Что такое эквивалент способы его вычисления

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

Фактор эквивалентности

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

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

f _Э (P₂O₅) = 1/(2 × 5) = 1/10

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.

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 (М_Э) – это масса одного моль эквивалента. Она равна произведению молярной массы вещества на фактор эквивалентности:

М_Э = 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:

М_Э(соли) = М_Э(Ме) + М_Э(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 .

Источник

Эквивалент (химия)

Эквивалент — реальная или мнимая частица вещества, которая может присоединять, высвобождать или быть каким-либо иным образом эквивалентна (то есть равноценна) одному иону H + в обменных реакциях или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях.

Например, в реакции:

NaOH + HCl = NaCl + H₂O

эквивалентом будет реальная частица — ион Na+, в реакции

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

Содержание

Фактор эквивалентности

Эквивалентом является частица ½Zn(OH)₂. Число ½ получило название фактора эквивалентности и может обозначаться, как «f_экв«. или «z».

Фактор эквивалентности помогает сформулировать закон эквивалентности.

Эквивалентная масса

Эквивалентная масса — это масса одного эквивалента данного вещества.

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

Эквивалент — условная частица вещества, в целое число раз Z меньшее формульной единицы (Z — число эквивалентов; показывает, во сколько раз эквивалент меньше формульной единицы).

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

ˆ — для инертных газов Z = 1

Закон эквивалентов

В результате работ И. В. Рихтера (1792—1800) был открыт закон эквивалентов: все вещества реагируют в эквивалентных отношениях. Эквивалентом называют реальную или условную частицу вещества, которая может замещать, присоединять, высвобождать или быть каким-либо другим способом эквивалентна одному иону водорода в кисло-основных или ионообменных реакциях или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях.

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое «Эквивалент (химия)» в других словарях:

Эквивалент(химия) — Эквивалент вещества его масса (выраженная в углеродных единицах), которая присоединяет или замещает атомную массу водорода (1,008 г) или половину атомной массы кислорода (15,9994/2 г.) Эквивалент кислоты равен ее молярной массе, деленной на… … Википедия

Эквивалент — – равнозначащий, равносильный продукт. Эквивалентность особенно важна при сравнении товаров и их обмене друг на друга. С этой целью применяются товарные эквиваленты, то есть товары, равноценные другим,… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

ЭКВИВАЛЕНТ ХИМИЧЕСКИЙ — условная частица, в целое число раз меньшая (или равная) соответствующей ей формульной единицы атома, молекулы, иона, радикала и др. В одной формульной единице в ва В может содержаться z(B) Э. х. этого в ва. Число z(B) (эквивалентное число)… … Химическая энциклопедия

ХИМИЯ. РАСТВОРЫ И РАСТВОРИМОСТЬ — Благодаря неравномерному распределению электрического заряда в молекулах, т.е. наличию у них отрицательных и положительных полюсов (если говорить более строго дипольного момента), даже нейтральные в целом молекулы притягиваются друг к другу. Сила … Энциклопедия Кольера

Электрохимический эквивалент — масса вещества, которое должно выделиться на электроде, согласно закону Фарадея, при прохождении через электролит единицы количества электричества: где постоянная Фарадея … Википедия

химический эквивалент — – реальная или условная частица вещества x, которая эквивалентна одному иону водорода в данной кислотно основной реакции или одному электрону в данной окислительно восстановительной реакции. Общая химия : учебник / А. В. Жолнин [1] … Химические термины

Углеродный эквивалент — – условная величина содержания углерода, получаемая из набора основных химических элементов арматурной стали. [Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП «НИЦ «Строительство» НИИЖБ им. А. А. Гвоздева, Москва, 2007 г. 110 стр.] … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Унитарная система — (У. теория, У. учение, хим.). Выражение это введено в науку Жераром, выпустившим в феврале 1848 г. книгу под заглавием: Introduction à l étude de la chimie par le système unitaire . В предисловии мы встречаем следующее пояснение выражения У.… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Периодическая законность химических элементов — После открытий Лавуазье (см.) понятие о химических элементах и простых телах так укрепилось, что их изучение положено в основу всех химических представлений, а вследствие того взошло и во все естествознание. Пришлось признать, что все вещества,… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

ЭКВИВАЛЕНТНАЯ МАССА — (химический эквивалент). Эквивалентная масса элемента это масса 1 эквивалента элемента; эквивалентом элемента называют такое его количество, которое реагирует с 1 моль атомов водорода или замещает то же количество атомов водорода в химических… … Энциклопедия Кольера

Источник