Определение эквивалентов

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКВИВАЛЕНТОВ 

      Количества  элементов, входящих в состав химических соединений, находятся между собой  в определенных и постоянных отношениях (закон постоянства состава). Эти  отношения соответствуют их эквивалентам, т. е с одним эквивалентом любого элемента соединяется один эквивалент другого элемента. В этом состоит суть закона эквивалентов

     Эквивалентом  элемента называется такое его количество, которое может при химических реакциях присоединять или замещать 1 моль атомов водорода или 1/2 моль атомов кислорода.

     Эквивалент  есть количество вещества и выражается в молях.

      Эквивалент  элемента равен 1/В моль, где В  – валентность атомов элемента в  соединении. Так как валентность  элемента может быть переменной, то и величина эквивалента может  быть переменной, а значит, остается постоянной в данном конкретном соединении. Так, в соединении CuO эквивалент меди равен 1/2 моль, а в соединении Cu₂O – 1/1 моль. Железо проявляет в соединениях валентность 2 и 3, и соответственно величины его эквивалентов:

     Э₁ = 1/2 моль и Э₂ = 1/3 моль

     Масса одного эквивалента элемента, выраженная в граммах, называется его эквивалентной массой (m_э)* (m_э) равна произведению М*Э, где М – молярная масса атомов элемента, Э - его эквивалент, т. е. m_э = М*Э, или (что то же)

m _э =

     Из  этого соотношения, зная эквивалентную массу элемента, можно рассчитать его молярную массу. Если атомы элемента проявляют переменную валентность, то эквивалентные массы их соответственно имеют переменное значение.

     Например, молярная масса атомарного углерода М = 12 г /моль. Эквивалентные же массы его соединений СО : m_э1 = 12 г/моль * 1/2 моль = 6г., а в соединении СО₂: m_э2 = 12 г/моль * 1/4 моль = 3г. Эквивалентная масса водорода m_э = 1г., эквивалентная масса кислорода m_э = 8г

     При расчетах наряду с понятием об эквивалентной массе удобно пользоваться понятием об эквивалентном объеме.

     Эквивалентным объемом называется объем, который занимает при данных условиях 1 эквивалент рассматриваемого вещества. Например, при нормальных условиях эквивалентный объем водорода равен 11,2 л., эквивалентный объем кислорода 5,6 л.

     При экспериментальном определении  эквивалента следует учесть, что  согласно закону эквивалентов все вещества взаимодействуют между собой  в количествах, пропорциональных их эквивалентам, т.е с одним эквивалентом какого- либо вещества или элемента.

     Соответственно  с одной эквивалентной массой или одним эквивалентным объемом  какого – либо вещества взаимодействует  одна эквивалентная масса или  эквивалентный объем другого  вещества. Так, например, один эквивалент металла вытесняет из кислоты 11,2 л водорода (н.у).

     Если  элемент образует соединение с кислородом или водородом, эквивалент его может  быть определен непосредственно  из этого соединения (метод прямого определения).

     Если  элемент вытесняет водород из его соединений, то эквивалент такого элемента можно определить по количеству вещества, массе или количеству выделенного водорода (метод вытеснения).

     Во  многих случаях эквивалент определяют по соединению с другим элементом (не водородом и не кислородом), величина эквивалента которого известна (метод косвенного определения).

     Зная  эквивалент одного элемента и определив, какое количество другого элемента соединяется с одним эквивалентом первого, мы тем самым устанавливаем  величину эквивалента второго элемента.

     Для определения эквивалентной массы элемента достаточно знать процентный состав какого – либо соединения данного элемента с другим, эквивалентная масса которого уже известна. Процентный соединений устанавливают на основании данных химического анализа.

     Понятия об эквивалентах (Э) и эквивалентных массах (m_э) распространяется и на сложные вещества.

     Эквивалентом  сложного вещества называется такое  его количество, которое взаимодействует  с одним эквивалентом любого другого  вещества.

     Эквивалент  кислоты равен 1/основность моль. Эквивалентная масса кислоты равна частному от деления молярной массы кислоты на ее  основность, или (что то же) произведению молярной массы (М) на эквивалент.

     Например, для фосфорной кислоты Н₃РО₄:

     М=98 г/моль, Э=1/3 моль, m_э=М*Э =98 г/моль-1/3 моль =

= 32,7 г.

   Эквивалент основания равен 1/кислотность моль. Эквивалентная

масса основания равна частному от деления  массы моля основания на его кислотность, или произведению молярной массы  на эквивалент.

Эквивалент  соли = _____________________________________

     общая валентность атомов металла в  молекуле соли

   моль

   Эквивалентная масса соли равна частному от деления  массы моля соли на общую валентность  атомов металла в молекуле соли, или произведению молярной массы  соли на эквивалент.

   Подобно эквиваленту элемента, эквивалент сложного вещества и его эквивалентная масса могут иметь несколько значений и определяются характером его превращений в химической реакции.

   Примеры. H₂S0₄: a) H₂S0₄ + Na0H = NaHS04 + H₂0,

m_э — 98 г; Э= 1 моль