Вещества эквивалента элементов

Величина z при определении фактора эквивалентности элемента принимается равной числу электронов отданных (принятых) элементом при образовании бинарного соединения, то есть величиной его степени окисления.

Пример 4. Определить факторы эквивалентности элементов, образующих соединения: а) Cu₂O; б) CuO; в) H₂S; г) H₂SO₄.

Решение.

В примерах а, б, г степень окисления кислорода равна - 2, следовательно, фактор эквивалентности кислорода - 1/2.

а) степень окисления меди – +1, фактор эквивалентности - 1;

б) степень окисления меди – +2, фактор эквивалентности - 1/2;

в) степень окисления серы – 2, фактор эквивалентности - 1/2, фактор эквивалентности водорода 1;

г) факторы эквивалентности водорода и кислорода уже приводились, степень окисления серы – +6, фактор эквивалентности – 1/6.

Количество вещества эквивалента элемента рассчитывается

аналогично уже рассмотренным выше примерам:

(8)

где n ( Э) - количество вещества эквивалентов элемента Э в соединении;

m (Э) - масса элемента Э в соединении;

M (Э) - молярная масса элемента Э;

M ( Э) - молярная масса элемента Э;

z(Э) - эквивалентное число элемента Э.

Количество вещества эквивалента элемента в соединении наиболее удобно вычислять по значению количества вещества - n(X). Например, для соединения A_хB_у можно написать

n(1/z А) = n(А_хВ_у) ∙ х ∙ z(А)

где х и у - число атомов A и B в соединении; A и B - элементы образующие соединение.

Пример 5. Рассчитать количество вещества эквивалента серы: а) в 20 г сульфида K₂S; б) в 10 г оксида SO₃; в) в 20 л оксида SO₂;

Решение.

а) степень окисления серы в сульфиде калия – -2, z(S) = 2;

моль;

n(1/z S)= 0,182 ∙ 2 = 0,364 моль

б) степень окисления серы в SO₃ – +6, z(S) = 6:

моль;

n(1/z S)= 0,125 ∙ 6 = 0,75 моль

в) степень окисления серы в SO₂ – +4, z(S) = 4:

моль.

n(1/z S)= 0,893 ∙ 4 = 3,571 моль

Для водородосодержащих соединений количество вещества эквивалента равно количеству вещества, умноженному на число атомов водорода.

Пример 6. Найти количество вещества эквивалента:

а) кислорода, содержащегося в 10 г воды;

б) азота, содержащегося в 25 г гидразина.

Решение.

а) количество вещества эквивалента кислорода равно:

моль;

моль;

б) количество вещества эквивалента азота составляет величину:

моль;

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

1. Рассчитать количества вещества и количества вещества эквивалента соединений в обменных реакциях:

а) 20 г CuSO₄; 25 г AlPO₄; 15,5 г FeS; 18,6 г H₃PO₄; 24,5 г BaO.

б) 35 г CuSO₄^.5H₂O; 40 г K₄SiO₄; 10 г Ca(HCO₃)₂; 5,5 г P₂O_5.

в) 16,7 л NH₃; 40 л SO₂; 11,8 л H₂S; 5,0 г K₂O; 16 г As₂O₃.

Ответы:

а) 0,125 и 0.250 моль; 0,205 и 0,410 моль; 0,176 и 0,352 моль

0,190 и 0,380 моль; 0,160 и 0,320 моль

б) 0,14 и 0,28 моль; 0,161 и 0,645 моль; 0,062 и 0,123 моль; 0,039 и 0,234 моль.

в) 0,746 и 0,746 моль; 1,786 и 3,571моль; 0,527 и 1,054 моль; 0,064 и 0,129 моль; 0,080 и 0,485 моль.

2. Рассчитать количества вещества и количества вещества эквивалента в окислительно-восстановительных процессах:

а) 20 л Cl₂ (Cl₂ 2ClO ); 36 г KMnO₄ (KMnO₄ MnO₂);

18,7 г MnO₂ (MnO₂ Mn ); 45 л NO₂ (NO₂ N₂).

б) 50 г CrCl₃ (CrCl₃ CrO ); 60 г H₂SO₄ (H₂SO₄ H₂S);

8,0 л H₂S (H₂S H₂SO₄); 9,6 г KBrO₃ (KBrO₃ Br₂);

21 г K₂Cr₂O₇ (K₂Cr₂O₇ 2Cr ).

В скобках указана схема процесса окисления-восстановления.

Ответы:

а) 0,893 и 12,5 моль; 0,228 и 0,684 моль; 0,215 и 0,430 моль; 2,009 и 8,036.

б) 0,316 и 0,949 моль; 0,612 и 4,898 моль; 0,357 и 2,857 моль; 0,057 и 0,287 моль; 0,071 и 0,429 моль.

ЗАКОН ЭКВИВАЛЕНТОВ

Закон эквивалентов - основа количественных расчетов химических реакций. Закон эквивалентов был сформулирован в 1793 году И. Рихтером и явился итогом огромной работы, проделанной химиками по количественной оценке результатов изучения зависимости между соотношениями исходных веществ и составом продуктов реакции.

Первоначальная формулировка закона - химические элементы соединяются друг с другом в строго определенных количествах, соответствующих их эквивалентам, - относилась фактически к определению состава веществ. С течением времени область действия этого закона распространилась и на химические процессы, и закон стали использовать в расчетах по уравнениям химических реакций. С введением понятий количество вещества, а особенно количество вещества эквивалента, изменилась и формулировка закона эквивалентов.

Современная формулировка закона эквивалентов состоит из двух частей:

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: