Фактор эквивалентности. Эквивалентные массы и эквивалентные объемы.

Безразмерная величина, показывающая, какая часть моля элемента или вещества Х эквивалентна 1 моль атомарного водорода(одному иону водорода.) называется фактором эквивалентности fэ (Х):

3.1Фактор эквивалентности химического элемента Х в его соединениях равен:

fэ (Х) = 1:|с.о.| ,

где с.о. – степень окисления элемента Х в данном соединении.

Масса одного эквивалента (эквивалентная масса) Мэ(Х), г/моль,определяется по формуле:

Мэ(Х) = fэ (Х)·М(Х). (1.1)

Если в реакции участвуют газы, то могут быть найдены их эквивалентные объемы Vэ, л/моль (при н.у.) по формуле:

Vэ(Х) = fэ (Х)·22,4л . (1.2)

 

Пример 1.Найти величины факторов эквивалентности и эквивалентных масс для азота в следующих веществах: NН3, НNО3, NО2.

Решение.Для определения фактора эквивалентности химического элемента необходимо определить его степень окисления. Степень окисления – это условный заряд атома элемента в молекуле, рассчитанный исходя из ее электронейтральности и на основе предположения, что молекула состоит из ионов. Водород и кислород в большинстве сложных веществ имеют постоянные степени окисления: водород - +1, кислород -2; но есть исключения. В гидридах активных металлов степень окисления водорода равна -1(NаН-1), в пероксидах водорода и металлов степень окисления кислорода равна -1(Н2О2 -1), во фториде кислорода - +2(О+2F2).

Тогда степень окисления азота в NН3 равна -3, fэ (N) = 1:3,

Мэ(N) =14:3=4,67 г/моль.

Соответственно, для НNО3 степень окисления азота равна +5, fэ (N) = 1:5, Мэ(N) =14:5=2,8 г/моль.

В NО2 степень окисления азота равна +4, fэ (N) = 1:4, Мэ(N) =14:4=3,6 г/моль.

3.2.Фактор эквивалентности вещества Х, участвующего в окислительно-восстановительном процессе, равен:

fэ (Х) = 1: Nе, (1.3)

где Nе – количество электронов, которые теряет или присоединяет одна молекула вещества Х.

Пример 2.Найти величину фактора эквивалентности, эквивалентные массу и объем для сероводорода Н2S, взаимодействующего с кислородом с образованием диоксида серы SO2 и паров воды.

Решение.В данном химическом процессе степень окисления серы изменяется от -2 (Н2S) до +4 (SO2). Следовательно, молекула Н2S теряет 6 электронов, т.е. fэ2S) = 1:6; Мэ2S) = 34:6 = 5,66г/моль; Vэ2S) = 22,4:6 = 3,73л/моль.

3.3.Фактор эквивалентности вещества Х, участвующего в ионообменном процессе, равен:

fэ (Х) = 1: (Ni·|zi|), (1.4)

где Ni и zi - соответственно число и заряд ионов, которыми обменивается молекула реагирующего вещества со своим партнером.

Пример 3.В нижеприведенных схемах реакций определите факторы эквивалентности исходных веществ:

а) LiOH + H3PO4 →Li2HPO4 + H2O

Молекула LiOH теряет в данной реакции один однозарядный ион ОН- , поэтому fэ (LiOH) = 1: (1·|-1|) = 1;молекула H3PO4 обменивается двумя однозарядными ионами Н+ , поэтому fэ (H3PO4) = 1: (2·|+1|) = 1:2.

Пример 4.Выразить эквивалентную массу оксида, гидроксида, сульфата и хлорида металла.

Решение.Эквивалентная массавещества в общем случае определяется по формуле (1.1). В частном случае ее можно представить как сумму эквивалентных масс составных частей молекулы или кристалла вещества.

1) Эквивалентная масса оксида равна сумме эквивалентных масс элемента и кислорода:

(1.5)

2) В состав гидроксида входят атомы металла и гидроксильные группы:

(1.6)

3) В молекулу сульфата металла входят ионы данного металла и сульфатные группы (SO4)2-:

(1.7)

4) Эквивалентную массу хлорида металла определяют по аналогии с предыдущими случаями:

(1.8)

 

4. Закон эквивалентов:количества эквивалентов всех участвующих в реакции веществ равны между собой.

Следствие из закона эквивалентов.Массы (объемы) реагирующих друг с другом или образующихся в результате реакции веществ пропорциональны их эквивалентным массам Мэ (эквивалентным объемам для газов Vэ).

 

m1: Мэ1 = m2: Мэ2 = V1: Vэ1= V2: Vэ2.








Дата добавления: 2015-08-08; просмотров: 3457;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.006 сек.