Эквиваленты простых и сложных веществ

ЗАКОН ЭКВИВАЛЕНТОВ

Эквивалентом называют реальную или условную частицу, которая может замещать, присоединять, высвобождать или быть каким-либо другим способом эквивалента одному иону водорода в кислотно-основных или ионообменных реакциях или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях.

Масса 1 эквивалента вещества (элемента) называется его молярной (атомной) массой эквивалента (М_экв), выражается в г/моль∙экв. В отличие от относительной атомной массы А_r атомная масса эквивалента элемента Э в его различных соединениях – величина переменная. Рассчитать ее можно по формуле: М_экв = А_r/В, где В – валентность или степень окисления элемента в данном соединении. Так, молярная масса эквивалента железа в его дихлориде и трихлориде составляет соответственно 56/2= 28 и 56/3 ≈ 19 соответственно.

Эквивалентом соединения называют такое его количество, которое взаимодействует без остатка с одним эквивалентом водорода или вообще с одним эквивалентом любого другого вещества.

Фактор эквивалентности – число, показывающее, какая доля реальной частицы Х эквивалентна одному иону водорода в данной кислотно-основной реакции или одному электрону в данной окислительно-восстановительной реакции, обозначается как f_экв(Х). Рассчитывается, как

f_экв(кислоты)=1/основность;

f_экв(основания)=1/кислотность;

f_экв(соли)=1/число катионов∙валентность Ме;

f_экв(окислителя)=1/число принятых ē;

f_экв(восстановителя)=1/число отданных ē.

Молярная масса эквивалента вещества Х равна произведению фактора эквивалентности вещества Х на его молярную массу. М_экв(Х)=f_экв(Х)·М(f). Значит,

М_экв(NaOH)=1∙40 = 40 г/моль∙экв;

М_экв(Н₂SO₄)=1/2·98 = 49 г/моль∙экв;

М_экв(Al(NO₃)₃)=1/3∙213= 71 г/моль∙экв.

Как для элементов, так и для сложных веществ применим закон эквивалентов: «Вещества взаимодействуют друг с другом в эквивалентных количествах», или «массы реагирующих веществ пропорциональны их эквивалентам или молярным массам эквивалентов (объемов): m₁/m₂ = M_экв1/М_экв2.

Пример 1. Определите молярные массы эквивалента серы в сероводороде, диоксиде серы и триоксиде серы.

Решение.

Исходя из состава сероводорода H₂S и оксидов серы SO₂ и SO₃ находим, что степень окисления серы в них равна -2, +4, +6 соответственно. Тогда из соотношения М_экв = А_r/В находим, что молярная масса эквивалента серы равна: 32/2 = 16; 32/4 = 8; 32/6 = 5,33 соответственно.

Пример 2. На восстановление 7,09 г оксида двухвалентного металла требуется 2,24 л водорода, измеренного при нормальных условиях (н.у.). Вычислить молярные массы эквивалента оксида и металла. Чему равна атомная масса металла?