Эквивалент соляной кислоты равен

Эквивалент соляной кислоты равен

Эквивалент – это реальная или условная частица, которая в кислотно-основных реакциях присоединяет (или отдает) один ион Н + или ОН – , в окислительно-восстановительных реакциях принимает (или отдает) один электрон, реагирует с одним атомом водорода или с одним эквивалентом другого вещества. Например, рассмотрим следующую реакцию:

В ходе этой реакции только два атома водорода замещаются на атомы калия, иначе, в реакцию вступают два иона Н + (кислота проявляет основность 2). Тогда по определению эквивалентом H 3 PO 4 будет являться условная частица 1/2 H 3 PO 4, т.к. если одна молекула H 3 PO 4 предоставляет два иона Н + , то один ион Н + дает половина молекулы H 3 PO 4.

С другой стороны, на реакцию с одной молекулой ортофосфорной кислотой щелочь отдает два иона ОН – , следовательно, один ион ОН – потребуется на взаимодействие с 1/2 молекулы кислоты. Эквивалентом кислоты является условная частица 1/2Н3РО4, а эквивалентом щелочи частица КОН.

Число, показывающее, какая часть молекулы или другой частицы вещества соответствует эквиваленту, называется фактором эквивалентности ( f Э). Фактор эквивалентности – это безразмерная величина, которая меньше, либо равна 1. Формулы расчета фактора эквивалентности приведены в таблице 1.1.

Таким образом, сочетая фактор эквивалентности и формульную единицу вещества, можно составить формулу эквивалента какой-либо частицы, где фактор эквивалентности записывается как химический коэффициент перед формулой частицы:

f Э (формульная единица вещества) º эквивалент

В примере, рассмотренном выше, фактор эквивалентности для кислоты, соответственно, равен 1/2, а для щелочи КОН равен 1.

Между H 3 PO 4 и КОН также могут происходить и другие реакции. При этом кислота будет иметь разные значения фактора эквивалентности:

Следует учитывать, что эквивалент одного и того же вещества может меняться в зависимости от того, в какую реакцию оно вступает. Эквивалент элемента также может быть различным в зависимости от вида соединения, в состав которого он входит. Эквивалентом может являться как сама молекула или какая-либо другая формульная единица вещества, так и ее часть.

Таблица 1.1 – Расчет фактора эквивалентности

Частица

Фактор эквивалентности

Примеры

Элемент

,

где В(Э) – валентность элемента

Простое вещество

,

где n (Э) – число атомов элемента (индекс в химической формуле), В(Э) – валентность элемента

f Э (O3) = 1/(3 × 2) = 1/6

Оксид

,

где n (Э) – число атомов элемента (индекс в химической формуле оксида), В(Э) – валентность элемента

f Э (P2O5) = 1/(2 × 5) = 1/10

Кислота

,

где n ( H + ) – число отданных в ходе реакции ионов водорода (основность кислоты)

f Э ( H 2 SO 4 ) = 1/1 = 1 (основность равна 1)

(основность равна 2)

Основание

,

где n (О H – ) – число отданных в ходе реакции гидроксид-ионов (кислотность основания)

f Э ( Cu ( OH )2) = 1/1 = 1 (кислотность равна 1) или

(кислотность равна 2)

,

где n (Ме) – число атомов металла (индекс в химической формуле соли), В(Ме) – валентность металла; n (А) – число кислотных остатков, В(А) – валентность кислотного остатка

f Э ( Cr 2 ( SO 4 )3) = 1/(3 × 2) = 1/6 (расчет по кислотному остатку)

Частица в окислительно-восстано­вительных реакциях

,

где – число электронов, участвующих в процессе окисления или восстановления

Fe 2+ + 2 ® Fe 0

MnO4 – + 8H + + 5 ® ® Mn 2+ + 4H2O

f Э ( MnO 4 – ) = 1/5

,

где z – заряд иона

f Э ( SO 4 2– ) = 1/2

Пример. Определите фактор эквивалентности и эквивалент у солей: а) ZnCl 2, б) КНСО3, в) ( MgOH )2 SO 4.

Решение: Для расчетов воспользуемся формулами, приведенными в таблице 1.1.

Читайте также:  Иконки для меню пуск windows 10

а) ZnCl 2 (средняя соль):

.

f Э( ZnCl 2) = 1/2, поэтому эквивалентом ZnCl 2 является частица 1/2 ZnCl 2.

