1.3 Расчет фактора эквивалентности и эквивалента

Для того чтобы определить величину эквивалента какого-либо вещества, надо исходить из конкретной реакции, в которой участвует данное вещество. В этой связи целесообразно рассмотреть нахождение эквивалента применительно к основным типам химических реакций.

1.3.1 Для кислот и оснований фактор эквивалентности можно рассчитать по числу ионов водорода Н⁺ или гидроксильных групп ОН^- , которыми обмениваются каждая из молекул со своими партнёрами, т.е.

f_{э(кисл.)}= , (1.12)

f_{э(основ.)} = ; (1.13)

отсюда эквиваленты кислот и оснований:

Э_(кисл.) = (х) , (1.14)

Э_{(основ.)} = (х). (1.15)

Для солей фактор эквивалентности может быть найден по числу замещаемых, присоединяемых катионов (Кat) или анионов (An), умноженных на их заряд , т.е

f_э(соли)= , (1.16)

f_э(соли) = , (1.17)

где n – число замещаемых , присоединяемых катионов или анинов,

z - заряд соответствующего иона.

1.3.2 Для окислительно-восстановительной реакции.

Рассмотрим реакцию, протекающую по уравнению:

SnCl₂ +Fe₂(SO₄)₃ + 2HCl =SnCl₄ + 2FeSO₄ + H₂SO₄ .

В данной реакции изменяют степени окисления олово и железо. Запишем для каждого из них соответствующую полуреакцию:

Sn²⁺-2e Sn⁴⁺ , (а)

2 Fe³⁺+ 2e 2 Fe²⁺ . (б)

Согласно полуреакциям (а), (б), один ион олова реагирует с двумя электронами , а два иона железа – с двумя электронами, cледовательно, Э(Sn²⁺) = ½Sn²⁺, Э(Fe³⁺)= Fe³⁺. Соответственно Э(SnCL₂) = ½SnCL₂ , Э(Fe₂(SO₄)₃) = ½ Fe₂(SO₄)₃. Причем, если известна молярная масса М(х) и молярная масса эквивалентна М_э(х) данного вещества, то фактор эквивалентности можно рассчитать по формуле :

f_э(x)= . (1.18)

а эквивалент:

Э(х) = (х) . (1.19)

Для элемента величина, обратная его эквиваленту, есть не что иное, как его валентность В :

. (1.20)

Для оксидов: , (1.21)

где n – количество атомов кислорода,

z – валентность кислорода, равная 2.

2 Экспериментальная часть

Существует достаточно много методов определения эквивалента веществ: метод вытеснения водорода из кислоты, метод прямого определения, аналитический метод, электрохимический метод, титрование. Выбор той или иной методики определяется свойствами вещества и возможностями исследования.

В лабораторном практикуме студентам предлагается определить эквивалент вещества по методу вытеснения водорода, основанном на измерении объёма водорода, который выделяется из кислоты при действии на неё металла. Ограниченность данного метода в том, что он пригоден для узкого круга веществ, а именно, только для активных металлов. Однако несомненным его достоинством является простота, быстрота проведения эксперимента и хорошая воспроизводимость результатов.

Для желающих ознакомиться с другими методами в ПРИЛОЖЕНИИ А дана краткая информация.