3. Расчет z(в) в обменных реакциях.

В реакциях обмена степени окисления атомов не изменяются и каждый из ионов сохраняет свой заряд. В таких реакциях происходит замещение одних ионов на другие.

Например, в реакции

H₃PO₄ + 2KOH = K₂HPO₄ + 2H₂O (11)

в одной формульной единице H₃PO₄ заместилось два иона водорода, т.к. продуктом замещения является K₂HPO₄.

В обменных реакциях эквивалентное число по величине равно суммарному заряду замещающихся (обменивающихся) ионов в одной формульной единице данного вещества.

Z(В) = N_i · |q_i|, (12)

где N_i – число заместившихся ионов в одной ФЕ вещества;

|q_i| - абсолютное значение заряда заместившихся ионов.

Так в реакции (11) в H₃PO₄ замещается водород, для которого , аZ(H₃PO₄) = 2∙1=2, т.к. заместилось два атома водорода.

Рассчитаем эквивалентные числа карбоната натрия Na₂CO₃ в реакциях (13) и (15).

В реакции

Na₂CO₃ + HCl = NaHCO₃ + NaCl (13)

Z(Na₂CO₃) = 1, т.к. в одной формульной единице Na₂CO₃ замещается один ион натрия, заряд которого равен +1.

Z(Na₂CO₃) =(14)

В реакции

Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + CO₂ + H₂O (15)

Z(Na₂CO₃) = 2, т.к. в одной формульной единице Na₂CO₃ замещаются два иона натрия, суммарный заряд которых по величине равен двум

Z(Na₂CO₃) = (16)

Таким образом, в реакциях (13) и (15) карбонат натрия имеет разные значения Z(Na₂CO₃).

Расчет Z(В) в обменных реакциях можно вести как по положительной так и по отрицательной части молекулы сложного вещества, что показано на примере реакции (17) (см. табл. 3).

(17)

Таблица 3

ФЕ	Замещающиеся частицы	Ni	qi	Z(B)	Э(В)
K3PO4	K^+	3	+1	3·1=3	K3PO4
		1	–3	1·3=3
CaCl2	Ca^+2	1	+2	1·2=2	CaCl2
	Cl^–	2	–1	2·1=2
Ca3(PO4)2	Ca^+2	3	+2	3·2=6	Ca3(PO4)2
		2	–3	2·3=6
KCl	K^+	1	+1	1·1=1	KCl
	Cl^–	1	–1	1·1=1

4. Молярная масса и молярный объем эквивалентов вещества.

Единица количества вещества – моль. Один моль эквивалентов любого вещества содержит 6,02·10²³ эквивалентов, так же как один моль любого вещества содержит 6,02·10²³ формульных единиц этого вещества.

Массу одного моль эквивалентов вещества называют молярной массой эквивалентов вещества. Обозначение – Мэк(В), единицы измерения г/моль-эк.

Мэк(В) может быть рассчитана по формуле:

, (18)

где М(В) – молярная масса вещества, г/моль;

Z(В) – эквивалентное число вещества.

Наряду с понятием молярной массы эквивалентов используют понятие о молярном объеме эквивалентов газообразного вещества. Обозначение Vэк(В), единицы измерения л/моль-эк. Vэк(В) – это объем, который занимает один моль эквивалентов газообразного вещества при данных условиях, и он в Z раз меньше молярного объема газа.

(19)

где V_м(В) – молярный объем газа, л/моль.

При нормальных условиях (н.у.: Т^о = 273 К, р^о = 1,013·10⁵ Па) молярный объем любого идеального газа равен 22,4 л/моль, поэтому молярный объем эквивалентов газов в этих условиях вычисляют по уравнению:

(20)

где – молярный объем эквивалентов газообразного вещества при н.у., л/моль-эк;

(В) – молярный объем газа при н.у., л/моль.

В реакциях (3), (6) и (8) были определены значения Z(H₂) и Z(O₂), зная которые можно рассчитать Мэк и этих веществ и в дальнейшем использовать при решении задач, как табличные величины.

Таблица 4

Вещество	ФЕ	Z(В)	М(В), г/моль	Мэк(В), г/моль-эк	(В), л/моль-эк
Водород	H2	2	2	1	11,2
Кислород	O2	4	32	8	5,6