б) КНСО3 (кислая соль):

.

f Э(КНСО3) = 1, поэтому эквивалентом КНСО3 является частица КНСО3.

в) ( MgOH )2 SO 4 (основная соль):

.

f Э ( ( MgOH )2 SO 4 ) = 1/2, поэтому эквивалентом ( MgOH )2 SO 4 является частица 1/2( MgOH )2 SO 4.

Эквивалент, как частица, может быть охарактеризован молярной массой (молярным объемом) и определенным количеством вещества n э. Молярная масса эквивалента (МЭ) – это масса одного моль эквивалента. Она равна произведению молярной массы вещества на фактор эквивалентности:

МЭ = М × f Э.

Молярная масса эквивалента имеет размерность «г/моль».

Молярная масса эквивалента сложного вещества равна сумме молярных масс эквивалентов образующих его составных частей , например:

МЭ(соли) = МЭ(Ме) + МЭ(кислотного остатка).

Газообразные вещества помимо молярной массы эквивалента имеют молярный объем эквивалента ( или V Э) – объем, занимаемый молярной массой эквивалента или объем одного моль эквивалента . Размерность « л/моль » . При н.у. получаем:

Закон эквивалентов был открыт в 1792 г. И. Рихтером. Современная формулировка закона: вещества реагируют и образуются согласно их эквивалентам . Все вещества в уравнении реакции связаны законом эквивалентов, поэтому:

n э(реагента1) = … = n э(реагента n ) = n э (продукта1) = … = n э (продукта n )

Из закона эквивалентов следует, что массы (или объемы) реагирующих и образующихся веществ пропорциональны молярным массам (молярным объемам) их эквивалентов. Для любых двух веществ, связанных законом эквивалентов, можно записать:

или или ,

где m 1 и m 2 – массы реагентов и (или) продуктов реакции , г ;

, – молярные массы эквивалентов реагентов и (или) продуктов реакции , г/моль ;

V 1, V 2 – объемы реагентов и (или) продуктов реакции , л ;

, – молярные объемы эквивалентов реагентов и (или) продуктов реакции , л/моль .

Эквивалент (Э) — это реальная или условная частица вещества, которая может замещать, присоединять, высвобождать или быть каким-либо другим образом эквивалентна одному иону водорода (Н + ) в ионообменных реакциях или одному электрону (е ) в окислительно-восстановительных реакциях.

Например, в реакции:

NaOH + HCl = NaCl + H2O

эквивалентом будет реальная частица — ион Na + , в реакции

эквивалентом будет являться условная (мнимая) частица 1/2Zn(OH)2.

Так же, как в случае молекул, атомов или ионов, эквивалент описывают с помощью химических формул. Например, гидроксид калия во всех обменных реакциях может присоединять один ион водорода, следовательно, эквивалентом гидроксида калия будет молекула КОН. Э= . Эквивалентом соляной кислоты в ионообменных реакциях будет НСl. Э= . Цинк может окисляться только до Zn 2+ , следовательно, в окислительно-восстановительных реакциях эквивалентом цинка будет условная величина, половина его атома или иона, Э=1/2 . Для фосфорной кислоты Э=1/3<Н3РО4>. Это химическая формула эквивалента.

Число, обозначающее, какая доля от реальной частицы эквивалентна одному иону водорода или одному электрону, получила название фактора эквивалентности, fЭ.

Масса одного моля эквивалентов называется молярной массой эквивалентов вещества (эквивалентной массой) МЭ . Она рассчитывается, как произведение фактора эквивалентности на молярную массу вещества:

Молярная масса эквивалента сложного вещества равна сумме молярных масс эквивалентов образующих его составных частей.

Газообразные вещества помимо молярной массы эквивалента имеют молярный объем эквивалента, VЭ, (или эквивалентный объем) — объем, занимаемый молярной массой эквивалента или объем одного моль эквивалента.

Он измеряется в литрах и вычисляется (при н.у., Т = 273 К, Р = 760 мм рт. ст. или 101,3 кПа), как произведение фактора эквивалентности на молярный объем газа:

Физический смысл эквивалента заключается в том, что эквивалент характеризует реакционные возможности вещества: сколько именно ионов водорода или эквивалентных ему однозарядных частиц может использовать молекула (ион) вещества в ионообменных реакциях, или сколько именно электронов потребуется для превращения этой молекулы (иона) в окислительно-восстановительных реакциях (ОВР).

Читайте также:  Использование абсолютных картинок в управляемых формах

Максимальное содержание эквивалентов в молекуле вещества, как в ионообменных реакциях, так и в ОВР можно определить по формулам, рассматривая состав соединения.

Решение: Для кислот, оснований и солей фактор эквивалентности в обменных реакциях при максимальном содержании эквивалентов в молекуле определяется по формуле: 1

где n — число функциональных групп в молекуле,

z — абсолютная величина заряда функциональной группы.

Функциональными группами в кислотах являются ионы водорода, в основаниях — ионы гидроксила, в солях — ионы металла. Конечно, в кислых солях также ионы Н + , а в основных — ОН , в зависимости от реакции. Таким образом:

Оксиды делятся на солеобразующие (кислотные, амфотерные, основные) и несолеобразующие. Для несолеобразующих (безразличных) оксидов СО, N2О, NО характерны окислительно-восстановительные реакции, (ОВР). В ОВР эквивалент всегда рассчитывается по изменению степени окисления.

Для солеобразующих оксидов в реакциях не ОВР фактор эквивалентности определяется по формуле (3) для кислот (оснований), ангидридом которых является данный оксид.

Пример 2. Определить в реакциях присоединения/разложения, не являющихся ОВР, а) фактор эквивалентности, fЭ; б) химическую формулу эквивалента, Э; в) молярную массу эквивалентов, МЭ, а для газов и г)объем моля эквивалентов, VЭ, при максимальном содержании эквивалентов в молекуле для следующих веществ из класса оксидов. СО2 — газ, СаО, Р2О5.

Решение: СО2 — кислотный оксид, является ангидридом двухосновной угольной кислоты Н2СО3, в соответствии с чем его фактор эквивалентности составляет 1/2.

СаО — основной оксид, являющийся ангидридом двухкис-лотного основания Са(ОН)2, в соответствии с чем его фактор эквивалентности составляет 1/2.

Следовательно, одна молекула Р2О5 эквивалентна 6 ионам водорода, в соответствии с чем, его фактор эквивалентности находится из формулы fЭ = 1/(2∙3) и составляет 1/6.

Если дана конкретная реакция, то состав эквивалента следует определять из сопоставления начальных и конечных продуктов реакции.

В первую очередь следует определить, с каким типом реакции мы имеем дело: с окислительно-восстановительной реакцией (ОВР) или с не-ОВР. К последним относятся реакции, в которых не меняются степени окисления элементов, например, ионнообменные реакции и часть реакций разложения. Из определения эквивалента следует, что в зависимости от типа реакции, по разному определяется состав эквивалента вещества. В ионообменных реакциях (не-ОВР) надо рассматривать, сколько ионов водорода или эквивалентных ему частиц ( + , К + , ОН , Сl и т.д.) взаимодействует с рассматриваемым веществом. Напоминаем, что окислительно-восстановительными реакциями (ОВР), являются такие, в которых изменяются степени окисления (С.О.) элементов.

В ОВР для того, чтобы определить фактор эквивалентности и правильно записать химическую формулу эквивалента, надо определить С.О. окисляющегося или восстанавливающегося элемента в данном веществе до и после реакции и определить число электронов, перемещаемых в оболочке этого элемента. Согласно определению, эквивалент составит такую часть молекулы, которая приходится на 1 электрон. Никакого учета коэффициентов в реакциях при этом не требуется.

Пример 3. Определить: фактор эквивалентности, fЭ, химическую формулу эквивалента, Э, молярную массу эквивалентов, МЭ, и (для газов) молярный объем эквивалентов, VЭ, реагирующих веществ в следующих реакциях:

Кислород в реакции 2 меняет свою С.О. от 0 до -2. При этом у каждого атома кислорода перемещаются 2 электрона. В молекуле кислорода О2 неразрывно связаны 2 атома. Следовательно, молекула кислорода содержит 4 эквивалента. fЭ = 1/4, Э = ¼<О2> МЭ = fЭ∙МО2 = 1/4(2∙16) = 8 г/моль. Кислород — газ. VЭ = fЭ∙22,4 = 5,6 л.

Читайте также:  Скайп сохранить историю переписки

Итак, обобщая вышеизложенный материал, расчет фактора эквивалентности для некоторых классов химических соединений можно представить в виде таблицы 1.

