ХИМИЧЕСКИЙ ЭКВИВАЛЕНТ. ЗАКОН ЭКВИВАЛЕНТОВ.

Модуль 1. Теоретические основы химии.

Раздел 1. Теоретические основы химии.

 

1. Химический эквивалент,

1.1. Химический эквивалент, фактор эквивалентности, число

  эквивалентности.

1.2. Молярный объем эквивалента газообразных веществ.

1.3 Молярная масса эквивалента простых и сложных веществ по их

формулам.

2. Закон эквивалентов.

3. Эквивалент, фактор эквивалентности, молярная масса эквивалента сложных веществ по уравнениям реакций.

 

Фактор эквивалентности. Молярная масса эквивалента.

Объем эквивалента

 

Масса и количество вещества. В международной системе единиц СК в качестве единицы массы (m) используют килограмм (кг), грамм (г), миллиграмм (мг), микрограмм (мкг). Количество вещества (n_t, u) выражается в молях. Моль равен количеству вещества системы, содержащей столько структурных элементов, сколько содержится атомов в изотопе углерода – 12 массой 0, 012 кг.

Эквивалент (Э) – реальная или условная частица вещества, которая может присоединить, замещать в кислотно-основных реакциях один ион водорода (или другого одновалентного элемента), а в окислительно-восстановительных реакциях – присоединить или высвобождать один электрон.

Фактор эквивалентности f_Э (Х) – число, обозначающее какая доля реальной частицы вещества Х эквивалента одному иону водорода в кислотно-основной реакции или одному электрону в реакции окисления-восстановления.

Фактор эквивалентности величина безразмерная. Принимает значения 1 или меньше единицы.

Для простых веществ ,                                              (1)

где В – валентность элемента.

Например, для водорода или натрия f_Э = = 1. Для магния или кислорода f_Э = .

Молярная масса эквивалента вещества Х – М_Э (Х) – масса одного моля эквивалента этого вещества, равная произведению фактора эквивалентности f_Э (Х) на молярную массу вещества Х – М(Х).

; (кг/моль, г/моль)                                   (2)

Например, молярная масса эквивалента простых веществ:

 г/моль;

 г/моль;

 г/моль;

г/моль.

Если одно из реагирующих веществ – газ, то для него вводится понятие объема эквивалента вещества (Х) – V_Э (Х). Рассчитывается на основании следствия из закона Авогадро:

1 моль газа массой М(Х) занимает объем 22, 4 л

1 эквивалент газа массой М_Э (Х) занимает объем V_Э (Х)

Отсюда  (л/моль);                                    (3)

где М_Э (Х) – молярная масса эквивалента вещества Х; М(Х)– молярная масса этого вещества.

Например, при нормальных условиях 1 моль эквивалентов водорода занимает объем, равный

 л/моль.

Для кислорода эта величина составляет  л/моль.

Закон эквивалентов

 

Закон эквивалентов: массы реагирующих веществ пропорциональны молярным массам эквивалентов этих веществ.

                                                                                (4)

Если одно из веществ представляет собой газ, то закон эквивалентов записывается в виде:

;                                                                            (5)

где m₁, m₂, М_Э (1), М_Э (2) - массы, и молярные массы эквивалентов реагирующих веществ; V_Э , V_Э (2) – объем и объем эквивалента газообразного реагента.

На основании закона эквивалентов обрабатываются результаты титриметрического анализа.

Например: на окисление 5, 0 г. металла (В=III) пошло 3, 12 л кислорода. Определить, какой этот металл.

Решение: на основании закона эквивалентов .

Отсюда молярная масса эквивалента металла: .

При нормальных условиях объем эквивалента кислорода V_Э (О₂) = 5, 6 л/моль. Таким образом,

 г/моль.

Т.к. валентность металла известна, можно вычислить фактор эквивалентности металла и, следовательно, его молекулярную массу.

; г/моль.

По таблице элементов Д.И. Менделеева находим, что определяемым металлом является алюминий.

Определение фактора эквивалентности
и молярной массы эквивалента сложных веществ по их формулам

 

Оксиды: ; ;

где, В– валентность элемента, n- число атомов элемента, М(ок.) – молярная масса оксида.

Например: ;  (г/моль).

Кислоты: ; .

Здесь n –основность кислоты (число катионов водорода, способных замещаться на катионы металла), М(к.) – молярная масса кислоты.

Например: ;           г/моль;

                      ;        г/моль.

Основания: ; .

где n – кислотность основания (число гидроксид-анионов, способных замещаться на кислотные остатки); М(осн.)_. –молекулярная масса основания.

Например: ;   г/моль;

       ;      г/моль.

Соли: ; .

где Z – суммарный заряд катионов основного остатка или анионов кислотного остатка; М(с.)_.– молярная масса соли.

Например:

;             (г/моль);   

;               (г/моль);

;    (г/моль).

Фактор эквивалентности и молярной массы эквивалента не являются величинами постоянными и для элементов с переменной валентностью меняют свое значение в зависимости от валентности.

 

12345678Следующая ⇒

Поделиться: