ГлавнаяРазноеЭквивалентная масса это в химии

Эквиваленты и эквивалентные массы. Эквивалентная масса это в химии


Эквиваленты и эквивалентные массы

 

Количественный подход к изучению химических явлений и установление закона постоянства состава показали, что вещества вступают во взаимодействие в определенных соотношениях масс, что привело к введению такого важного понятия, как «эквивалент», и установлению закона эквивалентов:массы взаимодействующих без остатка веществ соотносятся как их эквивалентные массы. Математическое выражение закона эквивалентов:

 

,

где Мэк,1 и Мэк,2- эквивалентные массы.

Эквивалент - это частица или часть частицы, которая соединяется (взаимодействует) с одним атомом или ионом водорода.

Из этого определения видно, что понятие «эквивалент» относится к конкретной химической реакции; если его относят к атому в химическом соединении, то имеют в виду реакцию образования этого соединения из соответствующего простого вещества и называют эквивалентом элемента в соединении.

В одном атоме, одной молекуле или формульной единице вещества (В) может содержаться Z эквивалентов этого вещества. Число Z называют эквивалентным числом (или показателем эквивалентности). Обратная величина этого числа называется фактором эквивалентности. Фактор эквивалентности (f) - доля частицы, составляющая эквивалент.

Относительная масса эквивалента называется эквивалентной массой, а масса одного моля эквивалентов, выраженная в граммах, называется молярной эквивалентной массой; она обозначается Мэк, единица измерения – моль эк/г, она численно равна относительной молекулярной массе эквивалента.

 

Пример 5. Определить эквивалент, эквивалентную массу и молярную массу эквивалента кислорода в молекуле воды.

Решение. Такая формулировка вопроса предполагает реакцию образования воды из кислорода и водорода h3 + ½O2 = Н2О, в которой с 1 атомом водорода соединяется ½ атомов кислорода. Следовательно, Z(О) = 2. Атомная масса кислорода равна 16. Эквивалентом кислорода является ½ его атома, эквивалентная масса равна 8, а молярная масса эквивалента равна 8 г/ моль.

 

Эквиваленты одних и тех же элементов в различных химических соединениях могут различаться, т.к. величина эквивалента зависит от характера превращения, претерпеваемого им. Так, в соединении SO2 эквивалентная масса серы равна 8 г/моль, что составляет 1/4 от атомной массы, а в соединении SO3 - 5,3 г/моль, что составляет 1/6 от атомной массы серы. Эквивалентное число серы в этих оксидах равно 4 и 6, т.е. оно равно степени окисления (стехиометрической валентности) серы в этих соединениях. Таким образом, относительная эквивалентная масса и численно равная ей молярная масса элемента в соединении вычисляется по формуле:

Мэк (элемента)= , (1.7)

 

где А - атомная масса, w - степень окисления элемента в данном соединении.

Например, Z(Mn) в соединении KMnO4 составляет 7(w = +7), а Мэк (Mn)= = 7,85 г/моль; в соединении Mn2O3 Z = 3 и поэтому Мэк (Mn)= = 18,3 г/моль.

Эквивалентная масса вещества имеет различные значения в зависимости от того, в какой химической реакции участвует это вещество. При расчете эквивалентных масс можно пользоваться следующими правилами и формулами.

1. Эквивалентная масса кислоты в реакциях замещения ионов водорода равна:

 

Мэк кислоты =

2. Эквивалентная масса основания в реакции замещения гидроксид-ионов равна:

 

Мэк основания =

Пример 6. Определить эквивалентную массу h3SO4 в реакциях:

 

1) h3SO4 + KOH = KHSO4 + h3O

2) h3SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2h3O

 

Решение.В реакции 1 замещён один ион водорода, следовательно, эквивалентное число серной кислоты Z(h3SO4) = 1, Мэк(h3SO4) = 98 г/моль эк. В реакции 2 заместились оба иона водорода, следовательно, эквивалентное число Z(h3SO4) = 2, а Mэк(h3SO4) = 49 г/моль эк.

