Рассчитать массовое содержание водорода (% масс.) в составе метан-водородной смеси содержащей 95 % об водорода

Валентность (от лат. valens — имеющий силу атомов химических элементов образовывать определённое число химических связей с атомами других элементов. В соединениях, образованных при ионных связей, валентность атомов определяется числом присоединённых или отданных электронов. В соединениях с ковалентными связями валентность атомов определяется числом образовавшихся обобществленных электронных пар.

Валентности некоторых химических элементов:

Постоянная валентность
H, F, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Ag — I.
Be, Mg, Ca, Ba, Zn, Ra, Cd, Sr, О — II.
Al, B — III.
Si — IV.

Переменная валентность:
Cu, Hg — I и II.
Fe, Co, Ni — II и III.
C, Sn, Pb — II и IV.
P — III и V.
Cr — II, III и VI.
S — II, IV и VI.
Mn — II, III, IV, VI и VII.
N — 2, 3, 4, 5.
Cl — 1, 4, 6, 7.

Степень окисления — вс условная величина для записи процессов окисления, восстановления и окислительно-восстановительных реакций, численная величина электрического заряда, приписываемого атому в молекуле в предположении, что электронные пары, осуществляющие связь, полностью смещены в сторону более электроотрицательных атомов .

Объяснение:

Дано:

m(Me) = 8 гр

m(Mg) = 3 гр

Найти:

M(экв.)Ме - ?

Запишем уравнений реакций:

1) Me + H₂SO₄ (конц.)→ MeSO₄ + H₂O + Г↑

2) Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂↑

Пусть:

Me - это неизвестный металл

Г - неизвестный газ

По закону эквивалентов:

n(экв.)Mg = n(экв.)Н₂;

n(экв.) газа = n(экв.)Ме

(не пишу формулу газа, образовавшегося при взаимодействии 2-валентного металла с серной кислотой, так как в условии не указана активность металла, а в зависимости от этого газообразные продукты реакции будут различны: если металл активный - то H₂S, если малоактивный - то SO₂, если в средней активности - то S).

Так как , по условию, объёмы выделившихся газов равны, то равны и их эквивалентные количества:

n(экв.)газа = n(экв.)H₂,

поэтому:

n(экв.)Me = n(экв.)Mg

Так как:  

m = M(экв.)×n(экв.), то m(Mg)/M(экв.)Mg = m(Me)/M(экв.)Ме

Отсюда:

М(экв.)Ме = m(Me)×M(экв.)Mg/m(Mg) = 8 гр × 12 гр/моль / 3 гр = 32 гр/моль

(эквивалентная масса металла в обменной реакции равна частному от деления его молярной массы на валентность - поэтому M(экв.)Mg = 24 гр/моль / 2 = 12 гр/моль)

Следовательно, молярная масса 2-валентного металла, реагирующего с концентрированной серной кислотой, равна его эквивалентной массе, умноженной на валентность:

M(Me) = М(экв.)Ме×2 = 32 гр/моль×2 = 64 гр/моль - по таблице Менделеева находим, что это медь (Cu), а медь малоактивный, то получается в уравнений выпадет сернистый газ SO₂:

Cu + H₂SO₄(конц.) → СuSO₄ + H₂O + SO₂↑

ответ: M(экв.)Ме = 32 г/моль