Работа 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКВИВАЛЕНТНОЙ И АТОМНОЙ МАССЫ МЕТАЛЛА

m ( B ₁ ) _

m ( B ₂ )

^M эк

^M эк

( B ₁ )

( B ₂ )

Эквивалентом называется реальная или условная частица, которая соединяется с одним атомом или ионом водорода, либо замещает его. Реальные частицы – это атомы или молекулы, а условные – их части, например ¹/₂ атома кислорода, ¹/₃ молекулы Н₃РО₄ и т.д. (в действитель- ности таких частиц не бывает). Масса такой частицы (масса эквивален- та), выраженная в атомных единицах массы, называется эквивалентной массой, а масса одного моля (6,02·10²³) таких частиц (эквивалентов) на- зывается молярной массой эквивалента. Из этого следует, что эквива- лентная масса – относительная величина, при этом сравнение идет с во- дородом, эквивалент которого – его атом, а эквивалентная масса равна единице.

^М Эк

_ A_r

В
или

В  ^Ar ,

M

Эк

где В – валентность элемента. При этом эквивалентная масса определя- ется экспериментально, а атомная масса рассчитывается приблизитель- но по закону Дюлонга – Пти, который гласит: атомная теплоемкость (т.е. произведение удельной теплоемкости С и атомной массы А_r) про- стых веществ в твёрдом состоянии примерно одинакова и составляет в среднем около 26 Дж/(мольК), то есть C·А_r  26.

Разделив приблизительную атомную массу на эквивалентную мас- су, получают валентность элемента, которую округляют до ближайшего целого числа. После этого умножением эквивалентной массы на ва- лентность получают более точное значение атомной массы.

Пример 4. При взаимодействии 59,5 мг металла с серной кислотой выделилось 21,9 мл водорода (объем измерен при температуре 17 С и давлении750 мм рт. ст.). Удельная теплоемкость металла 0,39 Дж/(г·К). Вычислить атомную массу металла и определить, какой это металл.

Решение. 1) Переводим экспериментальные данные в систему СИ: V = 21,9 мл = 21,9·10^-6 м³

Р = 750 мм рт. ст. =

750 101325

760

 99991 ,8 _Па

m(H ₂ )  ² 

RT

8,31  290

 0,00182 _(г)

2. 
   По закону эквивалентов определяем эквивалентную массу ме- талла:
   

M (Me) 

m (Me)  M _ЭK ( H ₂ ) _ 0, 0595 1 _{ 32, 69 (г/моль)}

^ЭK m ( H ) 0, 00182

2

2. 
   По закону Дюлонга и Пти находим приблизительную атомную массу металла:
   


26

A <sub>r C

</sub> 26

0,39

 66,67

2. 
   Определяем приблизительное значение валентност
   

_{В } 66 ,67

32 ,69

 2,04

и округляем его до целого числа 2.

2. 
   Рассчитываем точную атомную массу:
   

А_r = М_эк(Ме)·В = 32,69·2 = 65,38

По периодической системе определяем металл – это цинк.