1. Моль. Количество вещества эквивалента (эквивалент) и молярная масса эквивалента (эквивалентная масса) простых и сложных веществ. Закон эквивалентов. Молярная масса вещества эквивалента это


Молярная масса эквивалентов вещества

Молярной массой эквивалентов вещества Х называется масса одного моля (или 6,02·1023) его эквивалентов. Она обозначается М [1/z* (Х)] и измеряется в г/моль или в кг/моль. Молярную массу эквивалентов вещества можно рассчитать по формуле:

М [1/z* (Х)]=

где М (Х) – молярная масса вещества Х.

Если фактор эквивалентности равен единице, то молярные массы вещества и его химического эквивалента численно совпадут.

Химическое количество эквивалентов вещества

Химическое количество эквивалентов вещества Х называется отношение массы вещества (m) к молярной массе его эквивалента (М [1/z* (Х)]:

С учётом того, что М [1/z* (Х)] =

Единицей измерения химического количества вещества эквивалентов является моль.

Молярная концентрация эквивалентов вещества

Молярной концентрацией эквивалентов вещества Х называется отношение химического количества эквивалентов вещества n[1/z*(X)] к объему раствора (V), в котором оно находится. Она обозначается c[1/z*(X)] и рассчитывается по формуле:

Молярная концентрация химического эквивалента в системе СИ измеряется в моль/м3 или в моль/дм3 (моль/л).

Молярная концентрация вещества и молярная концентрация его химических эквивалентов вещества связаны следующим отношением: c[1/z*(X)] = z*·c(X)

Если число эквивалентности равно единице, то молярная концентрация вещества и его эквивалентов численно совпадают:

c[1/z*(X)] = c(Х)

Во всех других случаях молярная концентрация эквивалентов вещества в z раз больше молярной концентрации вещества.

На практике, кроме молярной концентрации эквивалентов вещества (особенно в титриметрии), часто используют так называемый титр раствора (Т):

Т(Х)=

Титр имеет размерность г/см3 и показывает, сколько граммов вещества содержится в 1см3 раствора.

Между молярной концентрацией эквивалентов вещества и титром раствора существует следующая зависимость:

Т(Х)= =

c[1/z*(X)] =

Зная титр раствора и его объем, можно определить массу растворенного вещества в растворе.

Закон эквивалентов

К реакциям, протекающим в стехиометрических соотношениях и заканчивающихся полным расходованием исходных веществ применим закон эквивалентов, который можно сформулировать следующим образом:

Количества эквивалентов исходных веществ Х1 и Х2, вступивших между собой в химическую реакцию, равны друг другу и химическим эквивалентам образовавшихся в результате реакции конечных продуктов, т.е.

n[1/z*(X1)] = n[1/z*(X2)]

где n[1/z*(X1)] – количество вещества эквивалента реагента Х1; n[1/z*(X2)] – количество вещества эквивалента реагента Х2.

Если мы знаем массы расходованных исходных веществ и молярные массы их химических эквивалентов, то в этом случае закон эквивалентов можно записать иначе:

где m(X1) и m(X2) – массы исходных веществ Х1 и Х2, соответственно; M[1/z*(X1)] и M[1/z*(X2)] – молярные массы эквивалентов исходных веществ.

Если взаимодействуют между собой растворы веществ Х1 и Х2, и мы знаем их использованные объёмы (V(X1), V(X2)), молярные концентрации эквивалентов вещества c[1/z*(X1)] и c[1/z*(X2)], то закон эквивалентов записывается иначе:

c[1/z*(X1)]·V1 = c[1/z*(X2)]·V2

Такая математическая форма записи закона эквивалентов используется в титриметрическом методе анализа.

Следует отметить, что в литературе, посвященной титриметрическому анализу, до сих пор часто используется устаревшая форма обозначения молярной концентрации эквивалентов вещества с помощью заглавной латинской буквы N. В этом случае закон эквивалентов запишется так:

N1V1 = N2V2

где N1 и N2 – молярные концентрации эквивалентов веществ, называемые иначе нормальными концентрациями, или нормальностью растворов.

Практическая часть занятия

studfiles.net

Молярная масса - эквивалент - вещество

Молярная масса - эквивалент - вещество

Cтраница 1

Молярная масса эквивалента вещества ( моль) - это масса 1 моль эквивалента этого вещества, равная произведению фактора эквивалентности ( / экв) на молярную массу М вещества В.  [1]

Молярную массу эквивалентов вещества можно вычислить по составу соединения данного элемента с любым другим, молярная масса эквивалентов которого известна.  [2]

Молярную массу эквивалентов вещества вычисляют, исходя из его молярной массы. Молярная масса эквивалентов кислоты равна ее молярной массе, деленной на основность кислоты. Молярная масса эквивалентов основания равна его молярной массе, деленной на валентность металла, образующего основание. Молярная масса эквивалентов соли равна ее молярной массе, деленной на произведение валентности металла на число его атомов в молекуле.  [3]

Является ли молярная масса эквивалентов веществ ( эквивалентная масса) постоянной величиной. От чего зависит ее значение.  [4]

Во всех случаях молярная масса эквивалента вещества находится делением его молярной массы на число новых химических связей, устанавливаемых одной частицей вещества в ходе данной реакции. Отсюда фактор эквивалентности можно определить как долю частицы, на которую приходится установление ею одной новой химической связи.  [5]

Наряду с понятием молярной массы эквивалентов вещества иногда удобно пользоваться понятием объема эквивалентов газообразного вещества В.  [6]

Экспериментально установлено, что для выделения на электроде одной молярной массы эквивалента вещества X необходимо затратить одно и то же количество электричества, равное - 96 500 К.  [7]

Фарадея, равное количеству электричества, которое требуется для выделения молярной массы эквивалента вещества; / - сила тока; t - время электролиза.  [8]

Измерениями установлено, что количество электричества, обусловливающее электрохимическое превращение одногй молярной массы эквивалентов вещества, равно 96485 ( округленно 96500) кулонам.  [9]

Если электролит 1 1 -валентный и в 1 дм3 ( 1л) раствора содержится одна молярная масса эквивалента вещества, то суммарный заряд ионов, содержащихся в 1 дм3 раствора, равен N e, где N - концентрация ионов ( постоянная Авогадро), а е - заряд одного иона, равный заряду электрона. Таким образом, для любого раствора суммарный заряд ионов равен NAe. В электрическом поле катионы движутся к катоду, а анионы - к аноду.  [10]

Эквивалентная электрическая проводимость () представляет собой проводимость раствора, помещенного между одинаковыми электродами, расположенными на расстоянии 1 м; при этом площадь электродов должна быть такой, чтобы в объеме раствора между ними содержалась молярная масса эквивалента вещества.  [11]

Электрохимический метод позволяет определить массу элемента, который выделился на одном из электродов в процессе электролиза соединения, содержащего этот элемент. При прохождении через раствор электролита 96 487 Кл электричества на электроде выделяется одна молярная масса эквивалента вещества. Например, экспериментально установлено, что при пропускании через раствор нитрата серебра электрического тока силой 0 5 А в течение 480 с выделилось 0 27 г серебра.  [12]

Молярная масса электрохимических эквивалентов вещества В, символ Мэх ( В) - это масса вещества В, деленная на количество электричества Q: Мэх ( В) т B / Q. Молярная масса электрохимических эквивалентов вещества представляет собой ту массу вещества В, которая выделяется на электроде при прохождении через электролит количества электричества, равного одному кулону. Например, значение Мэх ( Си) и Мэх ( Ag) равно соответственно 0 3294 10 и 1 113 10 г / Кл. Молярная масса эквивалентов вещества В пропорциональна молярной массе электрохимических эквивалентов того же вещества: МЭКВ РМэх. Например, если через электролит, содержащий катионы Си, прошло / Кл / моль, то выделится 96 485 0 3294 10 31 78 г / моль молярной массы эквивалентов меди. Коэффициент пропорциональности F - постоянная Фарадея.  [13]

Страницы:      1

www.ngpedia.ru

1. Моль. Количество вещества эквивалента (эквивалент) и молярная масса эквивалента (эквивалентная масса) простых и сложных веществ. Закон эквивалентов

93

Моль - количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов (молекул, атомов, ионов, электронов и т.д.), сколько атомов содержится в 0,012 кг углерода-12 массой. При использовании термина «моль» структурные элементы должны быть специфицированы и могут быть атомами, молекулами, ионами, электронами и другими частицами или специфицированными группами частиц. Например, моль молекул водорода, моль атомов водорода, моль ионов водорода.

0,012 кг углерода-12 содержит 6,02∙1023 атомов углерода (постоянная Авогадро Na = 6,022045∙1023 моль-1). Следовательно, моль – это такое количество вещества, которое соответствует постоянной Авогадро, т.е. содержит 6,02∙1023 структурных элементов.

Масса одного моля вещества называется молярной массой (М). Единицей измерения молярной массы является г/моль или кг/моль.

Относительная молекулярная масса Mr – это молярная масса вещества, отнесенная к молярной массы атома углерода – 12.

Относительная атомная масса Аr – это молярная масса атома вещества, отнесенная к молярной массы атома углерода – 12.

Пример 1. Выразите в молях: а) 6,02∙1021 молекул СО2; б) 1,20∙1024 атомов кислорода; в) 2,00∙1023 молекул воды. Чему равна молярная масса указанных веществ?

Решение. Моль- это количество вещества, в котором содержится число частиц любого определенного сорта, равное постоянной Авогадро Na = 6,02∙1023 моль-1. Отсюда а) 6,02∙1021, т.е. 0,01 моль; б) 1,20∙1024, т.е. 2 моль; в) 2,00∙1023, т.е. 1/3 моль.

Масса моля вещества выражается в кг/моль или г/моль. Молярная масса вещества в граммах численно равна его относительной молекулярной (атомной) массе.

Так как молекулярные массы СО2 и Н2О и атомная масса кислорода соответственно равны 44; 18 и 16, то их молярные массы равны: а) 44 г/моль; б) 18 г/моль; в) 16 г/моль.

Пример 2. Определите эквивалент (Э) и молярную массу эквивалента mЭ азота, серы и хлора в соединениях Nh4, h3S и НС1.

Решение. Масса вещества и количество вещества — понятия неидентичные. Масса выражается в килограммах (граммах), а количество вещества — в молях.

Эквивалент элемента (Э) — это такое количество вещества, которое взаимодействует с 1 моль атомов водорода в химических реакциях. Масса эквивалента элемента называется молярной массой эквивалента (тЭ). Таким образом, эквиваленты (количество вещества эквивалента) выражаются в молях, а молярная масса эквивалента — в г/моль.

В данных соединениях с 1 моль атомов водорода соединяется 1/3 моль азота, 1/2 моль серы и 1 моль хлора. Отсюда Э(N) = 1/3 моль, Э(S) = 1/2 моль, Э(С1) = 1 моль.

Исходя из молярных масс этих элементов, определяем их молярные массы эквивалентов: mЭ(N) = ∙14= 4,67 г/моль;mЭ(S) = ∙32 = 16 г/моль;

mЭ(С1) = 1∙35,45 = 35,45 г/моль.

Пример 3. На восстановление 7,09 г оксида двухвалентного металла требуется 2,24 л водорода (н.у.). Вычислите молярную массу эквивалента оксида и молярную массу эквивалента металла. Чему равна атомная масса металла?

Нормальные условия по Международной системе единиц (СИ): давление 1,013 • 105 Па (760 мм рт. ст. = 1 атм), температура 273 К или 0° С.

Решение. Согласно закону эквивалентов массы (объемы) реагирующих веществ m1 и m2 пропорциональны их молярным массам (объемам) (уравнения 1 и 2):

; (1)

. (2)

Если одно из веществ находится в газообразном состоянии, то, как правило, его количество измеряется в объемных единицах (см3, л, м3).

Объем, занимаемый при данных условиях молярной массой эквивалента газообразного вещества, называется молярным объемом эквивалента этого вещества. Молярный объем любого газа при н.у. равен 22,4 л. Отсюда эквивалентный объем водорода, молекула которого состоит из двух атомов, т.е. содержит два моля атомов водорода, равен = 22,4 / 2 = 11,2 л. В формуле (2) отношение заменяем равным ему отношением, где-объем водорода,  эквивалентный объем водорода:

(3)

Из уравнения (3) находим молярную массу эквивалента оксида металла :

; г/моль.

Согласно закону эквивалентов mЭ(МеО)=mЭ(Me)+mЭ(О2). Отсюда

mЭ(Ме) = mЭ(МеО) – mЭ(О2 ) =35,5 – 8 =27,45 г/моль.

Молярная масса металла определяется из соотношения mЭ = А/В, где mЭ - молярная масса эквивалента, А  молярная масса металла, В – стехиометрическая валентность элемента;

А = mЭ∙В = 27,45∙2 = 54,9 г/моль.

Так как относительная атомная масса численно равна относительной молярной массе, выраженной в г/моль, то искомая атомная масса металла равна 54,9.

Пример 4. Сколько г металла, эквивалентная масса которого равна 12,16 г/моль, взаимодействует с 310 см3 кислорода (н.у.)?

Решение. Так как молярная масса О2 (32 г/моль) при н.у. занимает объем 22,4 л, то объем молярной массы эквивалента кислорода (8 г/моль) будет равен 22,4 : 4 = 5,6 л = 5600 см3. По закону эквивалентов

или ,

откуда г.

Пример 5. Вычислите количество вещества эквивалентов и молярные массы эквивалентов h3SO4 и А1(ОН)3 в реакциях:

h3SО4 + КОН = KHSО4 + Н2О (1)

h3SO4+ Mg = MgSO4 + Н2(2)

А1(ОН)3 + НС1 = Al(OH)2C1 + h3O (3)

Al(ОН)3 + 3 HNO3 = A1(NO3)3 + 3 h3O (4)

Решение. Молярная масса эквивалента сложного вещества, как и молярная масса эквивалента элемента, может иметь различные значения и зависит от того, в какую реакцию обмена вступает это вещество. Молярная масса эквивалента кислоты (основания) равна молярной массе (М), деленной на число атомов водорода, замещенных в данной реакции на металл (на число вступающих в реакцию гидроксильных групп). Следовательно, эквивалентная масса h3SO4 в реакции (1) = 98 г/моль, а в реакции (2)/2 = 49 г/моль. Эквивалентная масса А1(ОН)3 в реакции (3) = 78 г/моль, а в реакции (4)

/3 = 26 г/моль .

Задачу можно решить и другим способом. Так как h3SO4 взаимодействует с одной молярной массой эквивалента КОН и двумя молярными массами эквивалента магния, то ее молярная масса эквивалента равна в реакции (1) (М/1) г/моль и в реакции (2) (M/)2 г/моль. А1(ОН)3 взаимодействует с одной молярной массой эквивалента НС1 и тремя молярными массами эквивалента НNОз, поэтому его молярная масса эквивалента в реакции (3) равна (М/1) г/моль, a в реакции (4) (М/3) г/моль. Количество вещества эквивалента h3SO4 в уравнениях (1) и (2) сoответственно равны 1 моль и 1/2 моль, количество вещества эквивалента А1(ОН)3 в уравнениях (3) и (4) соответственно равны 1 моль и 1/3 моль.

Пример 6. Из 3,85 г нитрата металла получено 1,60 г его гидроксида. Вычислите молярную массу эквивалента металла mЭ(Mе).

Решение. При решении задачи следует иметь в виду: а) молярная масса эквивалента гидроксида равна сумме молярных масс эквивалентов металла и гидроксильной группы; б) молярная масса эквивалента соли равна сумме молярных масс эквивалентов металла и кислотного остатка. Вообще молярная масса эквивалента химического соединения равна сумме молярных масс эквивалентов составляющих его частей.

Учитывая сказанное, подставляем соответствующие данные в уравнение (1) примера 3:

откуда mЭ(Me) = 15 г/моль.

Пример 7. В какой массе Са(ОН)2 содержится столько же эквивалентных масс, сколько в 312 г А1(ОН)3?

Решение. Молярная масса эквивалента А1(ОН)3 равна 1/3 его молярной массы, т.е. 78/3 = 26 г/моль. Следовательно в 312 г А1(ОН)3 содержится 312/26 = 12 эквивалентов. Молярная масса эквивалента Са(ОН)2 равна 1/2 его молярной массы, т.е. 37 г/моль. Отсюда 12 эквивалентов составляют 37 г/моль x 12 моль = 444 г.

Пример 8. Вычислите абсолютную массу молекулы серной кислоты в граммах.

Решение. Моль любого вещества (см. пример 1) содержит постоянную Авогадро NA структурных единиц (в нашем примере молекул). Молярная масса h3SO4 равна 98,0 г/моль. Следовательно, масса одной молекулы 98/(6,02∙1023) = 1,63∙10-22г.

studfiles.net

Эквивалент вещества - это... Что такое Эквивалент вещества?

Эквивалент вещества или Эквивалент — это реальная или условная частица, которая может присоединять, высвобождать или другим способом быть эквивалентна катиону водорода в ионообменных реакциях или электрону в окислительно-восстановительных реакциях[1][2].

Например, в реакции:

NaOH + HCl = NaCl + h3O

эквивалентом будет реальная частица — ион Na+, в реакции

Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2h3O

эквивалентом будет являться мнимая частица ½Zn(OH)2.

Под эквивалентом вещества также часто подразумевается количество эквивалентов вещества или эквивалентное количество вещества — число моль вещества, эквивалентное одному моль катионов водорода в рассматриваемой реакции.

Эквивалентная масса

Эквивалентная масса — это масса одного эквивалента данного вещества.

Эквивалентная молярная масса вещества

Молярная масса эквивалентов обычно обозначается как или . Отношение эквивалентной молярной массы вещества к его собственно молярной массе называется фактором эквивалентности (обозначается обычно как ).

Молярная масса эквивалентов вещества — масса одного моля эквивалентов, равная произведению фактора эквивалентности на молярную массу этого вещества.

Mэкв = fэкв×M

Фактор эквивалентности

Отношение эквивалентной молярной массы к его собственной молярной массе называется фактором эквивалентности (обозначается обычно как ).

Число эквивалентности

Число эквивалентности z представляет собой небольшое положительное целое число, равное числу эквивалентов некоторого вещества, содержащихся в 1 моль этого вещества. Фактор эквивалентности связан с числом эквивалентности z следующим соотношением: =1/z.

Например, в реакции:

Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2h3O

Эквивалентом является частица ½Zn(OH)2. Число ½ есть фактор эквивалентности, z в данном случае равно 2

вещество реакция простое * сложное ОВР (Окислительно-восстановительная реакция) обменная
число атомов в формульной единице число катионов (анионов) число атомов элемента, поменявших степень окисления число замещенных частиц в формульной единице
характерная валентность элемента фиктивный заряд на катионе (анионе) число принятых (отданных) элементом электронов фиктивный заряд на частице

— для инертных газов

Фактор эквивалентности помогает сформулировать закон эквивалентности.

Закон эквивалентов

В результате работ И. В. Рихтера (1792—1800) был открыт закон эквивалентов:

  • все вещества реагируют в эквивалентных отношениях.
  • формула, выражающая Закон эквивалентов: m1Э2=m2Э1

См. также

Примечания

dic.academic.ru

Эквиваленты и эквивалентные массы

 

Количественный подход к изучению химических явлений и установление закона постоянства состава показали, что вещества вступают во взаимодействие в определенных соотношениях масс, что привело к введению такого важного понятия, как «эквивалент», и установлению закона эквивалентов:массы взаимодействующих без остатка веществ соотносятся как их эквивалентные массы. Математическое выражение закона эквивалентов:

 

,

где Мэк,1 и Мэк,2- эквивалентные массы.

Эквивалент - это частица или часть частицы, которая соединяется (взаимодействует) с одним атомом или ионом водорода.

Из этого определения видно, что понятие «эквивалент» относится к конкретной химической реакции; если его относят к атому в химическом соединении, то имеют в виду реакцию образования этого соединения из соответствующего простого вещества и называют эквивалентом элемента в соединении.

В одном атоме, одной молекуле или формульной единице вещества (В) может содержаться Z эквивалентов этого вещества. Число Z называют эквивалентным числом (или показателем эквивалентности). Обратная величина этого числа называется фактором эквивалентности. Фактор эквивалентности (f) - доля частицы, составляющая эквивалент.

Относительная масса эквивалента называется эквивалентной массой, а масса одного моля эквивалентов, выраженная в граммах, называется молярной эквивалентной массой; она обозначается Мэк, единица измерения – моль эк/г, она численно равна относительной молекулярной массе эквивалента.

 

Пример 5. Определить эквивалент, эквивалентную массу и молярную массу эквивалента кислорода в молекуле воды.

Решение. Такая формулировка вопроса предполагает реакцию образования воды из кислорода и водорода h3 + ½O2 = Н2О, в которой с 1 атомом водорода соединяется ½ атомов кислорода. Следовательно, Z(О) = 2. Атомная масса кислорода равна 16. Эквивалентом кислорода является ½ его атома, эквивалентная масса равна 8, а молярная масса эквивалента равна 8 г/ моль.

 

Эквиваленты одних и тех же элементов в различных химических соединениях могут различаться, т.к. величина эквивалента зависит от характера превращения, претерпеваемого им. Так, в соединении SO2 эквивалентная масса серы равна 8 г/моль, что составляет 1/4 от атомной массы, а в соединении SO3 - 5,3 г/моль, что составляет 1/6 от атомной массы серы. Эквивалентное число серы в этих оксидах равно 4 и 6, т.е. оно равно степени окисления (стехиометрической валентности) серы в этих соединениях. Таким образом, относительная эквивалентная масса и численно равная ей молярная масса элемента в соединении вычисляется по формуле:

Мэк (элемента)= , (1.7)

 

где А - атомная масса, w - степень окисления элемента в данном соединении.

Например, Z(Mn) в соединении KMnO4 составляет 7(w = +7), а Мэк (Mn)= = 7,85 г/моль; в соединении Mn2O3 Z = 3 и поэтому Мэк (Mn)= = 18,3 г/моль.

Эквивалентная масса вещества имеет различные значения в зависимости от того, в какой химической реакции участвует это вещество. При расчете эквивалентных масс можно пользоваться следующими правилами и формулами.

1. Эквивалентная масса кислоты в реакциях замещения ионов водорода равна:

 

Мэк кислоты =

2. Эквивалентная масса основания в реакции замещения гидроксид-ионов равна:

 

Мэк основания =

Пример 6. Определить эквивалентную массу h3SO4 в реакциях:

 

1) h3SO4 + KOH = KHSO4 + h3O

2) h3SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2h3O

 

Решение.В реакции 1 замещён один ион водорода, следовательно, эквивалентное число серной кислоты Z(h3SO4) = 1, Мэк(h3SO4) = 98 г/моль эк. В реакции 2 заместились оба иона водорода, следовательно, эквивалентное число Z(h3SO4) = 2, а Mэк(h3SO4) = 49 г/моль эк.

 

Пример 7. Определить эквивалентную массу гидроксида висмута в реакциях:

 

1) Bi(OH)3 + HCl = Bi(OH)2Cl + h3O

2) Bi(OH)3 + 3HCl = BiCl3 + h3O

Решение.1)Z(Bi(OH)3) = 1, а Mэк(Bi(OH)3) = 260 г/моль эк, т.к. из трех гидроксид-ионов заместился один; 2) Z(Bi(OH)3) = 3, a Mэк(Bi(OH)3) = 260:3 = 86,3 г/моль эк, т.к. заместились все три иона ОН-).

3. Эквивалентная масса соли в реакциях полного замещения катиона или аниона равна:

Мэк. соли =

 

или Мэк соли =

 

Например. в сульфате алюминия Al2(SO4)3 произведение заряда катиона на их число равно 3×2 = 6. Но эквивалентное число соединения в реакции может быть меньше (неполное замещение катионов) или больше (комплексообразование). Если, например, это соединение участвует во взаимодействии

 

Al2(SO4)3 + 12KOH = 2K3[Al(OH)6] + 3K2SO4,

 

то при этом три сульфат-аниона с суммарным зарядом 6 замещаются двенадцатью гидроксид-ионами ОН-, следовательно, в этой реакции Z(Al2(SO4)3) = 12.