 

Пример 7. Определить эквивалентную массу гидроксида висмута в реакциях:

 

1) Bi(OH)3 + HCl = Bi(OH)2Cl + h3O

2) Bi(OH)3 + 3HCl = BiCl3 + h3O

Решение.1)Z(Bi(OH)3) = 1, а Mэк(Bi(OH)3) = 260 г/моль эк, т.к. из трех гидроксид-ионов заместился один; 2) Z(Bi(OH)3) = 3, a Mэк(Bi(OH)3) = 260:3 = 86,3 г/моль эк, т.к. заместились все три иона ОН-).

3. Эквивалентная масса соли в реакциях полного замещения катиона или аниона равна:

Мэк. соли =

 

или Мэк соли =

 

Например. в сульфате алюминия Al2(SO4)3 произведение заряда катиона на их число равно 3×2 = 6. Но эквивалентное число соединения в реакции может быть меньше (неполное замещение катионов) или больше (комплексообразование). Если, например, это соединение участвует во взаимодействии

 

Al2(SO4)3 + 12KOH = 2K3[Al(OH)6] + 3K2SO4,

 

то при этом три сульфат-аниона с суммарным зарядом 6 замещаются двенадцатью гидроксид-ионами ОН-, следовательно, в этой реакции Z(Al2(SO4)3) = 12.

 

4. Эквивалентная масса оксида в реакциях полного замещения равна

 

Мэк оксида =

 

Например, Z(Fe2O3) = 3×2 = 6, Мэк = М(Fe2O3) = 160:6 = 26,6 г/моль эк. Но в реакции

Fe2O3 + 4HCl = 2FeOHCl2 + h3O

 

Z(Fe2O3) = 4, Мэк(Fe2O3) = 160:4 = 40 г/моль эк, т.к. одна формульная единица Fe2O3 взаимодействует с четырьмя эквивалентами HCl.

При решении задач, связанных с газообразными веществами, целесообразно пользоваться значением эквивалентного объема. Это объем, занимаемый одним молем эквивалентов газообразного вещества. Для водорода при н.у. этот объем равен 11,2 л/моль эк (так как Мэк(Н) = 1 г/моль эк), а для кислорода – 5,6 л/моль эк (так как Мэк(О) = 8 г/моль эк).

 

Пример 8. На восстановление 1,80 г оксида металла израсходовано 883 мл водорода (н.у.). Вычислить эквивалентные массы оксида и металла.

Решение. Согласно закону эквивалентов, массы (объемы) реагирующих веществ пропорциональны их эквивалентным массам (объемам):

 

Отсюда

 

(г/моль), + ,

 

следовательно

г/моль эк.

 

Пример 9. Вычислить эквивалентную массу цинка, если 1,168 г этого металла вытеснили из кислоты 438 мл Н2 (Т = 17 °С и Р = 750 мм рт. ст.).

Решение. 1) По уравнению Клапейрона–Менделеева вычисляем массу водорода:

 

г

 

Согласно закону эквивалентов

,

следовательно

= 32,6 г/моль эк.

 

Похожие статьи:

poznayka.org

Эквивалент вещества - это... Что такое Эквивалент вещества?

Эквивалент вещества или Эквивалент — это реальная или условная частица, которая может присоединять, высвобождать или другим способом быть эквивалентна катиону водорода в ионообменных реакциях или электрону в окислительно-восстановительных реакциях[1][2].

Например, в реакции:

NaOH + HCl = NaCl + h3O

эквивалентом будет реальная частица — ион Na+, в реакции

Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2h3O

эквивалентом будет являться мнимая частица ½Zn(OH)2.

Под эквивалентом вещества также часто подразумевается количество эквивалентов вещества или эквивалентное количество вещества — число моль вещества, эквивалентное одному моль катионов водорода в рассматриваемой реакции.

Эквивалентная масса

Эквивалентная масса — это масса одного эквивалента данного вещества.

Эквивалентная молярная масса вещества

Молярная масса эквивалентов обычно обозначается как или . Отношение эквивалентной молярной массы вещества к его собственно молярной массе называется фактором эквивалентности (обозначается обычно как ).

Молярная масса эквивалентов вещества — масса одного моля эквивалентов, равная произведению фактора эквивалентности на молярную массу этого вещества.

Mэкв = fэкв×M

Фактор эквивалентности

Отношение эквивалентной молярной массы к его собственной молярной массе называется фактором эквивалентности (обозначается обычно как ).

Число эквивалентности

Число эквивалентности z представляет собой небольшое положительное целое число, равное числу эквивалентов некоторого вещества, содержащихся в 1 моль этого вещества. Фактор эквивалентности связан с числом эквивалентности z следующим соотношением: =1/z.

Например, в реакции:

Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2h3O

Эквивалентом является частица ½Zn(OH)2. Число ½ есть фактор эквивалентности, z в данном случае равно 2

вещество реакция простое * сложное ОВР (Окислительно-восстановительная реакция) обменная
число атомов в формульной единице число катионов (анионов) число атомов элемента, поменявших степень окисления число замещенных частиц в формульной единице
характерная валентность элемента фиктивный заряд на катионе (анионе) число принятых (отданных) элементом электронов фиктивный заряд на частице

— для инертных газов

Фактор эквивалентности помогает сформулировать закон эквивалентности.

Закон эквивалентов

В результате работ И. В. Рихтера (1792—1800) был открыт закон эквивалентов:

См. также

Примечания

dic.academic.ru

ЭКВИВАЛЕНТНАЯ МАССА - это... Что такое ЭКВИВАЛЕНТНАЯ МАССА?

 ЭКВИВАЛЕНТНАЯ МАССА (химический эквивалент).Эквивалентная масса элемента - это масса 1 эквивалента элемента; эквивалентом элемента называют такое его количество, которое реагирует с 1 моль атомов водорода или замещает то же количество атомов водорода в химических реакциях. При образовании соединений элементы взаимодействуют друг с другом в количествах, пропорциональных их эквивалентным массам или величинам, кратным этим массам. Для численного выражения эквивалентных масс необходим эталон; в качестве такого эталона приняты атомная масса водорода или ее эквивалент, например атомная масса хлора (Cl-), 1/2 атомной массы кислорода (O2-) или 1/3 атомной массы алюминия (Al3+). Таким образом, эквивалентная масса элемента равна его атомной массе, деленной на его валентность или степень окисления. В настоящее время атомные массы указывают в единицах, отнесенных к массе изотопа углерода с массовым числом 12; этому изотопу приписана масса 12,0000. Тогда атомная масса водорода будет равна 1,00797, хлора - 35,453, кислорода - 15,9994, алюминия - 26,9815. Следовательно, эквивалентная масса элемента - это масса, которая может химически соединяться или замещать в химическом соединении 1,00797 ч. (ч. - часть) водорода, 35,453 ч. хлора, 7,9997 (15,9994:2) ч. кислорода, 8,9938 (26,9815:3) ч. алюминия либо их эквиваленты. При таком определении эквивалентную массу можно найти экспериментально.Методы определения. Первые опыты по определению эквивалентных масс провели Дж.Дальтон, Й.Берцелиус, Ж.Дюма, Ж.Стас и другие ученые, но основная заслуга принадлежит здесь Т.Ричардсу, который впервые выполнил тщательные измерения эквивалентных масс с высочайшей точностью. Нагревая чистый перхлорат калия KClO3, превращали его в хлорид калия (KCl), при этом из 100 масс. ч. KClO3 образовывалось 60,835 масс. ч. KCl и 39,165 масс. ч. кислорода. Поскольку одна молекула KClO3 содержит на 3 атома кислорода, т.е. на 47,998 масс. ч., больше, чем KCl, то эквивалентная масса хлорида равна 47,998Ч(60,835:39,165) = 74,555. Далее, известное количество чистого серебра превращали в нитрат серебра, который использовали для осаждения хлорида серебра из раствора при взаимодействии с чистым хлоридом калия. Было установлено, что для полного превращения 74,555 масс. ч., т.е. массового эквивалента хлорида калия KCl, в хлорид серебра, который содержит 35,453 масс. ч. хлора, требуется 107,87 масс. ч. серебра. Эквивалентная масса калия при этом равна 74,555 - 35,453 = 39,102. Аналогично, зная эквивалентную массу серебра и изучая реакции образования им соответствующих галогенидов, например бромида AgBr, можно рассчитать эквивалентную массу галогена (в частности, брома). С использованием эквивалентных масс хлора и брома были определены эквивалентные массы многих металлов. Для нахождения эквивалентной массы какого-либо металла (М) синтезируют его чистый хлорид или бромид MBrx и осаждают галоген в виде галогенида серебра. Зная массы использованного MBrx и полученного AgBr, эквивалентные массы серебра (107,87) и брома (79,999), несложно определить эквивалентную массу металла М, который соединяется с 79,999 масс. ч. брома. Описанный метод используется для точных расчетов, а для приближенных оценок можно применять другие способы, основанные на измерении объема и расчете массы водорода, выделившегося при растворении металла в кислоте, на определении массы одного металла, вытесняемого известным количеством другого из раствора, на определении состава гидридов или оксидов непосредственно по реакции соединения или аналитическими методами. Эквивалентные массы позволяют не только устанавливать соотношения, в которых элементы соединяются или замещают друг друга, но и точно определять атомные массы(см. АТОМНАЯ МАССА).Кратные эквивалентные массы. Иногда два элемента соединяются друг с другом в разных соотношениях, образуя два (или более) разных соединения. Например, известны два оксида меди. В одном из них, оксиде меди(II), 31,8 ч. меди соединены с эквивалентной массой, т.е. с 7,9997 масс. ч., кислорода, тогда как в оксиде меди(I) эта же эквивалентная масса кислорода соединена с 63,6 масс. ч. меди. Соответственно эквивалентные массы меди равны 31,8 и 63,6, при этом последняя величина ровно в два раза больше первой, а значит, эквивалентные массы являются кратными величинами. Этот вывод согласуется с ранее высказанным утверждением, что элементы соединяются пропорционально их эквивалентным массам или величинам, кратным этим массам.Электрохимический эквивалент. При прохождении через электролит количества электричества 1 F (фарадей) = 96 500 Кл (1 Кл = 1 АЧс) выделяется один химический эквивалент (т.е. эквивалентная масса) любого вещества. Следовательно, масса, выделяемая при прохождении 1 Кл (кулон), равна 1 экв., деленному на 96 500. Эта величина, называемая электрохимическим эквивалентом данного элемента, лежит в основе еще одного метода экспериментального определения эквивалентных масс.Эквивалентные массы соединений. Понятие эквивалентной массы было распространено и на соединения; в этом случае эквивалентная масса определяется как масса вещества, кратная эквивалентной массе элемента, являющегося ключевым для данного соединения. Например, для кислот ключевым элементом является водород, образующий в растворе ионы водорода; таким образом, эквивалентная масса кислоты есть масса кислоты, кратная 1,00797 массовым частям водорода, способного образовывать ионы водорода, т.е. водорода, который может быть замещен. Другими словами, эквивалентная масса кислоты равна ее молярной массе, деленной на основность кислоты. Эквивалентная масса основания есть масса основания, которая реагирует с эквивалентной массой любой кислоты и, следовательно, является химическим эквивалентом этой массы. Иначе можно сказать, что эквивалентная масса основания равна его молярной массе, деленной на валентность металла, образующего основание. Для солей эквивалентная масса обычно кратна эквивалентной массе металла, образовавшего эту соль; она равна молярной массе соли, деленной на произведение валентности металла и числа его атомов в молекуле соли. Для эквивалентной массы окислителей и восстановителей можно дать несколько определений. С практической точки зрения наиболее удобно определение, согласно которому эквивалентная масса есть количество вещества, кратное 7,9997 ч. кислорода (или реагирующее с ними) либо его эквиваленту. Другое определение основано на том, что при восстановлении этого количества кислорода происходит перенос одного электрона. В этом случае эквивалентная масса окислителя или восстановителя есть масса, соответствующая массе вещества, принимающего или отдающего один электрон в окислительно-восстановительной реакции.ЛИТЕРАТУРАГлинка Н.Л. Общая химия. Л., 1985 Степин Б.Д. Применение Международной системы физических единиц в химии. М., 1990 Степин Б.Д., Цветков А.А. Неорганическая химия. М., 1994

Энциклопедия Кольера. — Открытое общество. 2000.

Смотреть что такое "ЭКВИВАЛЕНТНАЯ МАССА" в других словарях:

dic.academic.ru

Эквивалент (химия) - это... Что такое Эквивалент (химия)?

Эквивалент (химия)

Эквивалент — реальная или мнимая частица вещества, которая может присоединять, высвобождать или быть каким-либо иным образом эквивалентна (то есть равноценна) одному иону H+ в обменных реакциях или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях.

Например, в реакции:

NaOH + HCl = NaCl + h3O

эквивалентом будет реальная частица — ион Na+, в реакции

Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2h3O

эквивалентом будет являться мнимая частица ½Zn(OH)2.

Фактор эквивалентности

В реакции:

Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2h3O

Эквивалентом является частица ½Zn(OH)2. Число ½ получило название фактора эквивалентности и может обозначаться, как "fэкв". или "z".

Фактор эквивалентности помогает сформулировать закон эквивалентности.

Эквивалентная масса

Эквивалентная масса — это масса одного эквивалента данного вещества.

Молярная масса эквивалента вещества — масса одного моля эквивалентов, равная произведению фактора эквивалентности на молярную массу этого вещества.

Mэкв = fэкв*M

Эквивалент — условная частица вещества, в целое число раз Z меньшее формульной единицы (Z — число эквивалентов; показывает, во сколько раз эквивалент меньше формульной единицы).

вещество реакция простое ˆ сложное ОВР (Окислительно-восстановительная реакция) обменная X Y
число атомов в формульной единице число катионов (анионов) число атомов элемента, поменявших степень окисления число замещенных частиц в формульной единице
характерная валентность элемента фиктивный заряд на катионе (анионе) число принятых (отданных) элементом электронов фиктивный заряд на частице

ˆ — для инертных газов Z = 1

Закон эквивалентов

В результате работ И. В. Рихтера (1792—1800) был открыт закон эквивалентов: все вещества реагируют в эквивалентных отношениях. Эквивалентом называют реальную или условную частицу вещества, которая может замещать, присоединять, высвобождать или быть каким-либо другим способом эквивалентна одному иону водорода в кисло-основных или ионообменных реакциях или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях.

Ссылки

dic.academic.ru

Эквивалент вещества Википедия

Эквивалент вещества или Эквивалент — это реальная или условная частица, которая может присоединять, высвобождать или другим способом быть эквивалентна катиону водорода в кислотно-основных (ионообменных) химических реакциях или электрону в окислительно-восстановительных реакциях[1][2].

Например, в реакции NaOH+HCl=NaCl+h3O{\displaystyle NaOH+HCl=NaCl+H_{2}O} эквивалентом будет реальная частица — ион Na+{\displaystyle Na^{+}}, а в реакции Zn(OH)2+2HCl=ZnCl2+2h3O{\displaystyle Zn(OH)_{2}+2HCl=ZnCl_{2}+2H_{2}O} эквивалентом будет мнимая частица 12Zn(OH)2{\displaystyle {\frac {1}{2}}Zn(OH)_{2}}.

Под эквивалентом вещества также часто подразумевается количество эквивалентов вещества или эквивалентное количество вещества — число моль вещества, эквивалентное одному моль катионов водорода в рассматриваемой реакции.

Содержание

Эквивалентная масса[ | код]

Эквивалентная масса — это масса одного эквивалента данного вещества.

Эквивалентная молярная масса вещества[ | код]

Молярная масса эквивалентов обычно обозначается как μeq{\displaystyle {\mu }_{eq}} или Meq{\displaystyle M_{eq}}.

Молярная масса эквивалентов вещества — масса одного моля эквивалентов, равная произведению фактора эквивалентности на молярную массу этого вещества.

Meq=feqM{\displaystyle M_{eq}=f_{eq}M}

Фактор эквивалентности[ | код]

Отношение эквивалентной молярной массы к его собственной молярной массе называется фактором эквивалентности (обозначается обычно как feq{\displaystyle f_{eq}}).

Число эквивалентности[ | код]

Число эквивалентности z{\displaystyle z} представляет собой небольшое положительное целое число, равное числу экв

ru-wiki.ru

Эквивалент (химия) Википедия

Эквивалент вещества или Эквивалент — это реальная или условная частица, которая может присоединять, высвобождать или другим способом быть эквивалентна катиону водорода в кислотно-основных (ионообменных) химических реакциях или электрону в окислительно-восстановительных реакциях[1][2].

Например, в реакции NaOH+HCl=NaCl+h3O{\displaystyle NaOH+HCl=NaCl+H_{2}O} эквивалентом будет реальная частица — ион Na+{\displaystyle Na^{+}}, а в реакции Zn(OH)2+2HCl=ZnCl2+2h3O{\displaystyle Zn(OH)_{2}+2HCl=ZnCl_{2}+2H_{2}O} эквивалентом будет мнимая частица 12Zn(OH)2{\displaystyle {\frac {1}{2}}Zn(OH)_{2}}.

Под эквивалентом вещества также часто подразумевается количество эквивалентов вещества или эквивалентное количество вещества — число моль вещества, эквивалентное одному моль катионов водорода в рассматриваемой реакции.

Эквивалентная масса

Эквивалентная масса — это масса одного эквивалента данного вещества.

Эквивалентная молярная масса вещества

Молярная масса эквивалентов обычно обозначается как μeq{\displaystyle {\mu }_{eq}} или Meq{\displaystyle M_{eq}}.

Молярная масса эквивалентов вещества — масса одного моля эквивалентов, равная произведению фактора эквивалентности на молярную массу этого вещества.

Meq=feqM{\displaystyle M_{eq}=f_{eq}M}

Фактор эквивалентности

Отношение эквивалентной молярной массы к его собственной молярной массе называется фактором эквивалентности (обозначается обычно как feq{\displaystyle f_{eq}}).

Число эквивалентности

Число эквивалентности z{\displaystyle z} представляет собой небольшое положительное целое число, равное числу эквивалентов некоторого вещества, содержащихся в 1 моль этого вещества. Фактор эквивалентности feq{\displaystyle f_{eq}} связан с числом эквивалентности следующим соотношением: feq=1z{\displaystyle f_{eq}={\frac {1}{z}}}

Например, в реакции:

Zn(OH)2+2HCl=ZnCl2+2h3O{\displaystyle Zn(OH)_{2}+2HCl=ZnCl_{2}+2H_{2}O}

Эквивалентом является мнимая частица 12Zn(OH)2{\displaystyle {\frac {1}{2}}Zn(OH)_{2}}. Число 12{\displaystyle {\frac {1}{2}}} есть фактор эквивалентности, z{\displaystyle z} в данном случае равно 2{\displaystyle 2}.

Z=X⋅Y{\displaystyle {Z}={X}\cdot {Y}}

вещество реакция простое * сложное ОВР (Окислительно-восстановительная реакция) обменная X{\displaystyle {X}} Y{\displaystyle {Y}}
число атомов в формульной единице число катионов (анионов) число атомов элемента, поменявших степень окисления число замещенных частиц в формульной единице
характерная валентность элемента фиктивный заряд на катионе (анионе) число принятых (отданных) элементом электронов фиктивный заряд на частице

∗{\displaystyle *} — для инертных газов Z=1{\displaystyle {Z}=1}

Фактор эквивалентности помогает сформулировать закон эквивалентности.

Закон эквивалентов

В результате работ И. В. Рихтера (1792—1800) был открыт закон эквивалентов:

См. также

Примечания

Литература

wikiredia.ru

Эквивалент в данной химической реакции — Мегаобучалка

СБОРНИК ЗАДАЧ И УПРАЖНЕНИЙ

По курсу

«ОБЩАЯ И НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ»

(для студентов I курса)

(под ред. А.А.Мачулы)

 

ОБНИНСК 2002

Сборник задач и упражнений по курсу «Общая и неорганическая химия».Под редакцией А.А.Мачулы. Издание второе, исправленное и дополненное. - Обнинск, ИАТЭ, 2002, - 154 С.

 

Учебное пособие содержит задачи и упражнения по 11 основным темам, подобранным в соответствии с современной программой курса химии для инженерно-технических специальностей вузов. Каждый раздел содержит необходимое теоретическое введение и примеры решения задач и упражнений. Авторы пособия А.АМачула, О.А. Ананьева, С.Б. Бурухин, В.А. Колодяжный, Т.Е.Ларичева , Н.Н. Панкова, Ю.Д.Соколова..,

Пособие предназначено для самостоятельной работы студентов нехимических специальностей вузов.

 

Рецензенты: д.х.н., профессор В.К.Милинчук ,

к.х.н. Ю.М.Глушков

 

 

Темплан 2002, поз.

 

ã Обнинский институт атомной энергетики, 2002 г.

ã А.А.Мачула , 2002 г.

 

 

Эквивалент. Закон эквивалентов

Эквивалентом называют реальную или условную частицу вещества х, которая в данной кислотно-основной реакции эквивалентна одному иону водорода.

Фактор эквивалентности (f(x)) - это число, обозначающее, какая доля реальной частицы вещества х эквивалентна одному иону водорода в данной кислотно-основной реакции. f(x) - безразмерная величина, f(x) может быть равен или меньше единицы.

Молярная масса эквивалента вещества х (Э(x)) (или эквивалентная масса) - это масса одного моля эквивалента этого вещества, равная произведению фактора эквивалентности на молярную массу вещества х:

Э(х) = f(x) × М(х).

Молярная масса эквивалента выражается в г/моль.

Факторы эквивалентности для сложных веществ определяются по формулам:

f(оксида) = 1/[(число атомов элемента)×(валентность элемента)];

f(кислоты) = 1/основность кислоты;

f(основания) = 1/кислотность основания;

f(соли) = 1/[(число атомов металла)×(валентность металла)];

Для простых веществ

f= 1/[(число атомов в молекуле)×(валентность атома)].

 

Примечания

1. Основностью кислоты называется число атомов водорода в одной молекуле кислоты, которое может принимать участие в химической реакции.

2. Кислотностью основания называется число ОН - групп в одной молекуле основания, которое может принимать участие в химической реакции.

Пример 1

Вычислить эквивалентные массы h3SO4, CaO, Ca(OH)2, Al2(SO4)3:

1) Э(h3SO4) = 1/2×98 = 49 г/моль;

2) Э(СаО) = 1/2×56 = 28 г/моль;

3) Э(Са(ОН)2) = 1/2×74 = 37 г/моль;

4) Э(Al2(SO4)3)= 1/(2×3)×342 = 57 г/моль.

 

Для определения эквивалентной массы элемента необязательно исходить из его соединения с водородом. Эквивалентную массу можно вычислить по составу соединения данного элемента с любым другим, эквивалент которого известен.

Закон эквивалентов:массы реагирующих веществ относятся между собой как эквивалентные массы этих веществ:

mA/mв = ЭА/Эв или mA/ ЭА = mв/ Эв,

где mA/ ЭА = N1; mв/ Эв = N2 - количество эквивалентов вещества А и В, поэтому можно записать N1 = N2. Следовательно, возможна другая формулировка закона эквивалентов: вещества реагируют друг с другом в равных количествах эквивалентов.

При соединении элементов друг с другом и при замещении одних элементов другими в качестве постоянных принято считать эквивалентную массу кислорода, равную 8 г/моль, и водорода, равную 1 г/моль.

Пример 2

При окислении 2,81 г кадмия получено 3,21 г оксида кадмия. Вычислить эквивалентную массу кадмия.

Решение

mo = 3,21 г - 2,81 г = 0,4 г - масса кислорода. Из закона эквивалентов

2,81/0,4 = Э(Сd)/8 Þ Э(Сd) = 2,81× 8/0,4 = 56,2 г/моль.

 

Пример 3

Для реакции между магнием и кислотой взято 0,183 г Mg. Получено 182,7 мл водорода при 20оС и 750 мм ртутного столба. Вычислить эквивалентную массу Mg.

Решение

Р=750/760×1,013×105=1×105 Па; Т=273+20=293 К; V=182,7×10-6 м3, М=2 г/моль.

По уравнению Менделеева-Клапейрона вычисляем массу водорода исходя из его объема:

m(h3)=p×V×M/(R×T)=1×105×182,7×10-6×2/(8,31× 293)=0,015 г.

Из закона эквивалентов

0,183/0,015 = Эmg/1 Þ Эmg = 0,183 × 1/0,015 = 12,2 г/моль.

 

Эквивалентная масса элемента представляет собой частное от деления атомной массы элемента (А) на его валентность в данном химическом соединении:

Э(х) = А/n,

где А - атомная масса элемента, n - валентность элемента.

Пример 4

Вычислить валентность хрома в оксиде, имеющем состав Cr - 68,42 %, O - 31,58 %.

Решение

По закону эквивалентов находим эквивалентную массу хрома:

mСr/mо = ЭCr/Эо Þ ЭСr = 68.42 × 8/52 = 17.3 г/моль.

Затем производим вычисления валентности:

Э=А/n Þ n(Cr) = 52/17,3 = 3.

 

Эквивалент в данной химической реакции

Эквивалентные массы кислот, оснований и солей зависят от стехиометрии реакций, в которых они участвуют. Молекулы многоосновных кислот могут участвовать в реакциях различно, например:

Н3РО4 + NaOH ® NaН2РО4 + Н2О.

Здесь каждый моль ортофосфорной кислоты отдает 1 моль ионов Н+ и фактор эквивалентности f (h4PO4) = 1, а эквивалентная масса Э(Н3РО4) = f(Н3РО4) × М(Н3РО4) = 1 × 98 г/моль = 98 г/моль. Но в реакции

Н3РО4 + 2 NaOH ® Na2НРО4 + 2Н2О

один моль кислоты отдает уже два моля ионов водорода, следовательно, фактор эквивалентности f(Н3РО4) = 1/2, а эквивалентная масса Э(Н3РО4) = f(Н3РО4) × М(Н3РО4) = ½ × 98 = =49 г/моль. Наконец, 1 моль этой же кислоты может участвовать в реакции тремя молями ионов водорода:

Н3РО4 + 3 NaOH ® Na3РО4 + 3Н2О.

В этой реакции моль ортофосфорной кислоты соответствует трем молям ионов Н+ и фактор эквивалентности f(h4PO4) = 1/3, а эквивалентная масса Э(Н3РО4) = f(h4PO4) × М(Н3РО4) = 1/3 × 98 = 32,66 г/моль.

 

megaobuchalka.ru