- •Глава 3
- •3.2.2. Закон постоянства состава
- •3.2.3. Закон кратных отношений
- •3.2.4. Закон простых объемных отношений
- •1 Моль 1 моль 2 моль
- •3.2.5. Закон Авогадро
- •3.2.6. Закон эквивалентов (в. Рихтер, 1793 г.)
- •Эквиваленты и молярные массы эквивалентов.
- •Эквиваленты простых и сложных веществ
- •V1иV2объемы реагирующих газообразных веществ,
- •3.3.Вопросы для самоконтроля
- •3.4. Тесты для самоконтроля по теме «Эквивалент» Вариант 1
- •Вариант 2
- •1) Увеличится в 2 раза 2) уменьшится в 2 раза 3) не изменится.
- •1) 14, 2) 28, 3) 28 Г/моль, 4) 42.
- •Вариант 3
- •1) 3,0, 2) Можно определять только опытным путем, 3) 2,44.
- •3.5. Методика решения типовых задач
- •3.5.1. Вычисления по уравнениям химических реакций.
- •1 Моль кон образует 1 моль кСl,
- •4 Моль кон образуют х моль kCl,
- •3.5.2. Нормальное условие для газового состояния вещества
- •3.5.3. Закон Авогадро. Нахождение объемов газообразных веществ.
- •1 Л хлора имеет массу х г,
- •1 Г хлора занимает объем х л,
- •3.5.4. Хический эквивалент. Закон эквивалентов.
- •3.6. Вопросы и упражнения для самоподготовки
- •3.6.1. Вычисления по уравнениям реакций
- •3.6.2. Расчеты для реакций с участием газообразных веществ
- •3.7. Ответы на вопросы тестов для самоконтроля по теме «Эквивалент» Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант № 3
3.2.6. Закон эквивалентов (в. Рихтер, 1793 г.)
Из закона постоянства состава следует, что химические элементы соединяются друг с другом в строго определенных количественных соотношениях.
Возьмем, например, ряд соединений, в состав которых входит элемент водород:HCl– хлороводород,H2O– вода,NH3– аммиак,CH4 метан.
Атомы водорода соединяются со строго определенным числом атомов другого элемента, а поскольку атом каждого элемента имеет вполне определенную атомную массу, то количества соединяющихся друг с другом элементов строго определены. Так, в приведенных соединениях, формулы которых НС1, Н2О,NH3и СН4, на 1 атом водорода приходится: 1 атом хлора, 1/2 атома кислорода, 1/3 атома азота, 1/4 атома углерода.
Химическим эквивалентом элемента называется реальная или условная частица, которая может присоединять, замещать, высвобождать или каким – либо другим образом быть равноценна одному иону водорода H+ в ионообменных реакциях или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях.
Исходя из определения, эквивалент для водорода равен 1 атому, а все, что соединяется, замещает или иным образом соответствует 1 атому водорода, будет эквивалентом другого вещества.
Так, в вышеприведенных соединениях НСl, Н2О,NН3и СН4эквивалент хлора будет равен 1 атому, кислорода – 1/2 атома, азота – 1/3 атома и углерода – 1/4 атома. Понятно, что 3 последние частицы являются не реальными, а условными.
Эквивалент элемента в соединении легко рассчитать по формуле:
Э = 1/В, где
Э – эквивалент элемента;
В – валентность элемента в соединении.
Количество эквивалентов вещества выражают в молях.
Масса 1 моль эквивалентов вещества называется молярной массой его эквивалента (Mэкв).
Размерность молярной массы эквивалента – [г/моль].
Молярную массу эквивалента элемента можно рассчитать по формуле
Mэкв = М/В,
где Mэкв– молярная масса эквивалента элемента; М – молярная масса элемента; В – валентность элемента в соединении.
Так, в приведенных выше примерах молярные массы эквивалентов хлора, кислорода, азота и углерода соответственно равны:
Мэкв(Cl) = 35,5/1 = 35,5 г/моль,
Мэкв(O) = 16/2 = 8 г/моль,
Мэкв (N) = 14/3 = 4,66 г/моль,
Мэкв(C) = 12/4 = 3 г/моль.
Понятия об эквивалентах и молярных массах эквивалентов распространяются также на сложные вещества.
Эквивалентом сложного вещества называется такое его количество, которое взаимодействует без остатка с одним эквивалентом водорода или с одним эквивалентом любого другого вещества.
Для определения эквивалентов простых и сложных веществ удобно использовать понятие фактор эквивалентности f.
Фактором эквивалентности для вещества (f) называется число, показывающее какая доля частицы (атома, молекулы) этого вещества равноценна одному иону водорода H+ в реакциях обмена или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях.
Эквивалент элемента можно рассчитать по формуле:
Э = 1 ∙ fэлем.= 1/В.
В свою очередь, фактор эквивалентности может быть найден:
для элемента – fэлем.= 1/валентность элемента
для кислоты – fкислоты= 1/основность кислоты
для основания – fоснования= 1/кислотность основания
для соли (средней) – fсоли.= 1/n∙В,
где n– число атомов металла,В– валентность металла.
Таким образом, эквиваленты и молярные массы эквивалентов простых и сложных веществ можно рассчитать по формулам, приведенным в табл. 3.1.
Как видно из приведенных формул, молярная масса эквивалента как элемента, так и сложного вещества не всегда является постоянной величиной. Эквивалент и молярная масса эквивалента элемента зависят от валентности, которую проявляет элемент в соединении.
Таблица 3.1