Как посчитать эквивалентную молярную массу

Эквивалент. Закон эквивалентов

Материалы портала onx.distant.ru

Эквивалент. Закон эквивалентов

Эквивалент – реальная или условная частица вещества Х, которая в данной кислотно-основной реакции или реакции обмена эквивалентна одному иону водорода Н + (одному иону ОН — или единичному заряду), а в данной окислительно- восстановительной реакции эквивалентна одному электрону.

Фактор эквивалентности f_экв(X) – число, показывающее, какая доля реальной или условной частицы вещества Х эквивалентна одному иону водорода или одному электрону в данной реакции, т.е. доля, которую составляет эквивалент от молекулы, иона, атома или формульной единицы вещества.

Наряду с понятием “количество вещества”, соответствующее числу его моль, используется также понятие количество эквивалентов вещества.

Закон эквивалентов: вещества реагируют в количествах, пропорциональных их эквивалентам. Если взято n(экв₁) моль эквивалентов одного вещества, то столько же моль эквивалентов другого вещества n(экв₂) потребуется в данной реакции, т.е.

При проведении расчетов необходимо использовать следующие соотношения:

1. Молярная масса эквивалента вещества X равна его молярной массе, умноженной на фактор эквивалентности:

2. Количество эквивалентов вещества X определяется делением его массы на молярную массу эквивалента:

3. Объём моль-эквивалента газа Х при н.у. равен молярному объёму газа, умноженному на фактор эквивалентности:

4. Молярная масса эквивалента сложного вещества равна сумме молярных масс эквивалентов составляющих это вещество атомов (ионов).

5. Молярная масса эквивалента оксида равна молярной массе эквивалента элемента плюс молярная масса эквивалента кислорода.

6. Молярная масса эквивалента гидроксида металла равна молярной массе эквивалента металла плюс молярная масса эквивалента гидроксила, например:

М[½Са(ОН)₂] = 20 + 17 = 37 г/моль.

М(½ СаSO₄) = 20 + 48 = 68 г/моль.

Эквивалент в кислотно-основных реакциях

На примере взаимодействия ортофосфорной кислоты со щелочью с образованием дигидро-, гидро- и среднего фосфата рассмотрим эквивалент вещества H₃PO₄.

Эквивалент NaOH соответствует формульной единице этого вещества, так как фактор эквивалентности NaOH равен единице. В первом уравнении реакции молярное соотношение реагентов равно 1:1, следовательно, фактор эквивалентности H₃PO₄ в этой реакции равен 1, а эквивалентом является формульная единица вещества H₃PO₄.

В третьем уравнении реакции количество веществ реагентов относятся друг к другу как 1:3. Следовательно, фактор эквивалентности H₃PO₄ равен 1/3, а её эквивалентом является 1/3 часть формульной единицы вещества H₃PO₄.

Таким образом, эквивалент вещества зависит от вида химического превращения, в котором принимает участие рассматриваемое вещество.

Следует обратить внимание на эффективность применения закона эквивалентов: стехиометрические расчёты упрощаются при использовании закона эквивалентов, в частности, при проведении этих расчётов отпадает необходимость записывать полное уравнение химической реакции и учитывать стехиометрические коэффициенты. Например, на взаимодействие без остатка 0,25 моль-экв ортофосфата натрия потребуется равное количество эквивалентов вещества хлорида кальция, т.е. n(1/2CaCl₂) = 0,25 моль.

Эквивалент в окислительно-восстановительных реакциях

Фактор эквивалентности соединений в окислительно-восстановительных реакциях равен:

где n – число отданных или присоединенных электронов.

Для определения фактора эквивалентности рассмотрим три уравнения реакций с участием перманганата калия:

В результате получаем следующую схему превращения KMnO₄.

в кислой среде: Mn +7 + 5e = Mn +2

в нейтральной среде: Mn +7 + 3e = Mn +4

в щелочной среде: Mn +7 + 1e = Mn +6

Схема превращений KMnO₄ в различных средах

Таким образом, в первой реакции f_экв(KMnO₄) = 1/5, во второй – f_экв(KMnO₄) = 1/3, в третьей – f_экв(KMnO₄) = 1.

