Эквивалент. Закон эквивалентов

1. 1.Эквивалент. Закон эквивалентов

2. Эквивалент.

Эквивалент- реальная или условная
частица вещества, которая в данной
кислотно-основной реакции
соединяется или замещается с
одним атомом или ионом водорода
или в данной окислительновосстановительной реакции
равноценна одному электрону

3. Эквивалентная масса (молярная масса эквивалента).

- относительная масса такой частицы
в а.е.м. называется эквивалентной
массой вещества
- масса одного моля таких частиц
выраженная в граммах, называется
молярной массой эквивалента
вещества и обозначается Мэ

4. ВАЖНО!

Следует различать
эквивалентные массы
элементов и
эквивалентные массы
соединений!

5.

Эквивалентная В - стехиометрическая
масса элемента валентность,
равна:
А-атомная масса
А А
Mэ
В Z
элемента,
Z-заряд или степень
окисления.

6. ПРИМЕР:

Определить эквивалентную массу Cr в
соединениях: Cr2O3; K2Cr2O7
Cr O3
K 2Cr O7
52
M э (Cr )
3
52
M э (Cr )
6
3+
2
6+
2

7. ПРИМЕР:

Определить эквивалентную массу
кислорода и водорода
O2
H2
16
M э (O )
2
1
M э (H )
1

8.

если условия нормальные
To=273K и Р=101,3 кПа
или 0°С и Р=760 мм. рт. ст.
то в расчетных задачах используют
значения эквивалентных объемов
для кислорода Vэ=5,6 литра,
для водорода Vэ=11,2 литра.

9. Фактор эквивалентности

показывает какая
часть от моля
вступает во
взаимодействие

10. ПРИМЕР:

HBr
H2O
NH3
1 моль Н 2 моль Н
3 моль Н
1 моль
Br
f (Br)=1
1 моль О
1 моль N
f (O)=1/2
f (N)=1/3

11. Эквивалентные массы

Эквивалентная масса элемента = А×f
(атомная масса × фактор
эквивалентности)
Эквивалентная масса вещества =М×f
(молярная масса × фактор
эквивалентности)

12. Эквивалентная масса кислоты:

Эквивалентная масса кислоты равна
молярной массе, деленной на
«основность» т.е. число атомов
водорода в кислоте (а в реакции
число замещенных атомов водорода)
М(кислоты)
M Э (кислоты) =
n × H+
98
M Э (H 2SO 4 ) =
= 49 г/моль
2

13. Эквивалентная масса основания:

Эквивалентная масса основания равна
молярной массе основания, делённой на
«кислотность», т.е. число гидроксогрупп в
основании (а в реакции число замещенных
гидроксогрупп)
М(основания)
MЭ (основания) =
n ×(OH )
90
MЭ (Fe(OH)2 ) =
= 45 г/моль
2

14. Эквивалентная масса оксидов:

Эквивалентная масса оксида равна
молярной массе оксида деленной
на произведение числа атомов
элемента, образующих оксид, на
его степень окисления
М(оксида)
M Э (оксида) =
n×В
М(Cr2O 3 )
M Э (Cr2O 3 ) =
2× 3

15. Эквивалентная масса соли

Эквивалентная масса соли равна
молярной массе соли деленной
на произведение числа атомов
металла, образующих соль, на
его степень окисления

16.

Эквивалентная масса
сложного бинарного
соединения равна сумме
эквивалентных масс
образующих его элементов

17. ПРИМЕР:

M Э (Al2O3 ) M Э (Al) M Э (O)
27 16
M Э (Al2O3 ) 17 г / моль
3 2
или
M(Al2O3 ) 102
M Э (Al2O3 )
17 г / моль
2 3
6

18. Эквивалентная масса в кислотно-основных реакциях.

Эквивалентная
масса вещества
относится к
конкретной
реакции и имеет
различные
значения
M
Mэ
K Z
М - молярная масса
вещества,
К -число замещающихся
при реакции ионов,
Z - заряд иона.

19. ПРИМЕР

1.H3PO 4 +KOH =KH2PO 4 +H2O
M ( H 3 PO4 )
Mэ
98г / моль
1 1
2.H3PO 4 +2KOH =K 2HPO 4 +2H2O
M ( H 3 PO4 )
Mэ
49 г / моль
2 1
3.H3PO 4 +3KOH =K 3PO 4 +3H2O
M ( H 3 PO4 )
Mэ
33г / моль
3 1

20.

Al(OH)3 + HCl = Al(OH)2Cl + H2O
Мэ [Al(OH)3] = М [Al(OH)3] /1=78 г/моль
Al(OH)3 + 2HCl = Al(OH)Cl2 + 2H2O
Мэ [Al(OH)3] = М [Al(OH)3] /2=39 г/моль
Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O
Мэ [Al(OH)3] = М [Al(OH)3] /3=26 г/моль

21. Эквивалентная масса в окислительно-восстановительных реакциях.

Эквивалентная масса в
окислительновосстановительных реакциях.
В окислительно- М – молярная масса
восстановитель окислителя или
восстановителя,
ных реакциях:
M
Mэ
n e
n·e - число
электронов
принимаемых или
отдаваемых одной
молекулой

22. ПРИМЕР:

2KMnO 4 + 5NaNO 2 + 3H 2SO 4 =
2MnSO 4 + 5NaNO3 +K 2SO 4 + 3H 2O
M(KMnO 4 ) 155
M э (KMnO4) =
=
=31г/моль
5
5
+5e
+7
+2
Mn Mn n e = 5

23. Закон эквивалентов (Волластон, 1804 г.)

Массы реагирующих веществ
прямопропорциональны их
эквивалентным массам
M Э1
m1
m2 M Э 2

24. ПРИМЕР:

0,304г магния
вытеснили 0,0252 г
водорода. Вычислите
эквивалентную массу
магния.

25. Решение:

Воспользуемся законом
эквивалентов и запишем:
m(Mg) M Э (Mg)
=
m(H 2 )
M Э (H 2 )
0.304
x
0.0252 1.008
x 12,16 г / моль

26. ПРИМЕР

Мышьяк образует два оксида,
один содержит 65,2% As,а
другой 75,7% As.
Вычислить Мэ мышьяка, его
валентность и составить
формулы оксидов.

27. Решение:

Воспользуемся законом
эквивалентов:
m( As ) M Э ( As )
m(O )
M Э (O )

28. Решение

AsxОy–100%, тогда
ω(О)=100% – ω(As)=100% – 65,2%=34,8%
Т.к. дано бинарное соединение, то в
формулу закона эквивалентов можно
подставлять %, получим:
As M экв ( As ) 65.2 M экв ( As )
O M экв (O ) 34.8
8

29. Решение

M экв ( As )
M экв ( As )
65, 2 8г / моль
15г / моль
34,8
АAs
АAs
75
ВAs
5
ВAs
M экв ( As ) 15
Формула 1-го оксида имеет вид:
As2О5

30. Решение

Находим формулу второго оксида:
AsxОy–100%, тогда
ω(О)=100% – ω(As)=100% – 75,7%=24,3%
As M экв ( As ) 65.2 M экв ( As )
O M экв (O )
34.8
8

31. Решение

M экв ( As )
M экв ( As )
75, 7 8г / моль
25г / моль
24,3
АAs
АAs
75
ВAs
3
ВAs
M экв ( As ) 25
Формула 2-го оксида имеет вид:
As2О3

32.

Если одно из реагирующих веществ или
продуктов реакции (участников реакции) - газ,
то для него вводится понятие эквивалентный
объем вещества (Vэ(Х)).
Рассчитывается на основании закона Авогадро:
1 моль газа массой М(Х) занимает объем 22,4 л
1 эквивалент газа массой Мэ(Х) занимает объем Vэ(Х)
22,4 М э Х
[л/моль]
Отсюда Vэ(Х) =
М(Х)
где Мэ(Х) – молярная масса эквивалента
вещества (эквивалентная масса), М(Х) –
молярная масса вещества.

33.

Например, при нормальных условиях
(P=760 мм.рт.ст., t = 0 оС) 1 моль эквивалентов
водорода занимает объем, равный
22,4 М э Х
Vэ(Х) =
М(Х)
1
fэ(H) = В = 1 Мэ(H) = 1 1 = 1 г/моль
М(H2) = 2 1 = 2 г/моль
22,4 1
= 11,2 л/моль
Vэ(H2) =
2

34.

Например, при нормальных условиях 1 моль
эквивалентов кислорода занимает объем,
равный
22,4 М э Х
Vэ(Х) =
М(Х)
1
1
1
Мэ(О) = 16 = 8 г/моль
fэ(О) =
=
В
2
2
М(О2) = 2 16 = 32 г/моль
22,4 8
= 5,6 л/моль
Vэ(О2) =
32

35.

Если известно, что одно из веществ газ, то закон
эквивалентов записывается в виде:
m1 M э (1)
V2
Vэ (2)
где m1, Мэ(1) – масса и эквивалентная масса
реагирующего вещества; V2, Vэ(2) – объем и
эквивалентный объем газообразного вещества.