Определение фактора эквивалентности

Фактор эквивалентности определяется:

1) природой вещества,

2) конкретной химической реакцией.

 

а) в обменных реакциях;

КИСЛОТЫ

Величина z фактора эквивалентности кислот определяется числом атомов водорода, которые могут быть замещены в молекуле кислоты на атомы металла.

Пример 1. Определить факторы эквивалентности для кислот: а) НСl, б) Н₂SO₄, в) Н₃РО₄; г) Н₄[Fe(CN)₆].

Решение.

а) z =1, фактор эквивалентности – 1;

б) z =2; Фактор эквивалентности - ;

в) z =3; фактор эквивалентности - ;

г) z =4; фактор эквивалентности - .

В случае многоосновных кислот фактор эквивалентности зависит от конкретной реакции:

а) H₂SO₄ + 2KOH → K₂SO₄ + 2H₂O.

в этой реакции в молекуле серной кислоты замещается два атома водорода, следовательно, z =2, фактор эквивалентности - .

б) Н₂SO₄ + KOH → KHSO₄ + H₂O.

В этом случае в молекуле серной кислоты замещается один атом водорода, z =1, фактор эквивалентности – 1.

Для фосфорной кислоты, в зависимости от реакции, значения факторов эквивалентности могут быть: 1, , .

ОСНОВАНИЯ

Величина z основания определяется числом гидроксидных групп, которые могут быть замещены на кислотный остаток.

Пример 2. Определить факторы эквивалентности оснований: а) КОН; б) Cu(OH)₂; в) La(OH)₃.

Решение.

а) z =1, фактор эквивалентности – 1;

б) z =2, фактор эквивалентности – ;

в) z =3, фактор эквивалентности – .

Фактор эквивалентности многокислотных оснований может изменяться в зависимости от количества замещенных групп (также как и у кислот). Например, для гидроксида латана возможны значения фактора эквивалентности – 1, , .

СОЛИ

Значения факторов эквивалентности солей определяются по катиону. Величина z в случае солей равна q·n, где q – заряд катиона металла, n – число катионов в формуле соли.

Пример 3. Определить фактор эквивалентности солей: а) KNO₃; б) Na₃PO₄; в) Cr₂(SO₄)₃; г) Al(NO₃)₃.

Решение.

а) z = q· n = 1, фактор эквивалентности – 1;

б) z = 1·3 = 1, фактор эквивалентности – ;

в) z = 3·2 = 1, фактор эквивалентности – ;

г) z = 3·1 = 1, фактор эквивалентности – .

Значение факторов эквивалентности для солей зависит также и от реакции, аналогично зависимости его для кислот и оснований.

 

б) в окислительно-восстановительных реакциях для определения факторов эквивалентности используют схему электронного баланса.

Число z для вещества в этом случае равно числу принятых или отданных электронов молекулой вещества.

К₂Cr₂O₇ + HCl → CrCl₃ + Cl₂ + KCl + H₂O

для прямой       2Сr⁺⁶+2∙3 →2Cr³⁺

реакции 2Cl^-- 2∙1 →Cl₂

для обратной 2Cr⁺³-2∙3 →Cr⁺⁶

реакции        Cl₂-2 →2Cl^-

 

(K₂Cr₂O₇)= ( (Cr)= )

(HCl)=1       ( (Cl)=1)

(CrCl₃)=   ( (Cr)= )

(Cl₂)=       ( (Cl)=1)

Молярная концентрация эквивалента (нормальная концентрация или нормальность) С( х) или С_Н(х) – величина, измеряемая отношением количества вещества эквивалента в растворе к объему этого раствора:

.

Пример: 1,0 Н – однонормальный раствор, т. е. С( х)=1,0 моль/л.

.

Молярная концентрация эквивалента всегда больше молярной концентрации в z раз.

.

 

4) Титр раствора Т(х) – величина, измеряемая массой растворенного вещества в 1 мл раствора или величина, измеряемая отношением массы вещества к объему раствора.

.

 

5) Моляльная концентрация вещества (моляльность) С_m(х) или в(х) – величина, измеряемая отношением количества вещества к массе растворителя.

 

 

6) Молярная доля вещества в растворе N(х) или Х(х) – величина, измеряемая отношением числа молей вещества в растворе к сумме числа молей вещества в растворе и числа молей растворителя.

.

Методы определения СОСТАВА раствора

 

1) Метод денсиметрии – измерение плотности раствора ареометром.

Ареометр представляет поплавок с дробью или ртутью и узким отростком – трубкой, в которой находится шкала с делениями. Он погружается в различных жидкостях на различную глубину. При этом он вытесняет объемы этих жидкостей одной и той же массы, равной массе ареометра, а следовательно, обратно пропорциональные их плотности. То деление шкалы, до которого ареометр погружается в жидкость, показывает плотность этой жидкости.

 

2) Титрование.