Эквивалент и закон эквивалентов

Эквивалент и закон эквивалентов

1.1. Масса и количество вещества

Массу вещества в химии измеряют в граммах, а количество - в молях.

Моль - количество вещества, которое содержит столько структурных единиц (молекул, атомов, ионов, эквивалентов и т.д.), сколько атомов содержится в 0,012 кг (12 г) углерода-12.

При использовании термина ''моль'' следует указывать частицы, к которым относится этот термин. Соответственно, можно говорить: ''моль молекул'', ''моль атомов'', ''моль ионов'', ''моль эквивалентов'' и т.д. Например, моль молекул водорода, моль атомов водорода, моль ионов водорода, моль эквивалентов водорода. Так как 12 г углерода-12 содержит ~ 6,022∙10²³ атомов углерода (постоянная Авогадро), то моль - количество вещества, которое содержит 6,022∙10²³ структурных элементов (молекул, атомов, ионов, эквивалентов и т.д.).

Отношение массы вещества к количеству вещества называют молярной массой, М. Другими словами, молярная масса - это масса одного моля вещества. Основной единицей молярной массы в системе СИ является кг/моль, в химической практике - г/моль. Например, молярная масса лития М(Li) = 6,939 г/моль, молярная масса метана М(СН₄) = 16,043 г/моль. Если вместо слов ''атомная масса лития'' сказать ''молярная масса лития'' - ошибки не будет.

Для газообразных веществ отношение объема вещества к количеству вещества называют молярным объемом, V_М. Другими словами, молярный объем - это объем одного моля газообразного вещества. Это величина постоянная. Для любого газообразного вещества при нормальных условиях (н.у.: Т₀ = 273 К,Р₀ = 101,3 кПа или 760 мм рт. ст.) V_М = 22,4 л.

 

1.2. Расчеты эквивалентов

Эквивалент (Э) - это реальная или условная частица вещества, которая может замещать, присоединять, высвобождать или быть каким-либо другим образом эквивалентна одному иону водорода (Н+) в ионообменных реакциях или одному электрону (е-) в окислительно-восстановительных реакциях.

Например, в реакции:

NaOH + HCl = NaCl + H₂O

эквивалентом будет реальная частица - ион Na⁺, в реакции

Zn(OH)₂ + 2HCl = ZnCl₂ + 2H₂O

эквивалентом будет являться условная (мнимая) частица 1/2Zn(OH)₂.

Так же, как в случае молекул, атомов или ионов, эквивалент описывают с помощью химических формул. Например, гидроксид калия во всех обменных реакциях может присоединять один ион водорода, следовательно, эквивалентом гидроксида калия будет молекула КОН. Э={КОН}. Эквивалентом соляной кислоты в ионообменных реакциях будет НСl.  Э={НСl}. Цинк может окисляться только до Zn²⁺, следовательно, в окислительно-восстановительных реакциях эквивалентом цинка будет условная величина, половина его атома или иона, Э=1/2{Zn}. Для фосфорной кислоты Э=1/3{Н₃РО₄}. Это химическая формула эквивалента.