
М(C1H4) = 12∙1 + 1∙4 = 16 г/моль
Истинная молярная масса
М = Dпо Н2 • М(Н2) = 8 • 2 = 16 г/моль
Так как по задаче М(в-ва) = 16, то формула выведенная нами полностью соответствует составу.
ответ: Простейшая формула — С1Н4– метан
Следующие решения более краткие (без объяснения):
Дано:
m (в-ва) = 2,1 г
m (CO2) = 6,6 г
D(H2) = 42
Найти:
CxHyOz + O2 = xCO2 + 1\2yH2O
ν(CO2) = m\M = 6,6 г/ 44 г\моль = 0,15 моль; ν(C) = 0,15 моль..
m(C) = 0,15• 12 = 1,8 г
m(Н) = 2,1 – 1,8 = 0,3 г ,
ν(Н) = m /M = 0,3 / 1 = 0,3 моль.
C : H = 0,15 : 0,3 = 6 : 12
Простейшая формула — С6Н12
Проверка решения: М(C6H12) = 12∙6 + 1∙12 = 84 г/моль
М = Dпо Н2 • М(Н2) = 42 • 2 = 84 г/моль
формула выведенная нами полностью соответствует составу.
ответ: Простейшая формула — С6Н12– гексен или циклогексан
Дано:
m (в-ва) = 4,4 г
m (CO2) = 13,4 г
D(возд) = 1,52
Найти:
CxHyOz + O2 = xCO2 + 1\2yH2O
ν(CO2) = m\M = 13,4 г/ 44 г\моль = 0,3 моль; ν(C) = 0,3 моль..
m(C) = 0,3 • 12 = 3,6 г
m(Н) = 4,4 – 3,6 = 0,8 г ,
ν(Н) = m /M = 0,8 / 1 = 0,8 моль.
C : H = 0,3 : 0,8 = 3 : 8
Простейшая формула — С3Н8
Проверка решения: М(C6H12) = 12∙3 + 1∙8 = 44 г/моль
М = Dпо Н2 • М(Н2) = 1,52 • 29 = 44 г/моль
формула выведенная нами полностью соответствует составу.
ответ: Простейшая формула — С3Н8 – пропан
Для любого соединения общей является формула (1), но эквивалентное число z для каждого класса находится по-разному. Рассмотрим основные классы неорганических соединений в реакциях нейтрализации и обмена:
1.Кислоты имеют в своем составе активный водород замещаться в реакциях нейтрализации, следовательно, эквивалентное число z для кислоты равно числу катионов водорода в ее составе, или ее основности.
zкислоты= n(Н+) = основности. (4)
2.Основания имеют в своем составе гидроксогруппу ОН соединяться с одним ионом водорода:
ОН– + Н+ = Н2О.
Следовательно, эквивалентное число z для основания равно числу гидорксогрупп в его составе, или его кислотности.
zоснования= n(ОН–) = кислотности. (5)
3.Соли имеют в своем составе металл и кислотный остаток. Каждая соль может быть получена реакцией нейтрализации, в которой ион металла замещает ионы водорода. Следовательно, эквивалентное число z для соли равно произведению числа атомов металла в ее составе и степени окисления металла.
zсоли= n(Ме) · |С.О.(Ме)| (6)
4.Оксиды состоят из элемента и кислорода. Если предположить, что в реакциях обмена элемент замещается на водород, то эквивалентное число z для оксида равно произведению числа атомов элемента и валентности элемента, образующего оксид.
zоксида= n(элемента) *|C.O.(элемента)| (7)
Пример 2: Рассчитайте молярные массы эквивалента для соединений: Cu(OH)2, H2CO3, Al2(SO4)3, Fe2O3.
Решение: Молярная масса соединения равна:
М(Cu(OH)2) = 63.5 + (16 +1)2 = 97.5 г/моль.
Cu(OH)2 относится к классу оснований, в своем составе содержит две группы ОН–, эквивалентное число z(Cu(OH)2) = 2. Таким образом, химический эквивалент данного соединения – это условная частица, составляющая 1/2 часть реально существующей молекулы Cu(OH)2 , или 1/2 Cu(OH)2 .
Молярная масса эквивалента 1/2Cu(OH)2 :
M(1/2 Cu(OH)2 ) === 48.8 г/моль.
H2CO3 относится к классу кислот, в своем составе содержит два водорода, следовательно, эквивалентное число z(H2CO3) = 2.
Молярная масса соединения равна:
М(H2CO3) = 1×2 + 12 +16×3 = 62 г/моль.
Таким образом, молярная масса эквивалента H2CO3 составляет:
M(1/2 H2CO3) == = 31 г/моль.
Al2(SO4)3 относится к классу солей, в своем составе содержит два атома металла со степенью окисления +3. Эквивалентное число для соли находим по формуле (6):
z(Al2(SO4)3 )= n(Al) · |С.О.(Al)|= 2×3 = 6
Молярная масса соединения равна:
М(Al2(SO4)3) = 27×2 + (32 +16×4)×3 = 342 г/моль.
Теперь можно рассчитать молярную массу эквивалента данной соли:
M(1/6Al2(SO4)3) == = 57 г/моль.
Fe2O3 относится к классу оксидов, в своем составе содержит два атома железа со степенью окисления +3. Эквивалентное число для оксида находим по формуле (7):
z (Fe2O3) = n(Fe) *|C.O.(Fe)| =2×3 = 6
Молярная масса соединения равна:
М(Fe2O3) = 56×2 +16×3 = 160 г/моль.
Далее рассчитаем молярную массу эквивалента данного оксида:
M(1/6 Fe2O3) == = 26.7 г/моль.
ответ: 48.8 г/моль; 31 г/моль; 57 г/моль; 26.7 г/моль.