Oblicz wartościowość galu w jego soli
W reakcji 0,5g galu z kwasem otrzymano 265 cm3 wodoru w temperaturze 298K i pod ciśnieniem 1002 hPa. Oblicz wartościowość galu w powstałej soli. Masa atomowa galu wynosi 70u, a wartość stałej gazowej wynosi.
Odpowiedź eSzkola.pl
Rozwiązanie:
Zapisujemy ogólne równanie reakcji galu z kwasem:
gdzie przez x oznaczamy wartościowość galu, n – liczbę atomów wodoru, R – reszta kwasowa o wartościowości n (ponieważ ni wiemy jakim kwasem posłużono się, zapisujemy jego wzór ogólny), oraz a – największy wspólny dzielnik dla wartościowości manganu i reszty kwasowej.
Następnie dobieramy kolejno współczynniki stechiometryczne, przez co równanie przyjmuje postać jak wyżej.
Obliczamy masę wodoru, jaka powstała w wyniku reakcji ze wzoru Clapeyrona:
pV = nRT
n = pV/RT = 1002×0,265/83,14×298 = 0,011 mola H2
Masa 0,011 mola wodoru będzie wynosić:
m = n×M = 0,011×2 = 0,022 g H2
Układamy następującą proporcję, zgodnie ze stechiometrią reakcji ogólnej galu z kwasem: jeśli w reakcji 0,5g galu powstało 0,022g wodoru, to 70×n/a gramów galu daje x×n/2a×2 gramów wodoru:
Po skróceniu zmiennych n oraz a, równanie przyjmuje postać:
0,5x = 1,54
x ≈ 3
Zatem wartościowość galu wynosi 3, co jest zgodne z układem okresowym pierwiastków (gal znajduje się w 13 grupie).
Odpowiedź: Wartościowość galu w otrzymanej soli wynosi 3.