ЭКВИВАЛЕНТ. ЗАКОН ЭКВИВАЛЕНТОВ

С установлением закона постоянства состава в химию было введено понятие химического эквивалента или эквивалентного количества вещества элемента. В качестве исходных величин при определении химических эквивалентов приняты эквивалент водорода и эквивалент кислорода.

Химический эквивалент элемента – безразмерная (относительная) величина, равная отношению массы элемента к массе соединяющегося с ним водорода или к массе вещества, замещающего его в соединениях.

Количество вещества в граммах, численно равное его эквиваленту называется грамм – эквивалентом (широко применяемая и подлежащая изъятию единица массы химического элемента или соединения). Для перехода от массы, выраженной в грамм – эквиваленте, к количеству вещества, выраженному в молях, следует разделить числовое значение грамм – эквивалента: для химического элемента – на его валентность, для кислоты – на его основность (число ионов водорода), для основания – на его кислотность (число гидроксильных групп), для соли – на сумму зарядов образующих ее катионов или анионов, для окислителя (в реакциях окисления-восстановления) – на число электронов, полученных атомом (или атомами) восстановленного элемента.

Определение химических эквивалентов основывается на законе эквивалентов: все химические вещества взаимодействуют друг с другом в количестве, пропорциональном их эквивалентам.

Математически этот закон выражается зависимостью:

,

где m ₁ и m ₂ − массы реагирующих веществ;

Э₁ и Э₂ – соответственно их эквиваленты.

Если одно из веществ находится в газообразном состоянии, то математически выражение закона принимает вид:

,

где m и Э – массы реагирующих веществ;

V ₂ – объем второго реагирующего вещества;

V _г.-экв2 – объем, занимаемый одним грамм-эквивалентом этого вещества;

V ₂ и V _г.-экв2 должны быть измерены при одинаковых условиях (р и t).

При нормальных условиях V _г.-экв2 водорода составляет 11200см³, V _г.-экв2 кислорода – 5600 см³.

Химический эквивалент любого элемента устанавливают экспериментально химическим или электрохимическим путем. В основе химического определения лежит закон эквивалентов, а электрохимического определения – закон Фарадея. Среди различных методов определения эквивалентов наибольшее распространение получили:

Метод прямого определения. Эквивалент определяется из

данных прямого синтезаводородного или кислородного соединения данного элемента.

Пример. На окисление 0,253 г магния расходовалось 0,167 г кислорода. Чему равен эквивалент магния?

Э_Мg = .

Аналитический метод. Осуществляется точный анализ соединения данного элемента с любым другим, эквивалент которого известен, и по составу соединения вычисляется эквивалент.

Метод вытеснения водорода используется для определения эквивалентов тех металлов, которые способны вытеснить водород из разбавленных кислот и щелочей. Эквивалент определяется из отношения массы данного элемента к массе или объему вытесненного водорода, соответственно и эквивалент V _г.-экв2 водорода выражают в массовых или объемных единицах.

Электрохимический метод. Определяется массовое количество элемента, осаждающегося на электроде при электролизе соединения данного элемента. Эквивалент рассчитывают по закону Фарадея.

Химический эквивалент элемента Э_эл можно вычислить, исходя из его атомной массы (А) и валентности (В):

Э_эл = А / В.

Отсюда следует, что элемент, проявляющий в соединениях переменную валентность, будет иметь несколько значений эквивалентов.

Понятие «эквивалент» распространяется и на сложные соединения: оксиды, гидроксиды, кислоты, соли. Так как сложные соединения преимущественно вступают в реакции обмена, то по отношению к ним иногда применяют понятие «обменный эквивалент».

Эквивалент кислоты Э_к − это такое ее количество, которое

содержит 1,008 частей водорода, способных к обмену. Его рассчитывают по формуле:

Э_к = М _к / n,

где М _к = Э_к − молекулярная масса кислоты;

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: