- •Применение закона действующих масс к растворам электролитов Электролитическая диссоциация Электролиты и неэлектролиты. Теория электролитической диссоциации
- •Общая характеристика электролитов
- •Слабые электролиты
- •Сильные электролиты
- •Теория кислот и оснований. Буферные растворы Теория кислот и оснований
- •Буферные растворы Определение буферных систем и их классификация
- •Механизм действия буферных систем
- •Вычисление рН и рОн буферных систем. Уравнение Гендерсона-Гассельбаха
- •Буферная емкость
- •Гетерогенные равновесия Константа растворимости. Правило растворимости осадков
- •1. Если стехиометрическое произведение молярных концентраций ионов труднорастворимого электролита в растворе равно величине егоKs (или пр) при данной температуре
- •2. Если стехиометрическое произведение молярных концентраций ионов в растворе электролита меньше величины его ks
- •3. В перенасыщенном растворе стехиометрическое произведение молярных концентраций труднорастворимого электролита больше величины его ks
- •Образование и растворение осадков
- •Однотипные и разнотипные конкурирующие равновесия в гетерогенных системах
- •Определение комплексных соединений и их общая характеристика
- •Строение комплексных соединений
- •Классификация комплексных соединений
- •Диссоциация комплексных соединений
- •Гидролиз солей
- •3. Соли, образованные сильной кислотой, но слабым основанием:
- •Количественный анализ основы титриметрического метода анализа Химический эквивалент
- •Молярная масса эквивалентов вещества
- •Химическое количество эквивалентов вещества
- •Молярная концентрация эквивалентов вещества
- •Закон эквивалентов
- •Титриметрический анализ Общая характеристика метода
- •Требования, предъявляемые к реакциям, которые используют в титриметрии
- •Способы титрования
- •Способы приготовления рабочих растворов
- •Правила работы с мерной посудой при проведении аналитических измерений
- •Мерные колбы
- •Пипетки
- •Бюретки
- •Проведение титрования
- •Кислотно-основное титрование Общая характеристика метода
- •Определение точки эквивалентности в кислотно-основном титровании. Кислотно-основные индикаторы
- •Подбор индикаторов при кислотно-основном титровании
- •Кривые титрования многоосновных (полипротонных) кислот, многокислотных оснований и их солей
- •Применение кислотно-основного титрования
- •Редоксиметрия Общая характеристика и классификация методов
- •Кривые титрования в редоксиметрии
- •Способы определения точки эквивалентности
- •Перманганатометрия
- •Иодометрия
- •Физико-химические методы анализа Практическое применение электропроводности
- •Потенциометрия
- •Хроматография Общая характеристика метода
- •Классификация хроматографических методов анализа
- •Методика разделения и идентификации компонентов смеси
- •Содержание
Количественный анализ основы титриметрического метода анализа Химический эквивалент
Химическим эквивалентом называется условная или реальная частица вещества, которая может присоединять, высвобождать или другим способом быть эквивалентна катиону водорода в ионообменных реакциях или электрону в окислительно-восстановительных реакциях.
В роли химического эквивалента может выступать молекула (формульная единица), атом или ион вещества. В этом случае эквивалент является реально существующей частицей. Но часто он представляет собой условную частицу, которая в целое число раз меньше молекулы (формульной единицы), атома или иона вещества.
Одному и тому же веществу Х может соответствовать несколько химических эквивалентов. Определить, что именно представляет собой химический эквивалент Х (реальную частицу или какую-то часть её), можно только, исходя из конкретной химической реакции, в которой это вещество участвует.
Число, показывающее, какую часть реальной частицы вещества Х составляет его химический эквивалент, называется фактором эквивалентности и обозначаетсяfэкв.(Х).
Фактор эквивалентности вещества является безразмерной величиной и определяется по формуле
где z* – число эквивалентности вещества.
В реакциях ионного обмена для кислоты число эквивалентности равно числу ионов Н+, замещённых в её молекуле на ионы металла илиNH4+.
У одноосновных кислот (HCl,HNO3, и т.д.) число эквивалентности всегда равно единице. Для многоосновных кислот (H3PO4, H2Sи т.д.) оно может принимать несколько значений, в зависимости от количества замещенных ионов водорода в их молекулах.
Для основания в реакциях ионного обмена число эквивалентности равно количеству ионов ОН-, замещённых в его формульной единице на кислотные остатки.
У однокислотных оснований (КОН, NaOHи т.д.) число эквивалентности всегда равно единице. Многокислотные основания (Al(OH)3,Ba(OH)2и т.д.) могут иметь несколько значений числа эквивалентности.
Для соли число эквивалентности равно произведению числа ионов металла (или NH4+), содержащихся в её формульной единице, на заряд одного такого иона.
В общем случае эквивалент любого вещества Х записывается следующим образом 1/z*(X).