 

4. Эквивалентная масса оксида в реакциях полного замещения равна

 

Мэк оксида =

 

Например, Z(Fe2O3) = 3×2 = 6, Мэк = М(Fe2O3) = 160:6 = 26,6 г/моль эк. Но в реакции

Fe2O3 + 4HCl = 2FeOHCl2 + h3O

 

Z(Fe2O3) = 4, Мэк(Fe2O3) = 160:4 = 40 г/моль эк, т.к. одна формульная единица Fe2O3 взаимодействует с четырьмя эквивалентами HCl.

При решении задач, связанных с газообразными веществами, целесообразно пользоваться значением эквивалентного объема. Это объем, занимаемый одним молем эквивалентов газообразного вещества. Для водорода при н.у. этот объем равен 11,2 л/моль эк (так как Мэк(Н) = 1 г/моль эк), а для кислорода – 5,6 л/моль эк (так как Мэк(О) = 8 г/моль эк).

 

Пример 8. На восстановление 1,80 г оксида металла израсходовано 883 мл водорода (н.у.). Вычислить эквивалентные массы оксида и металла.

Решение. Согласно закону эквивалентов, массы (объемы) реагирующих веществ пропорциональны их эквивалентным массам (объемам):

 

Отсюда

 

(г/моль), + ,

 

следовательно

г/моль эк.

 

Пример 9. Вычислить эквивалентную массу цинка, если 1,168 г этого металла вытеснили из кислоты 438 мл Н2 (Т = 17 °С и Р = 750 мм рт. ст.).

Решение. 1) По уравнению Клапейрона–Менделеева вычисляем массу водорода:

 

г

 

Согласно закону эквивалентов

,

следовательно

= 32,6 г/моль эк.

 

Похожие статьи:

poznayka.org

что такое молярная масса эквивалента?

Молярная масса эквивалента (ММЭ) вещества Х Э(Х) это масса одного моля эквивалента вещества. Она равна произведению фактора эквивалентности на молярную массу вещества. Единица Э(Х) г/моль-экв. Так как эквивалент вещества зависит от реакции, то и ММЭ вещества зависит от реакции, в которой это вещество участвует.

ММЭ кислоты равна молярной массе кислоты, деленной на количество атомов водорода в молекуле этой кислоты, замещающихся в данной реакции:

h3SO4+2NaOH -gt; Na2SO4+2h3O, Э(Н2SO4) = M(h3SO4)/2.h3SO4+NaOH -gt; NaHSO4+h3O, 3(h3SO4)=M(h3SO4)/l.

Аналогично ММЭ основания вычисляется путем деления молярной массы основания на число замещенных в нем гидроксильных групп.

Для солей ММЭ рассчитывают делением молярной массы соли на произведение числа ионов катиона (или аниона), присутствующих в молекуле соли, на заряд данного катиона (аниона). Например, для сульфата алюминия Аl2(SO4)3:Э(Al2(SO4)3=M(Al2(SO4)3/(2*3)Глубина протекания окислительно-восстановительной реакции определяет ММЭ в таких процессах. Например, для окислительно-восстановительных превращений перманганата калия ММЭ будет равен:

МпO4-+4Н++Зе -gt; МпО2+2Н20, Э(КМпO4)= М(КМпO4)/3.МпO4-+8Н++5е -gt; Мп+2+4Н2O, Э(КМпO4) М(КМпO4)/5.

Необходимо всегда точно знать поведение вещества в реакции, чтобы однозначно определить его эквивалентную массу. Если тип реакции не установлен, эквивалентную массу вычислить нельзя. При отсутствии этой информации и концентрацию раствора нельзя выразить в единицах нормальности.

Эквивалент это часть молекулы (атома) вещества, равноценная в химической реакции одному атому или иону водорода или одному электрону. Соответственно, молярная масса эквивалента вещества это масса одного моль эквивалентов вещества, равноценная в химической реакции массе 1 моль атомов или ионов водорода или количеству электронов 1 моль.Расчет молярной массы эквивалента вещества осуществляется по следующим правилам:1.Химические элементы.

Мэ = М / n

Где Мэ молярная масса эквивалента элемента, М молярная масса элемента, n - валентность.2.Кислоты и основания.

Мэ = М / n

Где Мэ молярная масса эквивалента вещества, М молярная масса вещества, n основность кислоты или кислотность (количество групп ОН) основания.3.Соли и оксиды.

Мэ = М / (N * n)

Где Мэ молярная масса эквивалента вещества, М молярная масса вещества, N количество катионов в формуле, n формальный заряд катиона.4.Окислители и восстановители.

Мэ = М / n

Где Мэ молярная масса эквивалента вещества, М молярная масса вещества, n количество электронов, присоединяемое одной молекулой окислителя или отдаваемое одной молекулой восстановителя.Молярная масса одного итого же вещества может рассчитываться по разному, в зависимости от его химических свойств.Для экспериментального определения молярной массы эквивалента вещества необходимо найти массу данного вещества, равноценную в химической реакции молярной массе эквивалента другого известного вещества.

info-4all.ru

1. моль. Количество вещества эквивалента (эквивалент) и молярная масса эквивалента (эквивалентная масса) простых и сложных веществ. Закон эквивалентов

1. МОЛЬ. КОЛИЧЕСТВО ВЕЩЕСТВА ЭКВИВАЛЕНТА (ЭКВИВАЛЕНТ) И МОЛЯРНАЯ МАССА ЭКВИВАЛЕНТА (ЭКВИВАЛЕНТНАЯ МАССА) ПРОСТЫХ И СЛОЖНЫХ ВЕЩЕСТВ. ЗАКОН ЭКВИВАЛЕНТОВ

Моль - количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов (молекул, атомов, ионов, электронов и т.д.), сколько атомов содержится в 0,012 кг углерода-12 массой. При использовании термина «моль» структурные элементы должны быть специфицированы и могут быть атомами, молекулами, ионами, электронами и другими частицами или специфицированными группами частиц. Например, моль молекул водорода, моль атомов водорода, моль ионов водорода.

0,012 кг углерода-12 содержит 6,02∙1023 атомов углерода (постоянная Авогадро Na = 6,022045∙1023 моль-1). Следовательно, моль – это такое количество вещества, которое соответствует постоянной Авогадро, т.е. содержит 6,02∙1023 структурных элементов.

Масса одного моля вещества называется молярной массой (М). Единицей измерения молярной массы является г/моль или кг/моль.

Относительная молекулярная масса Mr – это молярная масса вещества, отнесенная к молярной массы атома углерода – 12.

Относительная атомная масса Аr – это молярная масса атома вещества, отнесенная к молярной массы атома углерода – 12.

Пример 1. Выразите в молях: а) 6,02∙1021 молекул СО2; б) 1,20∙1024 атомов кислорода; в) 2,00∙1023 молекул воды. Чему равна молярная масса указанных веществ?

Решение. Моль- это количество вещества, в котором содержится число частиц любого определенного сорта, равное постоянной Авогадро Na = 6,02∙1023 моль-1. Отсюда а) 6,02∙1021, т.е. 0,01 моль; б) 1,20∙1024, т.е. 2 моль; в) 2,00∙1023, т.е. 1/3 моль.

Масса моля вещества выражается в кг/моль или г/моль. Молярная масса вещества в граммах численно равна его относительной молекулярной (атомной) массе.

Так как молекулярные массы СО2 и Н2О и атомная масса кислорода соответственно равны 44; 18 и 16, то их молярные массы равны:а) 44 г/моль; б) 18 г/моль; в) 16 г/моль.

Пример 2. Определите эквивалент (Э) и молярную массу эквивалента mЭ азота, серы и хлора в соединениях Nh4, h3S и НС1.

Решение. Масса вещества и количество вещества — понятия неидентичные. Масса выражается в килограммах (граммах), а количество вещества — в молях.

Эквивалент элемента (Э) — это такое количество вещества, которое взаимодействует с 1 моль атомов водорода в химических реакциях. Масса эквивалента элемента называется молярной массой эквивалента (тЭ). Таким образом, эквиваленты (количество вещества эквивалента) выражаются в молях, а молярная масса эквивалента — в г/моль.

В данных соединениях с 1 моль атомов водорода соединяется1/3 моль азота, 1/2 моль серы и 1 моль хлора. Отсюда Э(N) = 1/3 моль, Э(S) = 1/2 моль, Э(С1) = 1 моль.

Исходя из молярных масс этих элементов, определяем их молярные массы эквивалентов:mЭ(N) = ∙14= 4,67 г/моль; mЭ(S) = ∙32 = 16 г/моль;

mЭ(С1) = 1∙35,45 = 35,45 г/моль.

Пример 3. На восстановление 7,09 г оксида двухвалентного металла требуется 2,24 л водорода (н.у.). Вычислите молярную массу эквивалента оксида и молярную массу эквивалента металла. Чему равна атомная масса металла?

Нормальные условия по Международной системе единиц (СИ): давление 1,013 • 105 Па (760 мм рт. ст. = 1 атм), температура 273 К или 0° С.

Решение. Согласно закону эквивалентов массы (объемы) реагирующих веществ m1 и m2 пропорциональны их молярным массам (объемам) (уравнения 1 и 2):

; (1)

. (2)Если одно из веществ находится в газообразном состоянии, то, как правило, его количество измеряется в объемных единицах (см3, л, м3).

Объем, занимаемый при данных условиях молярной массой эквивалента газообразного вещества, называется молярным объемом эквивалента этого вещества. Молярный объем любого газа при н.у. равен 22,4 л. Отсюда эквивалентный объем водорода, молекула которого состоит из двух атомов, т.е. содержит два моля атомов водорода, равен = 22,4 / 2 = 11,2 л. В формуле (2) отношение заменяем равным ему отношением, где - объем водорода,  эквивалентный объем водорода:

(3)

Из уравнения (3) находим молярную массу эквивалента оксида металла :

; г/моль.

Согласно закону эквивалентов mЭ(МеО)=mЭ(Me)+mЭ(О2). Отсюда

mЭ(Ме) = mЭ(МеО) – mЭ(О2 ) =35,5 – 8 =27,45 г/моль.

Молярная масса металла определяется из соотношения mЭ = А/В, где mЭ - молярная масса эквивалента, А  молярная масса металла, В – стехиометрическая валентность элемента;

А = mЭ∙В = 27,45∙2 = 54,9 г/моль.

Так как относительная атомная масса численно равна относительной молярной массе, выраженной в г/моль, то искомая атомная масса металла равна 54,9.

Пример 4. Сколько г металла, эквивалентная масса которого равна 12,16 г/моль, взаимодействует с 310 см3 кислорода (н.у.)?

Решение. Так как молярная масса О2 (32 г/моль) при н.у. занимает объем 22,4 л, то объем молярной массы эквивалента кислорода (8 г/моль) будет равен 22,4 : 4 = 5,6 л = 5600 см3. По закону эквивалентов

или ,

откуда г.

Пример 5. Вычислите количество вещества эквивалентов и молярные массы эквивалентов h3SO4 и А1(ОН)3 в реакциях:

h3SО4 + КОН = KHSО4 + Н2О (1)

h3SO4+ Mg = MgSO4 + Н2(2)

А1(ОН)3 + НС1 = Al(OH)2C1 + h3O (3)

Al(ОН)3 + 3 HNO3 = A1(NO3)3 + 3 h3O (4)

Решение. Молярная масса эквивалента сложного вещества, как и молярная масса эквивалента элемента, может иметь различные значения и зависит от того, в какую реакцию обмена вступает это вещество. Молярная масса эквивалента кислоты (основания) равна молярной массе (М), деленной на число атомов водорода, замещенных в данной реакции на металл (на число вступающих в реакцию гидроксильных групп). Следовательно, эквивалентная масса h3SO4 в реакции (1) = 98 г/моль, а в реакции (2) /2 = 49 г/моль. Эквивалентная масса А1(ОН)3 в реакции (3) = 78 г/моль, а в реакции (4)

/3 = 26 г/моль .

Задачу можно решить и другим способом. Так как h3SO4 взаимодействует с одной молярной массой эквивалента КОН и двумя молярными массами эквивалента магния, то ее молярная масса эквивалента равна в реакции (1) (М/1) г/моль и в реакции (2) (M/)2 г/моль. А1(ОН)3 взаимодействует с одной молярной массой эквивалента НС1 и тремя молярными массами эквивалента НNОз, поэтому его молярная масса эквивалента в реакции (3) равна (М/1) г/моль, a в реакции (4) (М/3) г/моль. Количество вещества эквивалента h3SO4 в уравнениях (1) и (2) сoответственно равны 1 моль и 1/2 моль, количество вещества эквивалента А1(ОН)3 в уравнениях (3) и (4) соответственно равны 1 моль и 1/3 моль.

Пример 6. Из 3,85 г нитрата металла получено 1,60 г его гидроксида. Вычислите молярную массу эквивалента металла mЭ(Mе).

Решение. При решении задачи следует иметь в виду: а) молярная масса эквивалента гидроксида равна сумме молярных масс эквивалентов металла и гидроксильной группы; б) молярная масса эквивалента соли равна сумме молярных масс эквивалентов металла и кислотного остатка. Вообще молярная масса эквивалента химического соединения равна сумме молярных масс эквивалентов составляющих его частей.

Учитывая сказанное, подставляем соответствующие данные в уравнение (1) примера 3:

откуда mЭ(Me) = 15 г/моль.

Пример 7. В какой массе Са(ОН)2 содержится столько же эквивалентных масс, сколько в 312 г А1(ОН)3?

Решение. Молярная масса эквивалента А1(ОН)3 равна 1/3 его молярной массы, т.е. 78/3 = 26 г/моль. Следовательно в 312 г А1(ОН)3 содержится 312/26 = 12 эквивалентов. Молярная масса эквивалента Са(ОН)2 равна 1/2 его молярной массы, т.е. 37 г/моль. Отсюда 12 эквивалентов составляют 37 г/моль x 12 моль = 444 г.

Пример 8. Вычислите абсолютную массу молекулы серной кислоты в граммах.

Решение. Моль любого вещества (см. пример 1) содержит постоянную Авогадро NA структурных единиц (в нашем примере молекул). Молярная масса h3SO4 равна 98,0 г/моль. Следовательно, масса одной молекулы 98/(6,02∙1023) = 1,63∙10-22г.

shkolnie.ru