Вычислите эквивалент и эквивалентную массу H₃PO₄ в реакциях образования:

а) гидрофосфата; б) дигидрофосфата; в) ортофосфата

Решение:

а) H₃PO₄ +  2 КОН =   К₂Н PO₄ + 2 Н₂О

В данной реакции 1 моль кислоты отдает 2 моль водорода, следовательно, фактор эквивалентности ½ , эквивалент равен 2, а молярная масса эквивалента равна:

½ * 98 = 49 г/ моль

б) H₃PO₄ +   КОН =   КН₂ PO₄ +  Н₂О

В данной реакции 1 моль кислоты отдает 1 моль водорода, следовательно, фактор эквивалентности 1 , эквивалент равен 1, а молярная масса эквивалента равна:

1 * 98 = 98 г/ моль

в) H₃PO₄ +   3КОН =   К₃ PO₄ +  3Н₂О

В данной реакции 1 моль кислоты отдает 3 моль водорода, следовательно, фактор эквивалентности 1/3  , эквивалент равен 3, а молярная масса эквивалента равна:

1/3  * 98 = 32,66 г/ моль

Задача 26

Изотоп никеля -57 образуется при бомбардировке α-частицами ядер атомов железа – 54. Составьте уравнения реакции и напишите его в сокращенной форме.

Суммы массовых чисел (цифры, стоящие у символа элемента внизу слева) и алгебраические суммы зарядов должны быть равны. Данная ядерная реакция:

                                               ²⁶₅₆ Fe+ ⁴ ₂He  = ²⁸₅₇Ni + ² ₁D

или в сокращенной форме:

²⁶Fe (α, n) ²⁸Ni

Задача 55

Какую низшую и высшую степени окисления проявляют кремний, мышьяк, селен и фтор? Почему? Составьте формулы соединений данных элементов, отвечающих этим степеням окисления.

Решение:

Кремний (Si) находится в IV А группе Периодической системы, порядковый номер элемента – 14, атомный вес – 28. Атом кремния имеет три слоя электронов: в первом – 2 электрона, во втором – 8 и в третьем, наружном, слое – 4 электрона. Из положения в Периодической системе и строения атома следует, что кремний занимает промежуточное положение  между элементами, атомы которых относительно легко отдают электроны, и  элементами, атомы которых присоединяют электроны. Поэтому можно ожидать, что атом кремния не будет полностью отдавать или принимать валентные электроны при химических реакциях, а будет образовывать ковалентные связи с другими атомами. Это предположение подтверждается фактами: четыре валентных электрона атома кремния обычно образуют четыре пары общих электронов с другими атомами (четыре ковалентные связи)[1]. Поэтому в огромном большинстве соединений кремний четырехвалентен[2]. Степени окисления, проявляемые кремнием: +4, (+2), (-4).  Состав высших окcида кремния отвечает формуле RO₂ (SiO₂ – высшая степень окисления кремния: +4), а водородного соединения – RН₄ (SiH₄ – низшая степень окисления кремния: -4).

Мышьяк (As) является элементом VA группы Периодической системы, порядковый номер элемента – 33, атомный вес – 74,9. Мышьяк является р-элементом, имеет в наружном слое 5 электронов. Мышьяк проявляет в соединениях степени окисления: +5, +3, -3. Оксид мышьяка отвечает формуле R₂O₃ (As₂O₃ – степень окисления мышьяка: +3), высший оксид мышьяка отвечает формуле R₂O₅ (As₂O₅ – высшая степень окисления элемента: +5), водородное соединение мышьяка отвечает формуле RH₃ (AsH₃ – низшая степень окисления элемента: -3).

Селен (Se) является элементом VI группы Периодической системы, порядковый номер элемента – 34, атомный вес – 78,9. Селен имеет на внешнем уровне шесть электронов (s²p⁴), но у него есть незаполненный d-уровень, поэтому он может иметь до шести неспаренных электронов и в соединениях проявлять степень окисления — 2, +4 и +6.

Оксид селена отвечает формуле RO₂ (SeO₂ – степень окисления селена: +4, при растворении данного оксида в воде образуется селенистая кислота H₂SeO₃, а при окислении последней образуется селеновая кислота  H₂SeO₄, степень окисления селена: +6), водородное соединение селена отвечает формуле RH₂ (H₂Se – низшая степень окисления элемента: -3).

Фтор является элементом VII А группы Периодической системы. Как и все галогены, имеет структуру внешней электронной оболочки s²p⁵. Поэтому он легко принимает электрон, образуя устойчивую благородногазовую электронную оболочку (s²р⁶). Галогены — очень активные элементы. Они могут отнимать, электроны не только у атомов, которые их легко отдают, но и у ионов и даже вытеснять другие галогены, менее активные, из их соединений. Так,  фтор вытесняет хлор из хлоридов, хлор - бром из бромидов, а бром — йод из иодидов.

         Из всех галогенов только фтор, находящийся во II периоде, не имеет незаполненного d-уровня. По этой причине он не может иметь больше одного неспаренного электрона и проявляет валентность только -1. водородное соединение фтора отвечает формуле HR (HF – степень окисления фтора: -1), кислородное соединение фтора отвечает формуле OR₂ (OF₂ – фтористый кислород, степень окисления фтора: -1).