Unitatea de măsură este cantitatea de substanță mol. Un mol - este cantitatea de substanță care conține ca unități de formula. ca atomi 0,012kg conținute în izotopul de carbon 12 C. Numărul de atomi de carbon în 12 grame de 12 C este egal cu constanta lui Avogadro, NA = 6.0221 · 23 octombrie mol -1. Greutatea unui mol de substanțe numite greutate moleculară. Unitatea de bază de măsurare a masei molare este kilogramul pe mol (kg / mol) sau grame pe mol (g / mol). De exemplu, masa molară este acid sulfuric M (SO4 H2) = 98g / mol. unități Mai mult utilizate în chimia de formule, cum ar fi conceptul echivalent. Conceptul de muncă echivalent a venit după Richter (1793), care a descoperit legea echivalente. În unele reacții chimice care iau parte nu întreaga unitate formulă, ci doar o parte din ea, numită echivalent.
1.1 echivalent - este o substanță reală sau fictivă a particulei care corespunde unui ion de hidrogen într-un reacții schimbătoare de ioni acide sau bazice sau un electron în reacții redox. Echivalent - o cantitate adimensional. ori echivalente ZB mai mici decât particulele sale reale corespunzătoare și unitățile lor formulă. Numărul ZB apelat sau numărul de număr echivalent ZB echivalență ≥ 1. Reciproca echivalentul a 1 / ZB numit factor de echivalență (f e) În general, pentru anumite substanțe (B) 1 / Z numit factor de echivalență și numărul Z de echivalență. Numărul arată cât de multe echivalență echivalenții chimici conține o unitate de formulă. echivalent chimic nu este constantă și depinde de valenta (starea de oxidare) a unui element dintr-un compus dat. De exemplu, în compușii cu: HCI, H2O, NH3 și CH4. echivalent clorului va corespunde cu 1 atom de oxigen - 1/2 atom, un atom de azot - atom și un atom de carbon 1/3, respectiv - 1/4 atom. Echivalent, ca o particulă poate fi caracterizată printr-o greutate moleculară (volum molar) și un anumit număr de substanță Ne.
1.2 greutate echivalentă molar al substanței (M E) - este cantitatea de material care este conectat la un mol de atomi de hidrogen (1d) sau înlocuiește aceeași cantitate în reacție, exprimată în grame / mol. Acesta este definit ca produsul dintre masa molară a unei substanțe asupra factorului de echivalență.
1.3 Factor de echivalență pentru substanța este un număr care indică ce fracție de particule (atomi, molecule) din acest material este echivalent cu un ioni de hidrogen H + în reacții de schimb sau un electron în reacții redox.
Echivalent orice substanță poate fi calculată conform formulei: E = 1 # 8729; substanța f E.
Introducere în chimia conceptelor „echivalente“ a permis formularea legii echivalente. (Richter, 1793. Germania)
echivalente Act: Greutăți reactanti sunt proporționale echivalente de masă molari.
echivalenților lege poate fi scrisă astfel:
; = N e = n e; n e - numărul de echivalenți
E M - masa molară de substanță echivalentă, V E - volum echivalent.
Pentru substanțele gazoase este convenabil să se folosească un volum echivalent.
1.5 Suma echivalentă
volum echivalent (l / mol eq · m 3 / mol eq) este volumul ocupat de condițiile date (P, T) cu substanță echivalentă unui mol. Valorile cantitatea echivalentă de substanță în stare gazoasă, poate fi găsit știind că un mol de orice gaz ia în condiții standard (P0 = 760 torr = 101325 Pa T0 = 273 K) 22,4 litri. iar volumul echivalent (V e) se va ocupa Vm • f e din specia de gaz. De exemplu, definim cantitatea echivalentă de hidrogen. Deoarece un mol de hidrogen este format din doi moli de atomi de hidrogen, prin urmare, un mol de hidrogen conținea doi echivalenți de hidrogen; astfel, volum echivalent de hidrogen este egal cu 22,4 / 2 = 11,2 L / mol sau 11,2 x 10 -3 m 3 / mol.
2 g de H2 → l 22,4
1 g H2 → x l
x = l 11,2, r. f. Vekv (H) = l 11,2 / mol
In mod similar, se poate calcula o cantitate echivalentă de oxigen, care va fi egală cu: V eq (O2) = 5,6 l / mol.
1,6 și masa echivalenți molari echivalenți de compuși simpli și complecși.
Echivalentul unui compus este numit particula reală sau fictivă a substanței care reacționează fără reziduuri cu un echivalent de hidrogen sau un echivalent de orice altă substanță
Pentru calcularea echivalentelor masice molare de substanțe simple și complexe pot folosi formule staționare:
echivalent masa molara a unei substanțe simplă (elementul) (e m) este definit ca raportul dintre masa molară a atomilor săi (A) asupra valenței (starea de oxidare) a elementului (B) din compusul și se măsoară în grame / mol sau grame.
De exemplu, masa molară echivalentă de sulf în SO2 și SO3 respectiv 32/4 = 8 grame / mol • eq = 32/6 și 5,33 gram / mol. M e poate fi exprimată în grame.
Exemplul № 1. Se determină greutatea echivalentă și elementele echivalente din compușii HF, H2O, NH3. CH4.
Decizie. În acești compuși, cu 1 mol de atomi de hidrogen conectate la un mol de atomi de fluor, 1/2 mol de atomi de oxigen, atomi de azot 1/3 mol, 1/4 mol atomi de carbon.
Prin urmare, factorul de echivalență fluor din oxigen, azot și carbon sunt respectiv egale cu 1 mol, 2,1 mol, 1/3 mol, 1/4 mol. Bazat pe masa molară a atomilor acestor elemente determină masa molară a echivalentelor de fluor de oxigen egal cu 19 - 16 • 1/2 = 8 g de azot - 14 * 1/3 = 4,67, carbonul - 12 • 1/4 = 3 g .
Pentru a determina masa molară echivalentă nu trece în mod necesar din compusul cu hidrogen. greutate echivalentă molara poate fi calculată pe compoziția compusului cu oricare alt element, a cărui masă molară este cunoscută echivalenți.
Exemplul № 2. Calculați masa molară echivalentă de metal, știind că acesta conține clorură, 79,78% clor. masa molara de clor echivalent este de 35,45 g / mol.
20,22 / IU M e = 79,78 / 35,45 => M e IU = 20,22 • 35,45 / 79,78 = 8.98, masa molară echivalentă de metal este egal cu 8,99 g
Masa molară a echivalenții chimici ai compușilor precum și elementele de greutate molare echivalente pot avea valori variabile. Această transformare este determinată de natura substanțelor.
Molarului echivalenții masice de oxizi în reacțiile de schimb:
; ;
în care Moksida - oxid de masă moleculară; n - numărul de atomi ai elementului;
B - o valență (starea de oxidare) a elementului.
Exemplul № 3. Se determină greutatea echivalentă de oxizi de fier.
Masa molară de echivalent acid în reacțiile de schimb:
;
Mkisloty în care - masa molară a acidului; nH - (bazicitatea), numărul de atomi de hidrogen conținute în molecula de acid, pot fi substituite pentru metal.
Primer№4. Se determină echivalentul molar al masei și H3 PO4 factorul de echivalență în următoarele reacții:
Decizie. masa molară H3 PO4 egală cu 98 g / mol. În reacția (1) Numărul nH de atomi de hidrogen în loc de metal, egal cu 3 (acid prezintă bazicitate egal cu trei), prin urmare, P04 H3 echivalent va fi o particulă noțional 1/3 moleculă H3 PO4. deoarece Dacă o moleculă de H3 PO4 furnizează trei ioni H +. atunci H + ion dă 1/3 moleculă H3 PO4. Pe de altă parte, reacția cu o moleculă de acid fosforic alcalin da 3 OH - ion. în consecință, un ion de OH - este necesar pentru interacțiunea cu 1/3 moleculă de acid. Echivalent acidului este particula condițional 1 / 3N3 PO4. și KOH particule echivalente alcalin, M e (H3PO4) = 98/3 = 32,7 g / mol • eq, f e (H3PO4) = 1
În reacția (3) nH = 1, prin urmare, echivalentul a P04 H3 este de 1 mol și masa echivalentă M E = 98/1 = 98 (g / mol).
echivalenți molari de baze în reacțiile de schimb de masă:
;
Mosnovaniya în care - masa molară a bazei; nEste - numărul de grupări hidroxil din molecula de bază capabilă înlocuiește un reziduu de acid (aciditatea).
Exemplul № 5. Se determină factorul echivalent molar de echivalență în masă și Cu (OH) 2 în următoarele reacții:
Decizie. masa molara Cu (OH) 2 este 97,5 g / mol. În reacția (1) numărul de grupe hidroxil NIT. substituită pentru fragmentul de acid este de 2, prin urmare, factorul de echivalență Cu (OH) 2 este 1/2 mol, iar molare e echivalenții de masă M de Cu (OH) 2 = 97,5 / 2 = 48,75 (g / mol).
În reacția (2) numărul de grupe hidroxil NIT. în schimb, pe un reziduu de acid este 1, deci echivalentul a Cu (OH) 2 este de 1 mol, greutatea echivalentă ESU (OH) 2 = 97,5 / 1 = 97,5 (g / mol).
Molarului echivalenții masice de săruri bazice în reacțiile de schimb:
;
în care Msoli - masa molară de sare; - numărul de atomi de metal; - o valență (stare de oxidare) metal.
Exemplul № 6. Se determină masa molară de sulfat de aluminiu echivalent.
Decizie. masa molara de sulfat de aluminiu Al (SO4) 3 este de 342 g / mol. Prin urmare, e M Al2 (SO4) 3 = 342 / (2 • 3) = 57 g / mol.
Redox echivalente se determină prin împărțirea greutății moleculare prin numărul de electroni ajunge la reducerea sau oxidarea
;
unde MOX-Red - masa molară a oxidantului (agent de reducere); ne - numărul de electroni care ajung la oxidare (reducere).
Exemplul № 7. Care este masa molară și echivalentă permanganat echivalență factor de potasiu ca oxidant, în cazul în care această substanță este redusă în timpul reacției:
1) la sulfat de mangan; 2) la dioxid de mangan; 3) manganat de potasiu?
Decizie. 1) La recuperarea MnSO4 KMnO4 până la gradul de oxidare scade mangan 7-2, adică, numărul de electroni care ajung restaurarea, este 5. Prin urmare,
2) La recuperarea KMnO4 la MnO2 gradul de oxidare mangan scade de la 7 la 4, adică, numărul de electroni care ajung restaurarea este 3. În consecință,
3) La recuperarea K2 MnO4 KMnO4 până la gradul de oxidare scade mangan la 7 la 6, și anume numărul de electroni care ajung restaurarea este 1. În consecință,
Pentru a rezolva problemele este convenabil să se utilizeze formulele aditive, adică, greutate echivalentă molar al unui compus este suma echivalenți molari de mase de părțile sale constitutive, de exemplu: