Определить степень окисления элемента образующего оксид.

Определяем степень окисления элемента, образующего оксид, помня, что степень окисления атома кислорода в оксидах равна -2, а молекула любого вещества электронейтральна (ее заряд равен 0).

Над символами атомов элементов в формуле вещества расставим степени окисления атомов элементов. Так как степень окисления атома железа не известна, то обозначим ее через Х, тогда:

   _{Х    - 2}

Fe₂O₃

 

Запишем сумму степеней окисления атомов всех элементов, приравняем ее к нулю (молекула любого вещества электронейтральна).

_{Х - 2}

Fe₂O₃

 

2 × Х + 3 × (- 2) = 0

Решим уравнение с одним неизвестным:

2Х - 6 = 0,

Х = + 6/2 = + 3.

По формуле оксида определить число атомов элемента образующего оксид и число атомов кислорода.

В молекуле Fe₂O₃ два атома железа и три атома кислорода. 

Определить молярную массу оксида:

М(Fe₂O₃) = 2А(Fe) + 3А(О) = 2 × 55, 85 + 3 × 16 = 111, 7 + 48 = 159, 7 г/моль.

4). Рассчитать М _экв (оксида):

                                                                  _{М(оксида)}

В формулу М_экв.(в-ва) =                                                                          или

                                      ^{Степень окисления элемента × Число атомов элемента}

                    _{М(оксида)}

М_экв.(в-ва) =                 

                     ^{В × С}

подставляем найденные в пунктах 1, 2, 3 значения:

                        _{159, 7}

М_экв.(Fe₂O₃) =              = 26, 61 г/моль.

                        ^{3 × 2}

Ответ: М_экв.(Fe₂O₃) = 26, 61 г/моль.

Эквивалентную массу оксида можно рассчитать и по эквивалентным массам элемента, образующего оксид и кислорода:

М_экв.(оксида) = М_экв.(Эл.) + М_экв.(О),

где Эл. – элемент, образующий оксид.

                    _{55, 85}

М_экв.(Fe) =              = 18, 61 г/моль;

                      ³

                     ₁₆

М_экв.(O) =              = 8 г/моль;

                     ²

М_экв.(Fe₂O₃) = М_экв.(Fe) + М_экв.(O) = 18, 61 + 8 = 26, 61 г/моль.

Ответ: М_экв.(Fe₂O₃) = 26, 61 г/моль.

Для других сложных веществ:

                    _М(в-ва)

М_экв.(в-ва) =            ,

                     ^Фn

где М(в-ва)  – молярная масса вещества;

  Ф_n – заряд функциональной группы;

  n – число функциональных групп в молекуле вещества, участвующих в химической реакции.

Функциональной группы кислот является ион водорода, оснований – гидроксид-ион, солей – катион металла.

Рассчитаем молярные массы эквивалентов H₃PO₄; Ba(OH)₂ и Cr₂(SO₄)₃

                                                           _{+                            –                                           3+}

при помощи участия ионов Н – кислот; ОН – основания и Cr – соли в реакциях

                                     _{+                        __                                          3+}

полного обмена ионов Н – кислот; ОН – основания и Cr:

                      _М(H₃PO₄)             ₉₈

М_экв.(H₃PO₄) =              =              = 32, 66 г/моль;

                         ^{Фn            3 × 1}

 

                          _М(Ва(ОН)₂)      _{171, 33}

М_экв.(Ва(ОН)₂) =              =             = 85, 66 г/моль;

                              ^{Фn            2 × 1}

                              _М(Cr₂(SО₄)₃)         ₃₉₂

М_экв.(Cr₂(SО₄)₃) =                  =             = 65, 33 г/моль;

                                  ^{Фn             3 × 2}

 

В любой химической реакции один эквивалент одного реагирующего вещества взаимодействует с одним эквивалентом другого вещества, образуя эквивалентные количества продуктов реакции.

В результате работ И.В. Рихтера (1792 – 1800 гг.) был открыт закон эквивалентов: массы взаимодействующих веществ прямо пропорциональны их химическим эквивалентам.

Для количественных расчетов используется закон эквивалентов: массы реагирующих и образующихся веществ относятся друг к другу, как их эквивалентные массы, т.е.все вещества реагируют друг с другом в эквивалентных количествах в соответствии с законом эквивалентов.

Математическое выражение закона эквивалентов имеет следующий вид:

m _{1     =} m _экв (1)          или            m _{1      =} m ₂  

                          m₂           m_экв(2)                            m_экв (1)     m_экв (2)

 

где m₁ и m₂ – массы реагирующих или образующихся веществ;

m_экв(1) и m_экв(2) – эквивалентные массы этих веществ.

 

Пример: Определите массу карбоната натрия Na₂CO₃, необходимую для полной нейтрализации 1, 96 кг серной кислоты H₂SO₄.

Решение: воспользуемся законом эквивалентов  m( Na₂ CO₃) ₌ m _экв ( Na₂ CO₃)

                                                                                m(H₂SO₄)         m_экв(H₂SO₄)

 

определяем эквивалентные массы веществ, исходя из их химических формул:

m_экв(Na₂CO₃) =  = 53 г/моль;

m_экв(H₂SO₄) =  = 49 г/моль, тогда

Х     ₌  53 г/моль,  отсюда     Х = 2, 12 кг.

1, 96 кг 49 г/моль

 

Например: в реакции HCl + KOH → KCl + H₂O один эквивалент HCl реагирует с одним эквивалентом KOH с образованием по одному эквиваленту KCl и H₂O. На основании молярной массы эквивалентов можно записать следующее выражение:

m ( HCl ) = Э( KCl ) _. .

^{m(KOH)        Э(H2O)}

Степень окисления

 

Понятие степень окисления введено для характеристики состояния атома в соединении. При определении этого понятия условно предполагают, что в соединении валентные электроны полностью перешли к более электроотрицательным атомам, а потому соединения состоят только из положительно и отрицательно заряженных ионов. В действительности же при образовании большинства соединений происходит не отдача электронов, а только смещение электронной пары в молекуле к более электроотрицательному атому или точнее, связующего электронного облака от одного атома к другому.

Степень окисления – это условный заряд, который приписывается атому, исходя их предположения, что соединение состоит только из ионов, и при этом электронейтрально.

Степень окисления определяется числом полностью смещенных электронов от одного элемента к другому в соединении. В простых веществах отсутствует какое – либо смещение электронов, поэтому степень окисления элементов в простых веществах считается равной нулю, например:  и т.д.

При определении степени окисления атомов в сложных соединениях,

Нужно помнить:

1) степень окисления водорода в соединениях со всеми элементами равна (+1), кроме солеобразующих гидридов щелочных и щелочноземельных металлов  и т.д., где степень окисления водорода равна (− 1);

 

2) степень окисления кислорода в большинстве соединений равна (− 2), за исключением соединения кислорода с фтором , в котором степень окисления кислорода (+ 2) – фторид кислорода; пероксидов  супероксидов  

 

3) степень окисления фтора во всех сложных соединениях равна (− 1);

 

4) высшая положительная степеньокисления элементов равна номеру группы периодической системы, в которой находится элемент, например: ; ; ;  и др. (кроме следующих элементов: Cu; Ag; Au; O; F; He; Ne; Ar; Fe; Co; Ni; Pd; Pt и некоторые другие).

 

5) низшая отрицательнаястепень окисления элементов характерна только для элементов главных подгрупп IV − VII групп и водорода . Низшая отрицательная степень окисления этих элементов рассчитывается по формуле:

⇐ Предыдущая1234

Поделиться: