Вычисление количества вещества эквивалента, молярной массы эквивалента, молярной и относительной атомной массы

Задача 15. 
Избытком хлороводородной (соляной) кислоты подействовали на растворы: а) гидрокарбоната кальция; б) дихлорида гидроксоалюминия. Напишите уравнения реакций этих веществ с HCl и определите количество вещества эквивалентов и молярные массы эквивалента.
Решение:
а) Уравнение реакции:

2HCl + Ca(HCO₃)₂ = CaCl₂ + 2H₂O + 2CO₂↑

Молярная масса эквивалента кислоты равна её молярной массе делённой на основность (число атомов водорода, содержащихся в молекуле кислоты), значит, М_Э(HCl) = 1/1M(HC). Молярная масса эквивалента сложного вещества, как и молярная масса эквивалента элемента, может иметь различные значения и зависит от того, в какую реакцию обмена вступает это вещество. В данной реакции два эквивалента соляной кислоты реагирует с двумя эквивалентами гидрокарбоната калия. Следовательно, Э(Ca(HCO₃)₂) равно 2, а эквивалентная масса Ca(HCO₃)₂ в реакции (а) будет равна МЭ(Ca(HCO₃)₂)/2 = 162/2 = 81 г/моль.

б) Уравнение реакции:

HCl + AlOHCl₂ = AlCl₃ + H₂O

В данной реакции 1 моль HCl реагируют с 1 моль AlOHCl₂, значит, число веществ эквивалентов AlOHCl₂ равно 1. Так как AlOHCl₂ взаимодействует с одной молекулярной массой эквивалента  (молекулой) HCl в реакции (б), то её молярная масса эквивалента равна МЭ(AlOHCl₂)/1 = 114,886/1 = 114,886 г/моль.

Задание 16. 
При окислении 16,74 г двухвалентного металла образовалось 21,54 г оксида. Вычислите молярные массы эквивалента металла и его оксида. Чему равны молярная и относительная атомная массы металла?
Решение:
Учитывая, что М_Э(МеО) = М_Э(Ме) + М_Э(О), находим молярную массу эквивалента оксида металла, получим:

М_Э(МеО) = 27,9 + 8 = 35,9 г/моль. 

Молярная масса металла определяется из соотношения М_Э = А/В, где М_Э – молярная масса эквивалента металла; А – молярная масса металла; В – стехиометрическая валентность элемента;

А = М_Э ^.  В = 27,9  ^.  2 = 55,81 г/моль.

Так как относительная атомная масса в а. е. м. численно равна относительной молярной массе, выраженной в г/моль, то искомая масса металла равна 55,81  а. е. м.

Ответ: 27,9 г/моль; 35,9 г/моль; 55,8 1 /моль; 55,8 а.е.м.

Задание 17. 
При взаимодействии 3,24 г трехвалентного металла с кислотой выделяется 4,03 л водорода (н.у.). Вычислите молярную массу эквивалента, молярную и относительную атомную массы металла.
Решение:
Объём, занимаемый при данных условиях молярной массой эквивалента газообразного вещества, называется молярным объемом эквивалента этого вещества. Молярный объём любого газа при н. у. равен 22,4 л. Отсюда эквивалентный объём водорода V_Э(Н₂), молекула которого состоит из двух одновалентных атомов водорода, т.е. содержит два моля атомов водорода, равен 22,4/2 = 11,2 л [V_Э(Н₂) = V_M/2 =22,4/2 = 11,2].
Согласно закону эквивалентов массы (объёмы) реагирующих веществ m₁ и m₂ пропорциональны их молярным массам (объёмам):

m(Me)/M_Э(Me) = V(H₂)/V_Э(H₂)

V_Э(H₂) — эквивалентный объём водорода; V(H₂) — объём водорода. 

Тогда

Молярная масса металла определяется из соотношения МЭ = А/В, где МЭ – молярная масса эквивалента металла; А – молярная масса металла; В – стехиометрическая валентность элемента; А = МЭ ^. В = 9 ^. 3 = 27 г/моль.
Так как относительная атомная масса в а. е. м. численно равна относительной молярной массе, выраженной
в г/моль, то искомая масса металла равна 27  а. е. м.

Ответ: 9 г/моль; 27 г/моль;  27а. е. м.