Металл массой 0,5 г вытеснил из раствора кислоты 198 мл водоро-да, обранного и измеренного над водой при 25°С и 745 мм рт.ст., рассчитайте массу эквивалентов.

Чтобы решить задачу, давайте воспользуемся известными физико-химическими принципами и формулами.

Шаг 1: Находим количество вещества водорода

Для начала нам нужно рассчитать количество вещества (н) водорода, вытесненного металлом.

Используем закон Бойля-Мариотта и уравнение состояния идеального газа: \[ PV = nRT \]

где:

• \( P \) — давление (мм рт. ст.)
• \( V \) — объем (литры)
• \( n \) — количество вещества (моль)
• \( R \) — универсальная газовая постоянная (\( R = 0,0821 \, \text{л} \cdot \text{атм} / \text{моль} \cdot \text{К} \) или \( R = 8,31 \, \text{Дж} / \text{моль} \cdot \text{К} \))
• \( T \) — температура (К)

Преобразование единиц

Давление в атмосферах: \[ P = \frac{745 \, \text{мм рт. ст.}}{760 \, \text{мм рт. ст.}} \approx 0,9803 \, \text{атм} \]

Объем в литрах: \[ V = 198 \, \text{мл} = 0,198 \, \text{л} \]

Температура в Кельвинах: \[ T = 25 \,°C + 273,15 = 298,15 \, \text{К} \]

Теперь можем подставить эти значения в уравнение состояния идеального газа: \[ n = \frac{PV}{RT} = \frac{0,9803 \cdot 0,198}{0,0821 \cdot 298,15} \]

Теперь проведем расчет: \[ n \approx \frac{0,1941}{24,5763} \approx 0,0079 \, \text{моль} \]

Шаг 2: Рассчитываем массу эквивалентов

Теперь, когда мы знаем количество водорода, используем его для нахождения массы эквивалентов металла. Из уравнения реакции, когда металл реагирует с кислотой, можно сказать, что: \[ \text{Металл} + 2 \text{HCl} \rightarrow \text{Соль} + \text{H}_2 \]

Согласно уравнению, 1 моль металла выделяет 1 моль водорода. Таким образом, массу эквивалентов металла можно найти по следующей формуле: \[ m_{eq} = \frac{M}{n} \] где:

• \( M \) — молярная масса (г/моль) металла,
• \( n \) — количество водорода (моль).

Масса металла, которая вытеснила водород, равна 0,5 г. Для расчета массы эквивалента используем следующую формулу: \[ m_{eq} = \frac{m_{\text{металла}}}{n} \] Подставляя значения: \[ m_{eq} = \frac{0,5}{0,0079} \approx 63,29 \, \text{г} \]

Ответ

Таким образом, масса эквивалентов металла составляет примерно 63,29 г.

Понимание этой задачи основано на применении законов газов, а также уравнений химических реакций и отношения массы и количества вещества, что является ключевым в химии.