Чтобы рассчитать молярную массу эквивалента металла, нам нужно воспользоваться данными о водороде, который был получен в результате реакции с кислотой. Давайте разберёмся шаг за шагом.
Дано:
- Масса металла (m) = 0,5 г
- Объем водорода (V) = 198 мл
- Температура (T) = 25 °C
- Давление (P) = 745 мм рт. ст.
Шаг 1: Переведем давление в атмосферное
1 атм = 760 мм рт. ст.
Чтобы перевести давление в атмосферное:
[
P = \frac{745 \text{ мм рт. ст.}}{760 \text{ мм рт. ст./атм}} \approx 0,9803 \text{ атм}
]
Шаг 2: Переведем объем водорода в литры
[
V = 198 \text{ мл} = 0,198 \text{ л}
]
Шаг 3: Используем уравнение состояния идеального газа
Идеальный газ подчиняется уравнению:
[
PV = nRT
]
где:
- (P) — давление в атмосферах (0,9803 атм)
- (V) — объем в литрах (0,198 л)
- (n) — количество вещества в молях
- (R) — универсальная газовая постоянная (0,0821 л·атм/(моль·К))
- (T) — температура в Кельвинах (T = 25 °C + 273,15 = 298,15 K)
Теперь мы можем выразить количество вещества (n):
[
n = \frac{PV}{RT}
]
Подставим значения:
[
n = \frac{(0,9803 \text{ атм}) \cdot (0,198 \text{ л})}{(0,0821 \text{ л·атм/(моль·К)}) \cdot (298,15 \text{ K})}
]
Произведем вычисления:
[
n = \frac{0,1943}{24,476}
]
[
n \approx 0,00794 \text{ моль}
]
Шаг 4: Рассчитаем количество эквивалентов водорода
Каждый моль водорода содержит 2 эквивалента (H₂), следовательно, количество эквивалентов:
[
n_{eq} = 2n \approx 2 \times 0,00794 \approx 0,01588 \text{ эквивалентов}
]
Шаг 5: Рассчитаем молярную массу эквивалента металла
Молярная масса эквивалента (M) определяется как:
[
M = \frac{m}{n_{eq}}
]
где:
- (m) — масса металла (0,5 г)
- (n_{eq}) — количество эквивалентов (0,01588)
Подставим значения:
[
M = \frac{0,5 \text{ г}}{0,01588 \text{ эквивалентов}} \approx 31,5 \text{ г/эквивалент}
]
Ответ
Молярная масса эквивалента металла составляет примерно 31,5 г/эквивалент.
