Вычислите эквивалентную массу элемента, его валентность и точную атомную массу. На окисление 0,3 г элемента требуется 668,4 мл кислорода при температуре 27 º
и давлении 700 мм рт. ст. Удельная теплоемкость элемента равна 1,985 Дж/(г*К)
Вычислите эквивалентную массу элемента, его валентность и точную атомну
массу.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи нам сначала нужно найти количество вещества элемента в реакции окисления.

Масса кислорода
m(O2) = (668,4 мл / 22,4 Л/моль) * 32 г/моль = 960 г

Так как кислород имеет валентность -2, то количество кислорода в реакции равно
n(O2) = m(O2) / 32 г/моль = 30 моль

Масса элемента
m = 0,3 г

Тепло, выделяющееся при окислении элемента равно работе, произведенной при расширении газа
Q = P∆V = P(V2 - V1) = 700 мм рт. ст. (30 моль 8,31 Дж/(мольК) (273,15 К + 27 ºС)) = 581640,3 Дж

Тепло, выделяющееся при окислении элемента равно изменению энтальпии реакции
Q = nCp∆
∆T = Q / (n Cp) = 581640,3 / (0.3 1.985 * (273.15 + 27)) = 0.425

Теплоемкость перехода
C = nRT = 0.3 8.31 * 300 = 747.3

Тогда
∆T = Q / C = 581640,3 / 747.3 = 778.07 K

Так как ∆T = Tk - T0, где T0 - начальная температура, а Tk - конечная, тогда начальная температура Tk
Tk = Tk - ∆T = 300 - 778.07 = 639.19 K

Для расчета эквивалентной массы элемента найдем число грамм-эквивалентов кислорода в реакции
n(кисл) = 30 моль

Тогда эквивалентная масса элемента равна
m(экв) = (m n(кисл)) / n = (0.3 30) / 0.3 = 30 г/моль

Валентность элемента равна абсолютному значению отношения его эквивалентной массы к атомной массе
n(вал) = 30 / 30 = 1

Точная атомная масса элемента равна
m(ат) = m(экв) n(ат) = 30 30 = 900 г/моль

Итак, эквивалентная масса элемента равна 30 г/моль, его валентность равна 1, а точная атомная масса равна 900 г/моль.