Оглавление:
Моль — количество вещества (n), в котором содержится число структурных частиц (молекул, атомов, ионов и др.), равное постоянной Авогадро (). При использовании моля как единицы количества вещества следует указывать вид частиц.
Например: = 2 моль — количество вещества, содержащего молекул = 0,5 моль — количество вещества, содержащего ионов .
Молярная масса (М) — масса 1 моля вещества, численно равная его относительной молекулярной (атомной) массе. При использовании термина «молярная масса» также рекомендуется указывать вид частицы, молярная масса которой определяется.
Например, = 98 г/моль — молярная масса молекулы серной кислоты, М(О) — 16 г/моль — молярная масса атомов кислорода. Молярную массу находят как отношение массы (m) вещества к его количеству (и) моль: .
Обозначения и числовые значения некоторых терминов, а также элементарные расчеты приведены в табл. 1.
Молярная масса эквивалента (Э) — масса 1 моля эквивалента.
В химии большое практическое значение имеют такие характеристики элементов (для атомов) или веществ (для молекул), как эквиваленты, или молярная масса эквивалента.
Эквивалент — такое реальное количество вещества, которое присоединяет или замещает 1 моль атомов водорода в химических реакциях. Эквиваленты выражаются в молях, а молярная масса эквивалента — в г/моль.
Таблица 1
Различают молярные массы эквивалентов элементов, простых и сложных веществ. Молярные массы рассчитывают по формулам:
элементов:
простых и сложных веществ:
где Э — молярная масса эквивалента, г/моль; М — молярная масса, г/моль; — валентность элемента (заряд катиона или аниона); — число элемента (катионов или анионов) в молекуле; -суммарная валентность элемента (суммарный заряд катионов или анионов в молекуле).
Молярная масса эквивалента элемента в соединениях определяется делением молярной массы его атомов на валентность. Молярная масса численно равна его относительной атомной массе: — число, показывающее, какая часть моля эквивалентна 1 молю атомарного водорода. Её называют фактором эквивалентности и обозначают , где X — символ элемента. Например, (в соединениях ).
Определение эквивалента и эквивалентной массы элементов фтора, кислорода, азота в соединениях показано в табл. 2.
Таблица 2
Эквивалентные массы простых веществ равны их молярной массе, деленной на суммарную валентность атомов (В-n).
Молярные массы эквивалентов кислот, оснований и солей в реакциях обмена выражаются через молярную массу, деленную на произведение абсолютного значения заряда одного из ионов на число их в соединениях. Причем молярная масса эквивалента кислоты равна ее молярной массе, деленной на ее основность в реакции (число водородных ионов, участвующих в химической реакции), а молярная масса основания — молярной массе, деленной на кислотность основания в реакции (число гидроксильных групп, принимающих участие в химической реакции).
Расчет эквивалентов, молярные массы эквивалентов и число эквивалентов в молярной массе для простых и сложных веществ приведены в табл. 3.
Таблица 3
Обратите внимание: число эквивалентов (молярная масса эквивалентов) в моле (молярной массе) вещества равно (), т.е. суммарной валентности элемента (зарядности иона). Эквивалент — часть моля (в частном случае эквивалент равен нулю). 1/() — фактор эквивалентности; показывает, какую часть моля составляет эквивалент.
Молярный объем — объем, занимаемый молярной массой газообразного вещества. Молярный объем любого газа при нормальных условиях равен 22,4 л.
Эквивалентный объем — объем, занимаемый молярной массой эквивалента газообразного вещества. 1 моль водорода содержит 2 эквивалента. Объем молярной массы эквивалента водорода (1г/моль) — 22,4/2 = 11,2 л. 1 моль кислорода содержит 4 эквивалента. Объем молярной массы эквивалента кислорода (8г/моль) 22,4/4 = 5,6 л.
Закон эквивалентов
Отношения масс (объемов) реагирующих друг с другом веществ равны или пропорциональны их химическим эквивалентным массам (эквивалентным объемам).
Математические выражения закона эквивалентов:
а) для любых веществ с известной массой:
б) для газов с известным объемом:
где — массы реагирующих веществ; — их химические эквиваленты; — объемы реагирующих газообразных веществ; — объемы эквивалентных молярных масс.
Следствие закона эквивалентов
Вещества реагируют друг с другом равным числом эквивалентов (молярных масс эквивалентов).
Математические выражения следствия закона эквивалентов:
а) для любых веществ с известным количеством эквивалентов (эквивалентных масс):
б) для растворов с известной молярной концентрацией эквивалента:
где — количество эквивалентов вещества; — объемы растворов веществ, реагирующих друг с другом; -молярная концентрация эквивалента этих растворов (нормальность раствора).
Рациональное решение задач сводиться к правильному выбору формулы из 1-4. При необходимости можно приравнять левую часть одного из приведенных уравнений к правой части любого другого.
Например, для решения реакции взаимодействия твердого вещества с раствором определенной молярной концентрации эквивалента () имеем уравнение:
Эта теория взята со страницы подробного решения задач по всем темам химии:
Возможно эти страницы вам помогут: