ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Эквивалентом (Э) вещества называется такое его количество, которое в химических реакциях соединяется с 1 моль атомов водорода или замещает его в соединениях.Размерность эквивалента такая же, как и количества вещества: моль. Например, в реакции 2H2 + O2 → H2O 1 моль атомов Н эквивалентен 1/2 моль атомов О, следовательно, Э(О) = 1/2 моль. Масса одного эквивалента вещества называется эквивалентной массой (Мэкв); размерность эквивалентной массы такая же, как молярной массы: кг/моль или г/моль. Например, Мэкв(Н) = 1 г/моль; Мэкв(О) = 8 г/моль. В старых изданиях учебных пособий можно встретить употреблявшийся ранее термин «грамм – эквивалент». Грамм-эквивалент численно равен эквивалентной массе. Количество вещества эквивалента (nэкв) равно отношению массы вещества (m) к эквивалентной массе: nэкв = m/Мэкв. Например, если имеется 32 г кислорода, то nэкв = 32/8 = 4моль. Используя эквивалентные массы, можно следующим образом сформулировать закон эквивалентов: массы веществ, вступающих в реакцию, пропорциональны их эквивалентным массам. Например, для реакции полной нейтрализации серной кислоты гидроксидом натрия 1/2 H2SO4 + NaOH → 1/2 Na2SO4 + 2H2O массы серной кислоты и гидроксида натрия, вступившие в реакцию, относятся как 98/2:40 = 49:40. Если в реакции участвует 24.5 г H2SO4 то масса NaOH, требующаяся для реакции оставит, согласно пропорции 49:40 = 24.5:х, то отсюда х = 20 г. Молярная масса и эквивалентная масса связаны соотношением: Мэкв = f экв*М, (2) где f экв – так называемый фактор эквивалентности, который для элемента равен 1/В, где В – стехиометрическая валентность элемента в данном соединении; fэкв – величина безразмерная. Так, для серы в H2S f экв = 1/2, откуда Э(S) = 1/2 моль и Мэкв = 32/2 = 16 г/моль. Для алюминия в AI2O3 f экв = 1/3, откуда Э(AI) = 1/3 моль и Мэкв(AI) = 9 г/моль. Для различных классов неорганических соединений фактор эквивалентности равен: Для оксида:
Для основания:
Для кислоты:
Для соли:
Отсюда следует: Для оксида:
Для основания:
Для кислоты:
Для соли:
Эквивалентная масса бинарного (состоящего из двух элементов) соединения равно сумме эквивалентных масс составляющих его элементов. Например, Мэкв(СаО) = Мэкв(Са) + Мэкв(О) = 40/2 + 16/2 = 28 г/моль; Мэкв(Al2O3) = 27/3 + 16/2 = 17 г/моль. Нетрудно убедится, что полученная эквивалентная масса идентична полученной подсчетом по приведённой выше формуле для оксида. Эквивалент вещества (и, следовательно, его эквивалентная масса) может меняться в зависимости от реакции, в которой это вещество участвует, поэтому необходимо указывать, к какой конкретно реакции относится эквивалент. Например: 1. H3PO4 + NaOH → NaH2PO4 + H2O 2. H3PO4 + 2NaOH → Na2HPO4 + 2H2O или 1/2H3PO4 + NaOH → 1/2Na2HPO4 + H2O 3. H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O или 1/3 H3PO4 + NaOH → 1/3 Na3PO4 + H2O Из соотношений между количествами реагирующих веществ следует, что в первой реакции Э(Н3РО4) = 1 моль, а второй 1/2 моль и в третей 1/3 моль. Эквивалент Н2О зависит от того, участвует ли в реакции один атом водорода (или гидроксогруппа) воды (например, при замещении металлом), или оба атома водорода (атом кислорода). Например, в реакции Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2 Э(Н2О) = 1моль, в то время как в реакции Ca + 2H2O(г) → СаО + Н2 Э(Н2О) = 1/2 моль. При расчетах по уравнениям реакций с участием газов удобно пользоваться величинами эквивалентного объёма (Vэкв) для данного газа, равного объему, который занимает один эквивалент этого газа. Эквивалентный объём связан с молярным объёмом соотношением Vэкв = f экв·Vм, откуда следует, что размерность эквивалентного объёма такая же, как молярного объёма, т.е. м3/моль или л/моль. При н.у. Vэкв = f экв · 22.4 л/моль. При этом
Так, для Н2 f экв = 1/2, откуда Vэкв(Н2) = 22.4/2 = 11.2 л/моль (н.у.). Такую же величину имеет эквивалентный объём хлора. Для О2 f экв = 1/(2∙2), откуда Vэкв(О2) = 22.4/2 = 5.6 л (н.у.). Для азота в реакции 6Li + N2 = 2Li3N Vэкв = 22.4/(2∙3) = 3.73 л/моль. Ниже приведены примеры, показывающие соотношение между молярной массой (М) и эквивалентной массой (Мэкв) для наиболее типичных случаев.
Таблица 1
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|