Задачи по общей химии
Эквивалент. Закон эквивалентов
жүктеу/скачать 0.75 Mb. Pdf көрінісі
|
| 2. Эквивалент. Закон эквивалентов
Эквивалент (Э) – это реальная или условная частица вещества, которая может замещать, присоединять или выделять один ион водорода в кислотно-основных или ионообменных реакциях или один электрон в окислительно-восстановительных реакциях. Под «реальной частицей» понимают реально существующие соединения (КОН, H2SO4, Н2О), под «условной» – доли этих реальных частиц (½H 2 SO 4 , 1/5KMnO4). Эквивалент так же, как атом, молекула, ион – безразмерная величина, и его состав выражают с помощью химических формул и символов. Количество вещества эквивалентов измеряется в молях. Масса 1 моль эквивалентов называется молярной массой эквивалентов (Мэк) и выражается в г/моль. Эквивалент (молярная масса эквивалентов) для одного и того же вещества может иметь различные значения в зависимости от того, в какую реакцию это вещество вступает. Эквивалент и Мэк рассчитываются неодинаково для кислотно-основных и окислительно-восстановительных реакций. Молярная масса эквивалентов вещества, участвующего в окислительно-восстановительной реакции, рассчитывается как: Мэк , где М – молярная масса вещества; nе– число электронов, присоединенных одной молекулой окислителя или отданных одной молекулой восстановителя. Например, в окислительно-восстановительной реакции горения сероводорода 2H2S + 3O2 = 2H2O + 2SO2 степень окисления серы изменяется от –2 (в H2S) до +4 (в SO2). Следовательно, молекула H2S 15 теряет 6 электронов, т. е. одному электрону эквивалентна условная частица 1/6 молекулы H2S. Э (H2S) = 1/6H2S, а Мэк (H2S) = . У кислорода степень окисления меняется от 0 (в О2) до –2 (в SO2), и так как в его молекуле содержится 2 атома, то число принятых электронов будет равно 4. Таким образом, одному электрону эквивалентна условная частица ¼ молекулы О2: Э (О2) = ¼О2, а Мэк (О2) = . Молярная масса эквивалентов кислоты или основания, участвующих в кислотно-основной реакции, рассчитывается по формуле Мэк (кислоты, основания )= , где М – молярная масса кислоты или основания; n – для кислот – число атомов водорода, замещенных в данной реакции на металл; для оснований – число гидроксильных групп, замещенных в данной реакции на кислотный остаток. Например, в кислотно-основной реакции H2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O (1) оба иона водорода молекулы H2S замещаются на металл и, таким образом, одному иону водорода эквивалентна условная частица ½ H2S. В этом случае Э (H2S) = ½ H2S, а Мэк (H2S) = . В реакции H2S + NaOH = NaHS + H2O (2) в молекуле H2S на металл замещается только один ион водорода и, следовательно, одному иону эквивалентна реальная частица – молекула H2S. В этом случае Э (H2S) = H2S, а Мэк (H2S) = = 34 г/моль. 16 Э (NaOH) в реакциях (1) и (2) равен 1NaOH, так как в обоих случаях на кислотный остаток замещается одна гидроксильная группа. Мэк (NaOH) = 40 г/моль. Молярная масса эквивалентов соли в реакциях обмена рассчитывается по формуле Мэк (соли) = , где М – молярная масса соли; n – число ионов металла, участвующих в реакции от каждой молекулы; |c. o.| – абсолютное значение степени окисления иона металла (о степени окисления см. с. 82). Например, от каждой молекулы Al2(SO4)3 в реакции Al2(SO4)3 + 6NaOH = 2Al(OH)3↓ + 3Na2SO4 участвуют два иона алюминия, степень окисления которого+3. Отсюда Мэк [Al2(SO4)3] = = 57 г/моль, Э Al2(SO4)3 равен 1/6 Al2(SO4)3. Молярная масса эквивалентов оксида Мэк (оксида) = , где М – молярная масса оксида; n – число катионов соответствующего оксиду основания или число анионов соответствующей оксиду кислоты; |c.o.| – абсолютное значение степени окисления катиона или аниона. В реакции P2O5 + 3CaO = Ca3(PO4)2 эквивалент P2O5, образующего два трехзарядных аниона (РО4)3-, равен 1/6 P2O5, а Мэк (P2O5) = г/моль. Эквивалент СаО, дающего один двухзарядный катион ( ), равен ½ СаО, а Мэк (СаО) = = 28 г/моль. 17 Чтобы определить молярную массу эквивалентов элемента в соединении, можно воспользоваться формулой Мэк (эл-та) = , где МА – молярная масса элемента; |c.o.| – абсолютное значение степени окисления элемента. Например, молярные массы эквивалентов фосфора в соединениях РН3, Р2О3 и Р2О5, соответственно, равны: 31 / 3 = 10,3 г/моль; 31 / 3 = 10,3 г/моль; 31 / 5 = 6,2 г/моль, а эквивалент фосфора в соединениях РН3 и Р2О3 равен 1/3 Р, в соединении Р2О5 – 1/5 Р. Нужно также иметь в виду, что молярная масса эквивалентов химического соединения равна сумме молярных масс эквивалентов составляющих его частей. Так, Мэк (РН3) = Мэк (Р) + Мэк (Н) = 10,3 + 1 = 11 г/моль; Мэк (Р2О3) = Мэк (Р) + Мэк (О) = 10,3 + 8 = 18,3 г/моль; Мэк (Р2О5) = Мэк (Р) + Мэк (О) = 6,2 + 8 = 14,2 г/моль. жүктеу/скачать 0.75 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|