Эквивалент- количество вещества, которое входе реакции присоединяет, замещает, выделяет 1 моль (атомов) ионов водорода. В ОВР под эквивалентом понимают такое количество вещества, которое отдает или присоединяет 1 моль элементов.

Молярная концентрация(С)-отношение количества растворенного вещества, к общему раствора.

С= моль/л или М

Нормальная концентрация()- отношение числа эквивалента вещества к объему раствора.

=экв/л или Н

Связь нормальной и молярной концентрации С= F* )

Эквивалентная масса(Э)-масса одного эквивалента вещества, выраженная в граммах. Э гр/экв

Расчет эквивалентных масс для соединений различных классов.

1 Оксиды- молярную массу вещества делят на число атомов элемента в оксиде, умноженное на его степень окисления.

Э(CuO)==гр/экв (ν=)

CuO + Cu + O

2 моль H → 1 моль CuO

1 моль H → 0,5 моль CuO

+ 3→ 2Fe + 3O

===27 г/экв

-концентрация, на которую надо умножить массу при расчете эквивалентной массы.

f ( ) f =

2 Кислоты — молярную массу делят на число атомов водорода, замещенных в молекуле кислоты входе реакции.

+ 3NaOH +3O

== 33 г/экв f =

+ 2NaOH + 2O

== 49 г/экв f =

Для одноосновных кислот молярная масса и эквивалент равны .

3 Основания( щелочи ) – молярную массу делят на число гидроксильных групп, замещаемых в молекуле основания входе реакции.

+ → 2NO

= 7 г/экв f =

4 Соли- молярную массу делят на число атомов металла ,умноженных на его валентность.

Закон эквивалентов- в химических реакциях вещества реагируют и образуются в количествах, равных эквивалентам ( сколько эквивалентов в-ва расходовано, столько же эквивалентов другого в-ва образовалось)

Объемный анализ- является одним из методов количественного анализа. Сущность метода заключается в измерении объема раствора реактива известной концентрации, затраченного на реакцию. При анализе раствор реактива, концентрация которого известна, из калиброванного по объему сосуда (бюретки) по каплям приливают к исследуемому раствору до тех пор, пока тем или иным способом не будет установлено, что все вещество в исследуемом растворе прореагировало с добавляемым реактивом. Эта процедура называется титрование

4.Электронное строение атомов. Корпускулярно-волновой дуализм электронов. Атомная орбиталь. Энергетические уровни и подуровни. Квантовые числа, их физический смысл.

Электронное строение атома.

В атоме, с точки зрения механики, электрон рассматривается одновременно и как частица(имеет массу и заряд) и как волна(явление дифракции)или как говорят, обладает корпускулярно-волновым дуолизмом.

Область околоядерного пространства, в котором наиболее вероятно нахождение электрона -атомная орбиталь .В этой области как бы «размазан» заряд электронов.

Электроны с приблизительно равной энергией, находящиеся приблизительно на одинаковом расстоянии от ядра, образуют электронный слой(энергетический уровень). В пределах одного энергетического уровня электроны могут незначительно различаться по энергии, располагаясь на различных энергетических подуровнях.

Движение электронов в атоме описывается волновым уравнением Шредингера, решение которой- волновая функция пси (Ψ)- может быть отображено набором целых чисел, называемых квантовыми числами.

Главное квантовое число (n)-принимает значение натуральных чисел, показывает на каком энергетическом уровне от ядра расположен электрон.

Орбитальное(побочное) квантовое число(l)-зависит от n, принимая значения от 0 до n-1 включительно. Показывает на каком энергетическом подуровне находится электрон, определяет форму орбитали электрона. Число значений l для данного n показывает число подуровней на данном энергетическом уровне.

Числовым значениям l поставлено в соответствии буквенное обозначение.

Ссылка на основную публикацию
Что такое медиана числового ряда
Среднее арифметическое ряда чисел – это сумма данных чисел, поделенная на количество слагаемых. Среднее арифметическое называют средним значением числового ряда....
Что делать если игры не скачиваются
Play Market — официальный магазин приложений для Андроида и главный источник загрузки новых игр и программ на смартфоны и планшеты...
Что делать если заглючил планшет
Если завис планшет леново, самсунг, асус, престижио, дигма и так далее, да еще и в самое неподходящее время радости конечно...
Что такое номер ssid
Компьютеры и телефоны уже давно прочно вошли в нашу жизнь. Помимо смартфонов и ноутбуков, существуют еще десятки устройств, которые имеют...
Adblock detector