Drept echivalente
Una dintre legile de bază ale chimiei este legea echivalente, care sa deschis în secolul al 18-lea: masa elementelor conectate între ele în mod proporțional cu echivalentele lor:
în cazul în care mA. mB - masa reactanților A și B;
EA și EV - echivalente ale acestor substanțe.
Echivalent - este o particulă reală sau noțional care, în reacțiile de acid-baza de ioni de schimb echivalent cu un atom sau un ion de hidrogen. și reacții redox un electron.
Greutatea unui echivalent molar de un element numit o masă molară ME (X) echivalent. substanțe echivalente valorice depinde de reacția particulară în care este implicată această substanță.
element de Molar echivalent chimic de masă (ME (X)), precum și simplu sau complex de substanțe calculat prin formula
unde M (X) - masa molară; Arbore - valenta totală.
Pentru substanțele simple, în total de valență valențelor determinate de produsul unui atomi element chimic și numărul de atomi. Astfel, molar alumină masa echivalentă de ME (AI) = 27/3 = 9 g mol -1. greutate echivalentă molar de oxigen și hidrogen ar trebui să ne amintim, ei sunt, respectiv, ME (D) = 16/2 = 8 g mol -1. ME (H) = 1/1 = 1 g mol -1.
greutate echivalentă molara de substanțe complexe, calculate prin formulele chimice ale acestora, luând în considerare reacțiile chimice ce au loc.
Contestând substanțe includ oxizi, hidroxizi, săruri.
oxizi totală de valență este egală cu produsul dintre valența oxigenului (2) numărul de atomi de oxigen în moleculă. Hidroxizi total de valență determinate prin aciditatea lor, care este egal cu numărul de grupări hidroxil substituite. Valența totală de acizi egal cu bazicitatea compușilor, care determină numărul de atomi de hidrogen substituiți. Valența totală a cationului sării este egal cu produsul dintre valența și cantitatea de cationi în moleculă, sau o valență a anionului și numărul de anioni din moleculă.
echivalenții masa molara de substanțe complexe pot fi definite ca suma elementelor echivalente masei molare sau a particulelor convenționale care formează substanța.
Mae (oxizi) = Mae (O) + MOE (celula) = 8 + MOE (elementul) ca oxigen Mae valoare constantă egală cu 8 g mol -1.
Mae (acid) = Mae (H) + MOE (reziduu de acid) = 1 + MOE (reziduu de acid) ca hidrogen Mae constantă 1g mol -1
Mae (hidroxizi) = Mae (OH -) + MOE (metal) = 17 + MOE (metal) ca Mae "OH" constantă de grup, egal cu 17g mol -1.
Mae (sare) = Mae (cation) + MOE (reziduu de acid).
Decizie. Mol - o cantitate de substanță care conține numărul de particule de orice clasă, egal cu constanta lui Avogadro (6.02 de 23 octombrie). De aici:
a) 6.0210 21. adică 0,01 mol; b) 1,20 10 24. adică 2 mol; c) 2,00 m 23 octombrie adică, 1/3 mol.
Deoarece greutatea moleculară a CO2 și H2O și greutatea atomică a oxigenului 44, respectiv; 18 și 16 amu molar lor (molar) greutate egală: a) 44 g / mol; b) 18 g / mol; c) 16 g / mol.
Exemplul 2. Se determină echivalentul a (E) și masa echivalentă ME (X) de azot, sulf și clor, în compușii NHz, H2 S și HCI.
Decizie. Masa de substanță și cantitatea de substanță - nu concepte identice. Greutatea în kilograme (grame) și cantitatea de substanță - în moli.
În acești compuși, la 1 mol de atomi de hidrogen conectate la 1/3 mol de azot 1/2 moli de sulf și 1 mol de clor. Prin urmare, E (N) = 1/3 mol, E (S) = 1/2 mol, E (CI) = 1 mol. Bazat pe masa molară a acestor elemente determină greutatea echivalentă:
Exemplul 3. La recuperarea 7,09 g de oxid de metal bivalent necesită hidrogen 2,24 litri (STP). Se calculează greutatea echivalentă a unui oxid metalic și o greutate echivalentă. Care este masa atomică a metalului? Condițiile normale ale Sistemului Internațional de Unități (SI): 1,013 presiune 10 5 Pa (.. 760 mm Hg = 1 atm), temperatura 273 K sau 0 0 C.
