Дано:
- Масса металла (m) = 3,04 г
- Объем выделившегося водорода (V(H2)) = 2,8 л (н.у.)
Найти:
- Молярную массу эквивалента металла (M(экв)).
Решение:
1. Сначала найдем количество моль водорода, выделившегося при реакции. Используем уравнение состояния идеального газа:
PV = nRT, где P = 101325 Па, V - объем в м3, R = 8,314 Дж/(моль·К), T = 273,15 К.
Преобразуем объем из литров в кубические метры:
V(H2) = 2,8 л = 2,8 / 1000 = 0,0028 м3.
2. Подставим значения в формулу для расчета количества молей водорода:
n(H2) = PV / RT.
n(H2) = (101325 Па * 0,0028 м3) / (8,314 Дж/(моль·К) * 273,15 К).
n(H2) ≈ 0,125 моль.
3. В химических реакциях с кислотами металл обычно реагирует с образованием водорода. Для большинства металлов происходит следующая реакция:
M + 2HCl → MCl2 + H2.
При этом на 1 моль металла выделяется 1 моль водорода. Таким образом, количество моль металла равно количеству моль водорода:
n(металл) = n(H2) = 0,125 моль.
4. Теперь можем найти молярную массу металла:
M(металл) = m(металл) / n(металл).
M(металл) = 3,04 г / 0,125 моль = 24,32 г/моль.
5. Теперь определим молярную массу эквивалента металла. Так как в реакции металл отдает 2 электрона, эквивалентная масса будет равна:
M(экв) = M(металл) / валентность.
Если предполагаем, что валентность равна 2 (для многих металлов):
M(экв) = 24,32 г/моль / 2 = 12,16 г/моль.
Ответ:
Молярная масса эквивалента металла составляет 12,16 г/моль.