- •Химический эквивалент. Расчетные задачи
- •Теоретическая часть
- •Понятие «химический эквивалент»
- •Молярная масса и молярный объем эквивалента.
- •1.3. Закон эквивалентов.
- •Расчетные задачи по теме «Химический эквивалент».
- •Примеры решения задач.
- •Задачи для самостоятельного решения.
- •3. Лабораторная работа. Химический эквивалент и молярная масса эквивалента
- •3.2. Оборудование и материалы.
- •3.3. Ход работы.
- •3.4. Расчетная часть.
- •3.5. Вопросы для защиты лабораторной работы.
- •Оглавление
Молярная масса и молярный объем эквивалента.
Эквивалент, как частица, может быть охарактеризован молярной массой Мэ(В), молярным объемом Vэ(В) и определенным количеством вещества nэ(В).
Количество вещества эквивалента (nэ) – это величина, пропорциональная отношению числа эквивалентов вещества (Nэ) к числу Авогадро (NА), равному 6,02∙1023 формульных единиц:
nэ = Nэ/ NА , [моль]
по аналогии с количеством вещества:
n = N/ NА, [моль]
Так как в одной формульной единице (атоме, молекуле, радикале и т.д.) содержится Z(В) эквивалентов вещества, то число химических эквивалентов вещества Nэ равно произведению Z(В) на Nф.е.,
Nэ = Z(В) ∙ Nф.е
а, соответственно,
nэ = Z(В) ∙ n, [моль]
Таким образом, моль эквивалентов вещества – это количество вещества, содержащего 6,02∙1023 эквивалентов.
Молярной массой химического эквивалента вещества (Мэ(В)) называется масса одного моль эквивалента вещества В, равная отношению массы вещества (m(В)) к количеству вещества химического эквивалента (nэкв(В)), выражаенная в г/моль или кг/моль:
Мэ(В) = m(В)/ nэ(В)
Взаимосвязь между молярной массой вещества М(В) и молярной массой его эквивалента Мэ(В) выражается соотношением:
Мэ(В) = М(В) / Z(В),
т.е. молярная масса эквивалента вещества всегда в Z раз меньше молярной массы этого вещества.
Например, Мэ(КОН) = М(КОН) / Z(КОН), где Z(КОН)=ν(ОН-)=1, следовательно, Мэ(КОН) =56/1=56 г/моль.
Молярную массу эквивалента сложного вещества можно представить, как сумму молярных масс эквивалентов образующих его составных частей. Например, Мэ(оксида) = Мэ(элемента) + Мэ(кислорода);
Мэ(кислоты) = Мэ(Н+) + Мэ(кислотного остатка);
Мэ(основания) = Мэ(металла) + Мэ(ОН-);
Мэ(соли) = Мэ(металла) + Мэ(кислотного остатка).
Так, молярная масса эквивалента основной соли сульфата кальция равна: Мэ((CaOH)2SO4) = Мэ((CaOH)+) + Мэ(SO42-)= =
Молярным объемом эквивалента газообразного вещества Vэ(В) называется объем одного моль эквивалента газообразного вещества, равный отношению объема данного газообразного вещества (Vгаз) к количеству вещества химического эквивалента газообразного вещества:
Vэ(газа) = Vгаз / nэ , л/моль
Учитывая, что для газов, принимаемых условно за идеальные
n = V / VМ,
где VМ = 22,414 л/моль – объем одного моль любого газа при нормальных условиях (н.у.)*, тогда
Vэ(газа) = VМ/ Z(В) = 22,414 / Z(В) , л/моль.
Таким образом, объем эквивалента
* Нормальные условия (н.у.) – термодинамическая температура Т=273,15К, атмосферное давление р=1,01325∙105 Па (1 атм, 760 мм рт.ст.). Не путать со стандартными условиями!
1.3. Закон эквивалентов.
Закон эквивалентов, открытый в 1792 г. И.Рихтером гласит: элементы всегда взаимодействуют между собой в определенных массовых количествах, соответствующих их эквивалентам, или: в реакциях всегда участвуют равные количества вещества эквивалентов.
Например, для реакции аА + вВ → сС + dD будут справедливы равенства:
nэ(А) = nэ(В) = nэ(С) = nэ(D)
или
Если вещества А и В газообразные, то закон эквивалентов принимает вид:
Закон эквивалентов для реагирующих веществ, находящихся в растворе:
сэ(А)∙Vр-ра(А) = сэ(В)∙Vр-ра(В),
где сэ(i) = - молярная концентрация эквивалентаi вещества, равная отношению количества вещества эквивалента nэ(i) к объему раствора вещества Vp-pa(i).