Decizie. Conform legii echivalenților de masă (volume) reacționează unul cu celălalt compuși m1 și m2 sunt proporționale cu greutățile lor echivalente (volum):
Dacă una dintre substanțele în stare gazoasă, apoi, de regulă, valoarea este măsurată în unități de volum (cm3 l, m 3).
Volumul ocupat de condițiile date, sau greutatea echivalentă molar al substanței gazoase, numită molar sau, respectiv, un volum echivalent al substanței. Volumul molara de orice gaz la STP egal cu 22,4 litri. Prin urmare, VME cantitate echivalentă de hidrogen (H2) = 22,4 / 2 = 11,2 L și o cantitate echivalentă de oxigen egal cu 5,6 litri.
În formula (2), raportul Mn2 / mE (H2) egal cu raportul înlocui VN2 / VME (H2). în care VN2 - volum hidrogen VME (MeO) - hidrogen volum echivalent:
Din ecuația (3) găsim o greutate echivalentă mE oxid metalic (MeO)
Conform legii mE echivalente (MeO) = mE (Me) + mE (O2). aici
masa molară metal se determină din relația mE = A / B,
în care mE - greutate echivalentă, A - masa molară a elementului de valență V stoichiometric metal; A = B = 27.452 mE = 54,9 g / mol. Deoarece greutatea atomică în uam molar numeric egală (molar) în greutate, exprimată în g / mol, metalul dorit în greutate atomică 54,9 amu
Exemplul 4. Se calculează echivalenți și H2 greutate echivalentă SO4 și Al (OH) 3 în reacțiile exprimate de ecuațiile:
Decizie. Echivalent (greutate echivalentă) a unui compus (masa echivalentă) echivalent al elementului, poate avea valori diferite, în funcție de direcția în care intră substanța metathesis. Greutatea echivalentă a acidului (bazicitate) este egală cu masa molară (M), împărțit la numărul de atomi de hidrogen substituiți în reacția metalului (numărul grupărilor reactive hidroxil).
Exemplul 5. Ce metal, greutatea echivalentă este 12,16 g / mol reacționează cu 310 cm3 de oxigen (STP)?
Decizie. Deoarece masa molară O2 (32 g / mol) la STP ocupă un volum de 22,4 m, cantitatea de oxigen masa molară echivalentă (8 g / mol) este egal cu 22,4 / 4 = 5,6 = 5600 cm 3. Prin lege echivalente
unde TME = 12,16. 310/5600 = 0,673 g
Exemplul 6. Din 3,85 g nitrat a metalului se obțin 1,60 g de hidroxid său. Calculați masa de echivalenți molari de metal (TEQ (Me)).
Decizie. În rezolvarea problemei ar trebui să se aibă în vedere:
a) hidroxid de masă molară greutate echivalentă egală cu suma dintre echivalenții molari de metal și o grupare hidroxil;
b) o greutate echivalentă molar de sare este suma echivalenți molari de mase de metal și restul de acid. În general, o greutate echivalentă molar al unui compus este suma echivalenți molari de masă a pieselor.
Având în vedere cele de mai sus, înlocuim datele corespunzătoare în ecuația (1) Exemplul 3:
Exemplul 7. Într-o greutate de Ca (OH) 2 conține cât mai multe greutăți echivalente, ca în 312 g A1 (OH) 3?
Decizie. Molar echivalent A1 în masă (OH) 3 este egal cu 1/3 din masa molară, adică 78/3 = 26 g / mol. Prin urmare, în 312 g A1 (OH) 3 conține 312/26 = 12 echivalenți. echivalent masa molara de Ca (OH) 2 este egal cu ½ din masa molară, adică 37 g / mol. Prin urmare, 12 echivalenți cuprinde 37 g / mol? 12 mol = 444 g
Exemplul 8. Se calculează acidul sulfuric cu greutate moleculară absolută în grame.
Decizie. Mol din orice substanță conține unități Avogadro constant NA structurale (în acest exemplu, molecule). masa molar H2 SO4 egal cu 98,0 g / mol. În consecință, masa unei molecule 98 / (6.0210 23) = 1.6310 -22 g