Следует подчеркнуть, что фактор эквивалентности дихромата калия, реагирующего в качестве окислителя в кислой среде, равен 1/6:

Примеры решения задач

Задача 1. Определить фактор эквивалентности сульфата алюминия, который взаимодействует со щелочью.

Решение. В данном случае возможно несколько вариантов ответа:

Задача 2. Определить факторы эквивалентности Fe₃О₄ и KCr(SO₄)₂ в реакциях взаимодействия оксида железа с избытком хлороводородной кислоты и взаимодействия двойной соли KCr(SO₄)₂ со стехиометрическим количеством щёлочи КОН с образованием гидроксида хрома (III).

Задача 3. Определить факторы эквивалентности и молярные массы эквивалентов оксидов CrО, Cr₂О₃ и CrО₃ в кислотно-основных реакциях.

CrО₃ – кислотный оксид. Он взаимодействует со щёлочью:

Молярные массы эквивалентов рассматриваемых оксидов равны:

М_экв(CrО) = 68(1/2) = 34 г/моль,

Задача 4. Определить объём 1 моль-экв О₂, NH₃ и H₂S при н.у. в реакциях:

V_экв(NH₃) = 22,4× 1/3 = 7,47 л – в первой реакции.

V_экв(NH₃) = 22,4× 1/5 = 4,48 л – во второй реакции.

В третьей реакции для сероводорода V_экв(H₂S)=22,4 1/6 = 3,73 л.

Задача 5. 0,45 г металла вытесняют из кислоты 0,56 л (н.у.) водорода. Определить молярную массу эквивалента металла, его оксида, гидроксида и сульфата.

Задача 6. Рассчитать массу перманганата калия, необходимую для окисления 7,9 г сульфита калия в кислой и нейтральной средах.

f_экв(K₂SО₃) = 1/2 (в кислой и нейтральной среде).

В кислой среде М_экв(KMnO₄) = 158·1/5 = 31,6 г/моль, m(KMnO₄) = 0,1·31,6 = 3,16 г.

В нейтральной среде М_экв (KMnO₄) = 158·1/3 = 52,7 г/моль, m(KMnO₄) = 0,1·52,7 =5,27 г.

Задача 7. Рассчитать молярную массу эквивалента металла, если оксид этого металла содержит 47 мас.% кислорода.

Выбираем для расчётов образец оксида металла массой 100 г. Тогда масса кислорода в оксиде составляет 47 г, а масса металла – 53 г.

В оксиде: n_экв (металла) = n_экв(кислорода). Следовательно:

53:М_экв(Ме) = 47:(32·1/4). В результате получаем М_экв(Ме) = 9 г/моль.

Задачи для самостоятельного решения

2.1. Молярная масса эквивалента металла равна 9 г/моль. Рассчитать молярную массу эквивалента его нитрата и сульфата.

Ответ: 71 г/моль; 57 г/моль.

2.2. Молярная масса эквивалента карбоната некоторого металла составляет 74 г/моль. Определить молярные массы эквивалентов этого металла и его оксида.

Ответ: 44 г/моль; 52 г/моль.

2.3. Рассчитать объём 1 моля эквивалента сероводорода (н.у.), который окисляется до оксида серы (IV).

Ответ: 3,73 л.

2.4. Определить молярную массу эквивалента Ni(OH)Cl в реакциях:

Ni(OH)Cl + NaOH = Ni(OH)₂ + NaCl.

Ответ: 55,6 г/моль; 111,2 г/моль.

2.5. При взаимодействии 4,8 г неизвестного металла и 13 г цинка с соляной кислотой выделяется одинаковый объём водорода. Вычислить молярные массы эквивалентов металла, его оксида и его хлорида.

Ответ: М_{Э(металла)}=12 г/моль; М_{Э(оксида)}=20 г/моль, М_{Э(хлорида)}=47,5 г/моль.

2.6. Рассчитать молярные массы эквивалентов металла и его гидроксида, если хлорид этого металла содержит 79,7 мас.% хлора, а молярная масса эквивалента хлора равна 35,5 г/моль.

Ответ: М_{Э(металла)}=9 г/моль; М_{Э(оксида)}=26 г/моль.

2.7. Какой объём 0,6 М раствора H₂O₂ пойдёт на окисление 150 мл 2н. раствора FeSO₄ в реакции:

Ответ: 250 мл.

2.8. Определить объём хлора (н.у), необходимый для окисления 100 мл 0,5н раствора K₂MnO₄.

Ответ: 0,56 л.

2.9. 0,66 г кислоты требуются для нейтрализации 10 мл 1М раствора КОН. Найти молярные массы эквивалентов кислоты и ее кальциевой соли в обменной реакции.

Ответ: М_{Э(кислоты)}=66 г/моль; М_Э(соли)=85 г/моль.

2.10. Бромид металла в результате обменной реакции полностью переведен в сульфат, при этом масса уменьшилась в 1,47 раз. Найти молярную массу эквивалента металла. Определить какой это металл.

Ответ: М_{Э(металла)}=20 г/моль; Са.

Источник

Как посчитать эквивалентную молярную массу

РАСЧЕТ МОЛЯРНОЙ МАССЫ ЭКВИВАЛЕНТА СОЕДИНЕНИЯ

Для любого соединения общей является формула (1), но эквивалентное число z для каждого класса находится по-разному. Рассмотрим основные классы неорганических соединений в реакциях нейтрализации и обмена:

1.Кислоты имеют в своем составе активный водород, способный замещаться в реакциях нейтрализации, следовательно, эквивалентное число z для кислоты равно числу катионов водорода в ее составе, или ее основности.

Следовательно, эквивалентное число z для основания равно числу гидорксогрупп в его составе, или его кислотности.

3.Соли имеют в своем составе металл и кислотный остаток. Каждая соль может быть получена реакцией нейтрализации, в которой ион металла замещает ионы водорода. Следовательно, эквивалентное число z для соли равно произведению числа атомов металла в ее составе и степени окисления металла.

4.Оксиды состоят из элемента и кислорода. Если предположить, что в реакциях обмена элемент замещается на водород, то эквивалентное число z для оксида равно произведению числа атомов элемента и валентности элемента, образующего оксид.

Решение: Молярная масса соединения равна:

М( Cu ( OH )₂) = 63.5 + (16 +1)2 = 97.5 г/моль.

Молярная масса эквивалента 1/2 Cu ( OH )₂ :

M (1/2 Cu ( OH )₂ ) === 48.8 г/моль.

H ₂ CO ₃ относится к классу кислот, в своем составе содержит два водорода, следовательно, эквивалентное число z ( H ₂ CO ₃ ) = 2.

Молярная масса соединения равна:

М( H ₂ CO ₃ ) = 1 × 2 + 12 +16 × 3 = 62 г/моль.

Таким образом, молярная масса эквивалента H ₂ CO ₃ составляет:

M (1/2 H ₂ CO ₃ ) == = 31 г/моль.

Al ₂ ( SO ₄ )₃ относится к классу солей, в своем составе содержит два атома металла со степенью окисления +3. Эквивалентное число для соли находим по формуле (6):

Молярная масса соединения равна:

М( Al ₂ ( SO ₄ )₃) = 27 × 2 + (32 +16 × 4) × 3 = 342 г/моль.

Теперь можно рассчитать молярную массу эквивалента данной соли:

M (1/6 Al ₂ ( SO ₄ )₃) == = 57 г/моль.

Fe ₂ O ₃ относится к классу оксидов, в своем составе содержит два атома железа со степенью окисления +3. Эквивалентное число для оксида находим по формуле (7):

Молярная масса соединения равна:

М( Fe ₂ O ₃ ) = 56 × 2 +16 × 3 = 160 г/моль.

Далее рассчитаем молярную массу эквивалента данного оксида:

M (1/6 Fe ₂ O ₃ ) == = 26.7 г/моль.

Ответ : 48.8 г/моль; 31 г/моль; 57 г/моль; 26.7 г/моль.

Источник

зМБЧБ 1. пУОПЧОЩЕ ЪБЛПОЩ ИЙНЙЙ

1.1 уФЕИЙПНЕФТЙЮЕУЛЙЕ ЪБЛПОЩ

оБЙВПМЕЕ ЧБЦОПЕ РТБЛФЙЮЕУЛПЕ ЪОБЮЕОЙЕ ЙНЕАФ УМЕДХАЭЙЕ ЪБЛПОЩ ИЙНЙЙ: УФЕИЙПНЕФТЙЮЕУЛЙЕ Й ЗБЪПЧЩЕ.

лБЦДЩК ИЙНЙЮЕУЛЙК ЬМЕНЕОФ ПФМЙЮБЕФУС ПФ ДТХЗЙИ ОЕ ФПМШЛП ИЙНЙЮЕУЛЙН УЙНЧПМПН (ЛБЮЕУФЧЕООБС ИБТБЛФЕТЙУФЙЛБ), ОП ОЕЛПФПТЩНЙ ЛПМЙЮЕУФЧЕООЩНЙ РБТБНЕФТБНЙ. л ОЙН ПФОПУСФУС, РТЕЦДЕ ЧУЕЗП, БФПНОБС НБУУБ ЬМЕНЕОФБ Й ЪБТСД ЕЗП СДТБ (ЙМЙ РПТСДЛПЧЩК ОПНЕТ ЬМЕНЕОФБ). ьФЙ ИБТБЛФЕТЙУФЙЛЙ ДМС ЛБЦДПЗП БФПНБ ЬМЕНЕОФБ РТЙЧЕДЕОБ Ч рЕТЙПДЙЮЕУЛПК УЙУФЕНЕ ЬМЕНЕОФПЧ д. й. нЕОДЕМЕЕЧБ. пДОБЛП УМЕДХЕФ ПФНЕФЙФШ, ЮФП РТЙЧЕДЕООЩЕ НБУУЩ БФПНПЧ СЧМСАФУС ПФОПУЙФЕМШОЩНЙ ЧЕМЙЮЙОБНЙ (ФБЛ ОБЪЩЧБЕНЩНЙ, БФПНОЩНЙ ЕДЙОЙГБНЙ НБУУЩ ЙМЙ Б.Е.Н.). нПМЕЛХМСТОБС НБУУБИЙНЙЮЕУЛПЗП УПЕДЙОЕОЙС ФБЛЦЕ МЕЗЛП ПРТЕДЕМЙНБ, ФБЛ ЛБЛ ПОБ ТБЧОБ УХННЕ БФПНОЩИ НБУУ УПУФБЧМСАЭЙИ ДБООХА НПМЕЛХМХ БФПНПЧ.

фБЛЙН ПВТБЪПН, МАВПЕ ИЙНЙЮЕУЛПЕ УПЕДЙОЕОЙЕ ИБТБЛФЕТЙЪХЕФУС НБУУПК ПДОПЗП НПМС ЙМЙ НПМШОПК (НПМСТОПК) НБУУПК н, ЧЩТБЦБЕНПК Ч З/НПМШ. ъОБЮЙФ, н(H₂O) = 18 З/НПМШ, Б н(H₂SO₄) = 98 З/НПМШ.

уЧСЪШ НЕЦДХ ЛПМЙЮЕУФЧПН n (Ч НПМСИ) Й НБУУПК m (Ч ЗТБННБИ) ЧЕЭЕУФЧБ ЧЩТБЦБЕФУС ЖПТНХМПК:

чПЪОЙЛБЕФ ЪБЛПОПНЕТОЩК ЧПРТПУ П ОЕПВИПДЙНПУФЙ ЧЧЕДЕОЙС ФЕТНЙОБ «НПМШОБС НБУУБ ЧЕЭЕУФЧБ» Й ЕЗП РТЙНЕОЕОЙС, ЧЕДШ ДМС ЙЪНЕТЕОЙС НБУУЩ ЧЕЭЕУФЧБ ХЦЕ ЙНЕАФУС ЧЕМЙЮЙОЩ, ЧИПДСЭЙЕ Ч УЙУФЕНХ уй: ЛЙМПЗТБНН, ЗТБНН, ФПООБ Й Ф.Д. чПРТПУ ПФРБДБЕФ, ЕУМЙ ТБУУНПФТЕФШ РТЙНЕОЕОЙЕ ДБООЩИ ЧЕМЙЮЙО РТЙ БОБМЙЪЕ ИЙНЙЮЕУЛЙИ ХТБЧОЕОЙК.

ч ПВЭЕН УМХЮБЕ ХТБЧОЕОЙЕ ИЙНЙЮЕУЛПК ТЕБЛГЙЙ ЪБРЙУЩЧБАФ Ч ЧЙДЕ

,

ч ЛБЮЕУФЧЕ РТЙНЕТБ ТБУУНПФТЙН РТПУФПЕ ИЙНЙЮЕУЛПЕ ЧЪБЙНПДЕКУФЧЙЕ:

дБООБС ЪБРЙУШ РПЛБЪЩЧБЕФ, ЮФП РТЙ ЧЪБЙНПДЕКУФЧЙЙ ДЧХИ НПМЕЛХМ ЗБЪППВТБЪОПЗП ЧПДПТПДБ о ₂ Й ПДОПК НПМЕЛХМЩ ЗБЪППВТБЪОПЗП ЛЙУМПТПДБ п₂ ПВТБЪХЕФУС ДЧЕ НПМЕЛХМЩ ЧПДЩ.

+п₂=2о₂п2 НПМЕЛХМЩ1 НПМЕЛХМЩ2 НПМЕЛХМЩ200 НПМЕЛХМ100 НПМЕЛХМ200 НПМЕЛХМ2·6,02·10 23 НПМЕЛХМ1·6,02·10 23 НПМЕЛХМ2·6,02·10 23 НПМЕЛХМ2 НПМШ1 НПМШ2 НПМШ2·2 = 4 ЗТБННБ1·32 = 32 ЗТБННБ2·18 = 36 ЗТБННПЧ

йЪ ДБООПЗП РТЙНЕТБ ЧЙДОП, ЮФП ЛПМЙЮЕУФЧП НПМШ ТЕБЗЙТХАЭЙИ Й ПВТБЪХАЭЙИУС Ч ТЕЪХМШФБФЕ ИЙНЙЮЕУЛПК ТЕБЛГЙЙ ЧЕЭЕУФЧ РТСНПРТПРПТГЙПОБМШОП ЛПЬЖЖЙГЙЕОФБН Ч ХТБЧОЕОЙЙ ИЙНЙЮЕУЛПК ТЕБЛГЙЙ.

ьФП РПЪЧПМСЕФ РТПЧПДЙФШ ЛПМЙЮЕУФЧЕООЩЕ ТБУЮЕФЩ, ЙУРПМШЪХС ХТБЧОЕОЙС ЪБДБООЩИ ИЙНЙЮЕУЛЙИ ТЕБЛГЙК.

рТЙНЕТ: ПРТЕДЕМЙФШ НБУУХПВТБЪХАЭЕКУС ЧПДЩ РТЙ УЦЙЗБОЙЙ 16 ЗТБННПЧ ЧПДПТПДБ Ч ЙЪВЩФЛЕ ЛЙУМПТПДБ.

йУРПМШЪХЕН ХЦЕ ЪОБЛПНПЕ ОБН ХТБЧОЕОЙЕ ТЕБЛГЙЙ Й ТБУУФБЧЙН Ч ОЕН ФТЕВХЕНЩЕ ЧЕМЙЮЙОЩ.

+п₂=2о₂п2 НПМШ2 НПМШ4 ЗТБННБ36 ЗТБННПЧ16 ЗТБННПЧи ЗТБННПЧ

РТЙ УЗПТБОЙЙ 4 ЗТБННПЧ о₂ ПВТБЪПЧБМПУШ 36 ЗТБННПЧ о₂п

РТЙ УЗПТБОЙЙ 16 ЗТБННПЧ о₂ ПВТБЪПЧБМПУШ и ЗТБННПЧ о₂п

1.1.2 ьЛЧЙЧБМЕОФОБС НБУУБ (НПМСТОБС НБУУБ ЬЛЧЙЧБМЕОФБ ЧЕЭЕУФЧБ)

m_ЬЛЧ(ПЛУЙДБ) = н_ПЛУЙДБ/(ЮЙУМП БФПНПЧ ЛЙУМПТПДБ·2);

m_ЬЛЧ(ПУОПЧБОЙС) = н_{ПУОПЧБОЙС}/ЛЙУМПФОПУФШ ПУОПЧБОЙС;

m_ЬЛЧ(ЛЙУМПФЩ) = н_{ЛЙУМПФЩ}/ПУОПЧОПУФШ ЛЙУМПФЩ;

m_ЬЛЧ(УПМЙ) = н_УПМЙ/(ЮЙУМП БФПНПЧ НЕФБММБ·ЧБМЕОФОПУФШ НЕФБММБ).

нПЦОП ПФНЕФЙФШ, ЮФП Ч ВПМШЫЙОУФЧЕ УМХЮБЕЧ ЛЙУМПФОПУФШ ПУОПЧБОЙС ТБЧОБ ЮЙУМХ ЗЙДТПЛУЙМШОЩИ ЗТХРР Ч ЖПТНХМЕ ПУОПЧБОЙС, Б ПУОПЧОПУФШ ЛЙУМПФЩ ТБЧОБ ЮЙУМХ БФПНПЧ ЧПДПТПДБ Ч ЖПТНХМЕ ЛЙУМПФЩ.

ьЛЧЙЧБМЕОФОЩЕ НБУУЩ ЧЕЭЕУФЧ ЙУРПМШЪХАФ ДМС ЛПМЙЮЕУФЧЕООЩИ ТБУЮЕФПЧ РТЙ ИЙНЙЮЕУЛЙИ ЧЪБЙНПДЕКУФЧЙСИ НЕЦДХ ЧЕЭЕУФЧБНЙ. пЗТПНОЩН РТЕЙНХЭЕУФЧПН РТЙ ЬФПН СЧМСЕФУС ФП, ЮФП ДМС ЬФПЗП ОЕ ОХЦОП ЙУРПМШЪПЧБФШ ХТБЧОЕОЙЕ ИЙНЙЮЕУЛПК ТЕБЛГЙЙ (ЛПФПТПЕ ЧП НОПЗЙИ УМХЮБСИ ОБРЙУБФШ ЪБФТХДОЙФЕМШОП), ОХЦОП ФПМШЛП ЪОБФШ, ЮФП ДБООЩЕ ИЙНЙЮЕУЛЙЕ ЧЕЭЕУФЧБ ЧЪБЙНПДЕКУФЧХАФ НЕЦДХ УПВПК ЙМЙ ЧЕЭЕУФЧП СЧМСЕФУС РТПДХЛФПН ИЙНЙЮЕУЛПК ТЕБЛГЙЙ.

дМС ЛПМЙЮЕУФЧЕООЩИ ТБУЮЕФПЧ ЙУРПМШЪХЕФУС ЪБЛПО ЬЛЧЙЧБМЕОФПЧ: НБУУЩ ТЕБЗЙТХАЭЙИ Й ПВТБЪХАЭЙИУС ЧЕЭЕУФЧ ПФОПУСФУС ДТХЗ Л ДТХЗХ, ЛБЛ ЙИ ЬЛЧЙЧБМЕОФОЩЕ НБУУЩ.

нБФЕНБФЙЮЕУЛПЕ ЧЩТБЦЕОЙЕ ЪБЛПОБ ЬЛЧЙЧБМЕОФПЧ ЙНЕЕФ УМЕДХАЭЙК ЧЙД:

рТЙНЕТ: ПРТЕДЕМЙФШ НБУУХ УПДЩ (ЛБТВПОБФБ ОБФТЙС) Na₂CO₃, ОЕПВИПДЙНХА ДМС РПМОПК ОЕКФТБМЙЪБГЙЙ 1,96 ЛЗ УЕТОПК ЛЙУМПФЩ H₂SO₄.

чПУРПМШЪХЕНУС ЪБЛПОПН ЬЛЧЙЧБМЕОФПЧ

пРТЕДЕМСЕН ЬЛЧЙЧБМЕОФОЩЕ НБУУЩ ЧЕЭЕУФЧ, ЙУИПДС ЙЪ ЙИ ИЙНЙЮЕУЛЙИ ЖПТНХМ:

Источник

Научная электронная библиотека

§ 2.1.2. Эквивалент

Эквивалент молекулы сложного вещества – это условная часть молекулы, являющаяся носителем одной функциональной связи или одного электрона, участвующего в окислительно-восстановительном процессе.

Эквивалентная масса – это масса одного эквивалента.

Например, если серная кислота (;
М (Н2 SO4) = 98 г/моль), имеющая структурную формулу:

взаимодействует с NaOH по реакции:

Н2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2Н2О, (2.1),

то у неё функциональны две связи Н – О. Вся молекула оказывается носительницей двух функциональных связей, а, значит, двух эквивалентов. Поэтому эквивалентом в данном случае является половина молекулы Н2SO4. Следовательно,

Молярная масса эквивалента (МЭ) – это масса одного моля эквивалента. В данном случае (MЭ(Н2SO4)) для приведённой реакции рассчитывается по формуле:

В аналогичной реакции взаимодействия NaOH с НСl молярная масса эквивалента соляной кислоты численно совпадает с молярной массой НСl:

НСl + NaOH = NaСl + Н2О;

Эквивалент молекулы простого вещества – это условная часть молекулы, являющаяся носителем одной валентности.

Например, молекула водорода состоит из двух атомов, каждый из которых обладает валентностью, равной единице. Поэтому, суммарная валентность молекулы этого простого вещества равна двум. Вся молекула оказывается носительницей двух валентностей, а, значит, согласно последнему определению, двух эквивалентов. Эквивалентом водорода оказывается половина молекулы. Молярная масса эквивалента ((MЭ(Н2)) рассчитывается по формуле:

Следует подчеркнуть, что хотя молекула водорода, также как и молекула соляной кислоты, содержит только одну функциональную связь, однако формулы для расчёта молярных масс эквивалентов этих веществ существенно различаются, потому что одно из них является простым, а другое сложным.

В общем случае, молярные массы эквивалентов (МЭ) рассчитываются следующим образом.

Для простых веществ:

где МЭ(ЭХ) – молярная масса эквивалента простого вещества, состоящего из х атомов элемента Э; М(ЭХ) – молярная масса этого вещества; М(Э) – молярная масса элемента; В(Э) – валентность элемента.

Для элементов (Э), входящих в состав сложного вещества:

То есть, молярные массы эквивалентов простых веществ и молярные массы эквивалентов элементов, входящих в состав сложного вещества, могут рассчитываться по одной и той же формуле.

Для кислот НХА, где А – кислотный остаток:

где y – основность кислоты, т. е. количество ионов H+, принимающих участие в процессе (y ≤ х).

Например, в реакции (2.1) основность серной кислоты равна двум. А для процесса:

Н2SO4 + NaOH = NaНSO4 + Н2О,

основность кислоты равна единице и не совпадает с общим количеством ионов Н+, принимающих участие в процессе.

Для оснований (Э(ОН)Х):

где у’ – кислотность основания, т. е. количество гидроксогрупп, принимающих участие в процессе. (y’ ≤ х).

