закон еквівалентів

Ще до створення атомно-молекулярного вчення було встановлено, що прості і складні речовини вступають в хімічні реакції в суворо визначених масових співвідношеннях.

Закон еквівалентів. Всі речовини реагують і утворюються в еквівалентних співвідношеннях.

Еквівалентну співвідношення означає однакове число моль еквівалентів. Т.ч. закон еквівалентів можна сформулювати інакше: число моль еквівалентів для всіх речовин, що беруть участь в реакції, однаково.

Розглянемо реакцію взаємодії гідроксиду алюмінію з сірчаною кислотою:

З рівняння випливає, що 2 моль Al (OH) 3 взаємодіє з 3 моль H2SO4. при цьому утворюється 1 моль Al2 (SO4) 3 і 6 моль H2O. Таким чином, кількість моль реагентів і продуктів (пропорційне стехиометрическим коефіцієнтам в рівнянні) зазвичай неоднаково.

Тепер розглянемо число моль еквівалентів речовин, що беруть участь в даній реакції. 6 Моль еквівалентів Al (OH) 3 взаємодіє з 6 моль еквівалентів H2SO4. при

цьому образуется6 моль еквівалентів Al2 (SO4) 3 і 6 Моль еквівалентів H2O. Таким чином, кількість моль еквівалентів реагентів і продуктів завжди однаково.

Цей вислів (8) є математичною записом закону еквівалентів.

Число моль еквівалентів речовини можна розрахувати через масу т (В) речовини В:

або обсяг V (B) газоподібної речовини В:

Закон еквівалентів дає можливість проводити розрахунки без рівняння реакції. Крім того, із закону еквівалентів можна вивести ще одну формулу для розрахунку молярної маси еквівалента оксиду:

М (1 / z оксиду) = М (1 / z елемента) + М (1 / z О) = М (1 / z елемента) + 8 (11)

Приклад 5: Молярна маса еквівалента деякого металу дорівнює 12 г / моль. Яка маса цього металу прореагувала з кислотою, якщо при цьому виділилося 1150 мл водню (н.у.)?

Рішення. Згідно із законом еквівалентів число моль еквівалентів прореагировавшего металу і водню однаково:

Висловимо число моль еквівалентів металу через ставлення мас [формула (9)], а для водню - через ставлення обсягів [формула (10)]:

Молярний об'єм еквівалента водню відомий V (1/2 Н2) = 11.2 л / моль. Таким чином, в реакції з кислотою прореагував металу

Приклад 6: При нагріванні в кисні 3.60 г деякого металу його маса збільшилася до 5.04 м Розрахуйте молярну масу еквівалента металу і його оксиду.

Рішення. За умовою завдання метал реагує з киснем з утворенням оксиду (умовне позначення Мео). Закон еквівалентів для даної реакції має вигляд:

Розрахуємо спочатку молярну масу еквівалента металу через ставлення до кисню (тому що для кисню відома молярна маса еквівалента М (1/2 О) = 8 г / моль).

Звідси молярна маса еквівалента металу дорівнює М (1 / z Ме) = 20 г / моль.

Аналогічно зробимо розрахунок для оксиду:

М (1 / z Мео) = 28 г / моль.

Іншим варіантом розрахунку молярної маси еквівалента оксиду буде використання формули (11):

М (1 / z Мео) = М (1 / z Ме) + 8 = 28 г / моль.

Відповідь. 20 г / моль; 28 г / моль.

Приклад 7: У оксиді деякого елемента масова частка кисню становить 20%. Розрахуйте молярну масу еквівалента елемента і його оксиду.

Рішення. Для кожної оксид можна сказати, що він отриманий по реакції окислення елемента киснем. Закон еквівалентів для такої реакції окислення можна записати як:

Далі необхідно розрахувати маси елемента і кисню в будь-який довільно взятої масі оксиду. Найбільш зручно прийняти масу оксиду за 100 г (100%). Т.о. в 100 г оксиду міститься 20 г кисню і 80 г елемента.

Молярна маса еквівалента елемента дорівнює М (1 / z елемента) = 32 г / моль. Звідси молярна маса еквівалента оксиду становить:

М (1 / z оксиду) = М (1 / z елемента) + 8 = 32 + 8 = 40 г / моль.

Відповідь. 32 г / моль; 40 г / моль.