Контрольні питання по темі

1. Що таке еквівалент?

2. Що таке фактор еквівалентності fЕ?

4. Як знаходиться еквівалентна маса МЕ?

5. Що таке еквівалентний обсяг VЕ. Для яких речовин використовується це поняття?

6. Як знаходиться еквівалентний обсяг VЕ?

7. Як знаходиться фактор еквівалентності для кислот при максимальному вмісті еквівалентів в молекулі? Для підстав? Для солей?

8. Як знаходиться фактор еквівалентності для солеобразующіе оксидів в обмінних реакціях?

9. Як знайти еквівалент речовини, якщо дана конкретна реакція?

10. Як знаходиться еквівалент речовини в окисно-відновних реакціях?

11. Як формулюється закон еквівалентів?

12. Які переваги мають стехиометрические розрахунки з використанням закону еквівалентів?

Розділ I. Еквівалент і закон еквівалентів

1.1. Маса і кількість речовини.

Масу речовини в хімії вимірюють в грамах, а кількість - в молях.

Моль - кількість речовини, яка містить стільки структурних одиниць (молекул, атомів, іонів, еквівалентів і т.д.), скільки атомів міститься в 0,012 кг (12 г) вуглецю-12.

При використанні терміну '' моль '' слід вказувати частки, до яких відноситься цей термін. Відповідно, можна говорити: '' моль молекул '', '' моль атомів '', '' моль іонів '', '' моль еквівалентів '' і т.д. Наприклад, моль молекул водню, моль атомів водню, моль іонів водню, моль еквівалентів водню. Так як 12 г вуглецю-12 містить

6,022 ∙ 10 23 атомів вуглецю (постійна Авогадро), то моль - кількість речовини, що містить 6,022 ∙ 1023структурних елементів (молекул, атомів, іонів, еквівалентів і т.д.).

Відношення маси речовини до кількості речовини називають молярною масою (М). Іншими словами, молярна маса - це маса одного моля речовини. Основною одиницею молярної маси в системі СІ є кг / моль, в хімічній практиці - г / моль. Наприклад, молярна маса літію М (Li) = 6,939 г / моль, молярна маса метану М (СН4) = 16,043 г / моль. Якщо замість слів '' атомна маса літію '' сказати '' молярна маса літію '' - помилки не буде.

Для газоподібних речовин відношення обсягу речовини до кількості речовини називають молярним об'ємом (VМ). Іншими словами, молярний об'єм - це об'єм одного моля газоподібної речовини. Це величина постійна. Для будь-якого газоподібної речовини при нормальних умовах (н.у. Т0 = 273 К, Р 0 = 101,3 кПа або 760 мм рт. Ст.) VМ = 22,4 л.

1.2. розрахунки еквівалентів

Еквівалент (Е) - це реальна або умовна частка речовини, яка може заміщати, приєднувати, вивільняти або бути будь-яким іншим чином еквівалентна одному іону водню (Н +) в іонообмінних реакціях або одному електрону (е-) в окисно-відновних реакціях.

Так само, як у випадку молекул, атомів або іонів, еквівалент описують за допомогою хімічних формул. Наприклад, гідроксид калію у всіх обмінних реакціях може приєднувати один іон водню, отже, еквівалентом гідроксиду калію буде молекула КОН. Е =. Еквівалентом соляної кислоти в іонообмінних реакціях буде НСl. Е =. Цинк може окислюватися тільки до Zn2 +. отже, в окисно-відновних реакціях еквівалентом цинку буде умовна величина, половина його атома або іона, Е = ½. Для фосфорної кислоти Е = 1 / 33РО4>. Це хімічна формула еквівалента.

Число, що позначає, яка частка від реальної частки еквівалентна одному іону водню або одному електрону, отримала назву фактора еквівалентностіfЕ.

Маса одного благаючи еквівалентів називається молярною масою еквівалентів речовини (еквівалентної масою) МЕ .. Вона розраховується, як добуток фактора еквівалентності на молярну масу речовини, МЕ = fЕ ∙ М (г / моль).

Для газоподібних речовин використовується також величина - обсяг благаючи еквівалентів газу (молярний об'єм еквівалентів, еквівалентний обсяг) VЕ.

Він вимірюється в літрах і обчислюється (при н.у. Т0 = 273 К, Р 0 = 760 мм рт. Ст.ілі 101,3 кПа), як твір фактора еквівалентності на молярний об'єм газу VЕ = fЕ ∙ 22,4 (л) .

Фізичний сенс еквівалента полягає в тому, що еквівалент характеризує реакційні можливості речовини: скільки саме іонів водню або еквівалентних йому однозарядних частинок може використовувати молекула (іон) речовини в іонообмінних реакціях, або скільки саме електронів буде потрібно для перетворення цієї молекули (іона) в окисно-відновних реакціях (ОВР).

Рішення. Для кислот, підстав і солей фактор еквівалентності в обмінних реакціях при максимальному вмісті еквівалентів в молекулі визначається за формулою: 1

де n - число функціональних груп в молекулі, z - абсолютна величина заряду функціональної групи.

Функціональними групами в кислотах є іони водню, в підставах - іони гідроксилу, у солях - іони металу. Звичайно, в кислих солях також іони Н +. а в основних - ОН. в залежності від реакції. Таким чином:

Оксиди поділяються на солеобразующіе (кислотні, амфотерні, основні) і несолеобразующіе. Для несолеобразующіе (байдужих) оксидів СО, N2О, NО характерні окисно-відновні реакції, (ОВР). В ОВР еквівалент завжди розраховується зі зміни ступеня окислення.

Для солеобразующіе оксидів в реакціях ОВР фактор еквівалентності визначається за формулою (1) для кислот (підстав), ангідридом яких є даний оксид.

Приклад 2. Визначити в реакціях приєднання / розкладання, які не є ОВР, а) фактор еквівалентності fЕ; б) хімічну формулу еквівалента Е; в) молярну масу еквівалентів МЕ. а для газів і г) обсяг благаючи еквівалентів VЕ при максимальному вмісті еквівалентів в молекулі для наступних речовин з класу оксидів. СО2 - газ, СаО. Р2О5.

Рішення. СО2 - кислотний оксид, є ангідридом двухосновной вугільної кислоти Н2СО3. відповідно до чого його фактор еквівалентності становить ½ ..

СаО - основний оксид, який є ангідридом двухкіс-лотного підстави Са (ОН) 2. відповідно до чого його фактор еквівалентності становить ½.

Отже, одна молекула Р2О5 еквівалентна 6 іонів водню, відповідно до чого його фактор еквівалентності знаходиться з формули fЕ = 1 / (2 ∙ 3) і становить 1/6.

Якщо дана конкретна реакція, то склад еквівалента слід визначати із зіставлення початкових і кінцевих продуктів реакції.

В першу чергу слід визначити, з яким типом реакції ми маємо справу: з окислювально-відновної реакцією (ОВР) або з не-ОВР. До останніх відносяться реакції, в яких не змінюються ступені окислення елементів, наприклад, іонообмінних реакції і частина реакцій розкладання. З визначення еквівалента слід, що в залежності від типу реакції, по різному визначається склад еквівалента речовини. В іонообмінних реакціях (НЕ-ОВР) треба розглядати, скільки іонів водню або еквівалентних йому часток (Nа +, К +, ОН-, Сl- і т.д.) взаємодіє з даним речовиною. Нагадуємо, що окисно-відновними реакціями (ОВР), є такі, в яких змінюються ступені окислення (С.О.) елементів.

В ОВР для того, щоб визначити фактор еквівалентності і правильно записати хімічну формулу еквівалента, треба визначити С.О. окисляющегося або відновлюється елемента в даній речовині до і після реакції і визначити число електронів, що переміщуються в оболонці цього елемента. Згідно з визначенням, еквівалент складе таку частину молекули, яка припадає на 1 електрон. Ніякого обліку коефіцієнтів в реакціях при цьому не потрібно.

Приклад 3. Визначити: фактор еквівалентності fЕ. хімічну формулу еквівалента Е. молярну масу еквівалентів МЕ. і (для газів) молярний об'єм еквівалентів VЕ реагуючих речовин в наступних реакціях ::