Например, для реакции:

Са(ОН)2 + 2НСl = СаСl2 + 2Н2О;

Са(ОН)2 + НСl = СаОНСl + Н2О;

Для солей (МеХАу, где Ме – металл):

где В(Ме) – валентность металла; z – количество атомов металла, принимающих участие в процессе (z ≤ х).

где Э – элемент или фрагмент молекулы, неизменяемый в реакции; z′ – количество Э, принимающее участие в процессе.

Например, для реакции:

Аl2O3 + 6HCl = 2АlCl3 + 3H2O;

Э ≡ Al;

UO3 + 2HCl = UO2Cl2 + H2O;

Э ≡ UO2;

Из приведённых примеров видно, что значение молярной массы эквивалента сложных веществ зависит от конкретной реакции, в которой они принимают участие. А значение молярной массы эквивалента элементов, входящих в состав сложного вещества – не зависит от реакции.

Следует подчеркнуть, что рассмотренные выше формулы для нахождения молярных масс эквивалентов сложных веществ, справедливы только в том случае если эти вещества не участвуют в окислительно – восстановительном процессе. Например, в реакции

2КMnO4 + 3 K2SO3 + H2O = 2MnO2 + 3 K2SO4 + 2KOH;

где n – количество электронов, получаемых перманганатом калия

n′ – количество электронов, отдаваемых сульфитом калия. В данном случае

Обобщив, приведённые выше равенства, можно утверждать, что молярную массу эквивалента любого вещества (МЭ) рассчитывают по формуле (2.2):

(2.2)

где M – молярная масса вещества, измеряемая в г/моль; l – количество эквивалентов, приходящееся на одну молекулу, численно равное количеству:

– валентностей (для простых веществ);

– функциональных связей (для сложных веществ, не участвующих в окислительно-восстановительном процессе);

– электронов, получаемых или отдаваемых молекулой (для сложных веществ, участвующих в окислительно-восстановительном процессе).

Подобно тому, как молярная масса вещества (М) представляет собой отношение массы (m) к количеству этого вещества (n)

а молярный объём газа (Vo) – отношение объёма (V), занимаемого им при нормальных условиях (p ≈ 105 Па; t °C ≈ 0 °C)[19] к количеству газа (nг):

молярный объём эквивалента газообразного вещества (VЭ) представляет собой отношение V к количеству молярных масс эквивалента nЭ:

из последних двух равенств вытекает соотношение

в котором все величины являются параметрами одного и того же газа.

Задачи для самостоятельного решения

1. Определить молярные массы эквивалентов соединения Н3РО4 в реакциях:

Н3РО4 + 3КОН = К3РО4 + 3Н2О;

Н3РО4 + 2КОН = К2НРО4 + 2Н2О;

Н3РО4 + КОН = КН2РО4 + Н2О.

Рассчитать молярные массы эквивалентов каждого из атомов в Н3РО4.

2. Определить эквивалентную массу Na2SO4 в реакциях:

Na2SO4 + ВаСl2 = ВаSO4 + 2NaСl;

Na2SO4 + H2SO4 = 2NaHSO4.

3. Определить молярную массу эквивалента Na2O в реакциях:

Na2O + 2НСl = 2NaСl + Н2О;

4. Определить эквивалентную массу Аl(OH)3 в реакциях:

2Аl(OH)3 + 3H2SO4 = Аl2(SO4)3 + 6Н2О;

Аl(OH)3 + H2SO4 = АlOHSO4 + 2Н2О.

5. Рассчитать молярную массу эквивалента кислорода и определить объём, занимаемый молярной массой эквивалента кислорода при н.у.

6. Определить эквивалентные массы, молярные массы эквивалента метана (СН4) и хлора в реакции

1. Дайте определения эквиваленту молекулы сложного вещества и эквиваленту молекулы простого вещества?

2. По какой формуле можно рассчитать молярную массу эквивалента любого вещества?

3. Какое уравнение связывает молярную массу, молярный объём, молярную массу эквивалента и молярный объём эквивалента одного и того же газа.

Источник