Эквивалент вещества

Химия » Теория по Химии » Эквивалент вещества

Эквивалент вещества - это количество вещества, эквивалентное 1 молю атомов водорода в различных химических реакциях, 1 молю ионов водорода (H⁺) в кислотно-основных или ионообменных реакциях, а также 1 молю электронов в окислительно-восстановительных реакциях.

Таким образом, эквивалент элемента определяется как количество элемента, приходящееся на единицу валентности, проявляемой им в реакции:

Э_эл = М_эл / вал.

Элементы, способные проявлять переменную валентность, могут иметь различные величины эквивалента. Так,

Э_Fe_(II) = M_Fe / 2, а

Э_Fe_(III)= M_Fe / 3.

Для определения эквивалентов сложных веществ используют следующие правила:

М_оксида

Э_оксида = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾,

число атомов элемента × валентность элемента

М_соли

Э_соли = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾,

число атомов металла × валентность металла

М_{кислоты}

Э_{кислоты} = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾,

число подвижных атомов водорода (основность)

М_{основания}

Э_{основания} = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾,

число подвижных ионов гидроксила (кислотность)

При этом во всех случаях Э £ М.

Эквивалент вещества может быть охарактеризован его массой или объемом. Так,

m_Э_Fe_(II) = 56 / 2 = 28 г/моль, а

m_Э_Fe_(III) = 56 / 3 = 18.7 г/моль.

Эквивалентный объем любого газа может быть определен как

объем моля газа

V_Э = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾.

число атомов элем. × валентность элем.

V_{Эводорода} = 22.4 / 2 = 11.2 л/моль,

V_{Экислорода} = 22.4 / 4 = 5.6 л/моль,

V_ЭCO2 = 22.4 / 4 = 5.6 л/моль,

V_Эазота = 22.4 / 2 × 3 = 3.73 л/моль.

Следует четко представлять, что понятия «эквивалент», «эквивалентная масса» и «эквивалентный объем» неидентичны. Эти величины имеют различные единицы измерения - соответственно моль, г/моль и л/моль. Так, для водорода Э, m_Э, V_Э составляют 0.5 моля, 1 г/моль и 11.2 л/моль; для кислорода - 0.25 моля, 8 г/моль и 5.6 л/моль соответственно.

Эквивалентную массу сложного вещества можно представить как сумму эквивалентных масс, составляющих соединение атомов или ионов (при этом эквивалентную массу иона рассчитывают как отношение его молярной массы к заряду иона):

m_Э_AxBy = m_Э_A + m_Э_B

Для оксидов A_xO_y: m_Э = m_Э_A + m_{Экислорода.}

Например, для Al₂O₃: m_Э = m_Э_Al + 8 = 9 + 8 = 17 г/моль.

Для кислот, оснований, солей: m_Э = m_{Экатиона} + m_{Эаниона.}

Например:

m_Э(_H2_SO4) = 1 + m_Э(_SO42-)= 1 + 48 = 49 г/моль;

(при этом m_Э(_SO42-)= 96 / 2 = 48 г/моль)

m_Э(_Al(_OH)3) = m_Э(_Al3+)+ 17 = 9 + 17 = 26 г/моль;

(при этом m_Э(_OH-)= 17 / 1 = 17 г/моль)

m_Э₍_Al2(SO4)3) = m_Э_(Al3+) + m_Э_(SO42-)= 9 + 48 = 57 г/моль.

Закон эквивалентов: количества реагирующих веществ пропорциональны их химическим эквивалентам:

m_{1 /} m₂ = Э₁ _/ Э₂,