Поясним вышесказанное на примере следующих реакций:
H3PO4 + 3KOH = K3PO4 + 3H2O
fэкв.(H3PO4) = fэкв.(KOH) = 1
Химическими эквивалентами исходных веществ будут, соответственно:
1/3 (H3PO4) составляет 1/3 часть молекулы;
1(KOH) совпадает с формульной единицей вещества.
В реакции на одну молекулу Н3РО4 расходуется три формульных единицы КОН, но на 1·3 = 3 химических эквивалента Н3РО4 расходуется такое же количество химических эквивалентов (3·1 = 3) КОН.
H3PO4 + Ca(OH)2 = CaHPO4 + 2H2O
fэкв.(H3PO4) = fэкв.( Ca(OH)2) =
Химическими эквивалентами исходных веществ будут, соответственно:
(H3PO4) составляет 1/2 часть молекулы;
(Ca(OH)2) составляет 1/2 часть формульной единицы.
В реакции на одну молекулу Н3РО4 расходуется одна формульная единица Ca(OH)2, но на 1·2 =2 химических эквивалента Н3РО4 расходуется такое же количество химических эквивалентов (1·2 = 2) Ca(OH)2.
Al(OH)3 + 2HCl = AlOHCl2 + 2H2O
fэкв.(Al(OH)3) = fэкв.( HCl) = 1
Химическими эквивалентами исходных веществ будут соответственно:
(Al(OH)3) составляет 1/2 часть формульной единицы;
1(HCl) совпадает с молекулой вещества.
В реакции на одну формульную единицу Al(OH)3 расходуется две молекулы HCl, но на 1·2=2 химических эквивалента Al(OH)3 расходуется такое же количество химических эквивалентов (1· 2=2)HCl.
Al2(SO4)3 + 3BaCl2 = 3BaSO4↓ + 2AlCl3
fэкв.(Al2(SO4)3) =fэкв.( BaCl2) =
Химическими эквивалентами исходных веществ будут, соответственно:
(Al2(SO4)3) составляет 1/6 часть формульной единицы;
(BaCl2) составляет 1/2 часть формульной единицы.
В реакции на одну формульную единицу Al2(SO4)3 расходуется три формульных единицы BaCl2, но на 1·6=6 химических эквивалентов Al2(SO4)3 расходуется такое же количество химических эквивалентов (3·2 = 6) BaCl2.
Для вещества Х, участвующего в окислительно-восстановительной реакции (ОВР), z* является величиной, равной числу электронов, которые одна его молекула (формульная единица) присоединяет (если Х является окислителем) или отдаёт (если Х является восстановителем) в ходе реакции.
Например, в реакциях:
1) 3H2S-2 + 2 HN+5 O3 = 3S0 + 2N+2 O + 4 H2O
восстановитель окислитель
S-2- 2ē =S02 3
6
N+5 + 3ē = N+2 3 2
fэкв.( H2S)= ; fэкв.( HNO3)=.
Химическими эквивалентами исходных веществ будут, соответственно:
(H2S) составляет 1/2 часть молекулы,
(HNO3) составляет 1/3 часть молекулы.
В реакции на три молекулы H2S расходуется две молекулы HNO3, но на 3·2=6 химических эквивалентов H2S расходуется такое же количество химических эквивалентов (2·3=6) HNO3.
2) 5H2C2+3O4+2KMn+7O4+3Н2SО4=10C+4O2+K2SO4+ 2Mn+2SO4 +8H2O
восстановитель окислитель
2С+3- 2ē = 2С+4 2 5
10
Mn+7 + 5ē = Mn+2 5 2
fэкв.( H2C2O4 )= ; fэкв.( KMnO4) = .
Химическими эквивалентами исходных веществ будут, соответственно:
(H2C2O4) составляет 1/2 часть молекулы;
(KMnO4) составляет 1/5 часть формульной единицы.
В реакции на пять молекул H2C2O4 расходуется две формульных единицы KMnO4, но на 5·2=10 химических эквивалентов H2C2O4 расходуется такое же количество химических эквивалентов (2·5=10) KMnO4.
3) 2С0+ 2HN+5O3= 2C+4O2 +N2+1O+H2O
восстановитель окислитель
С0- 4ē = С+4 4 2
8
2N+5+ 8ē = 2N+1 8 1
fэкв.(С)= ;fэкв.(HNO3)= .
Химическими эквивалентами исходных веществ будут, соответственно:
(С) составляет ¼ часть атома;
(HNO3) составляет 1/4 часть молекулы.
В реакции на два атома С расходуется две молекулы HNO3 и на 2·1=2 химических эквивалента С расходуется такое же количество химических эквивалентов (2·1=2) HNO3.
Количества прореагировавших молекул (формульных единиц) исходных веществ в большинстве химических реакций не относятся друг к другу как 1:1. Исключение составляют те случаи, когда в уравнении реакции перед формулами реагентов стоят одинаковые стехиометрические коэффициенты. Но в любой химической реакции количества расходованных химических эквивалентов исходных веществ равны между собой.