17. Понятие об эквиваленте. Закон эквивалентов. Нормальная концентрация. Основное уравнение объемного анализа. Определение эквивалента элемента оксида, соли, кислоты и основания.

1) Эквивалент вещества или Эквивалент — это реальная или условная частица, которая может присоединять, высвобождать или другим способом быть эквивалентна катиону водорода в ионообменных реакциях или электрону 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 мнимая частица ½Zn(OH)₂.

Под эквивалентом вещества также часто подразумевается количество эквивалентов вещества или эквивалентное количество вещества — число моль вещества эквивалентное одному моль катионов водорода в рассматриваемой реакции.

Закон эквивалентов. В результате работ Рихтера, Дальтона и Волластона (1804—1814) были установлены так называемые соединительные веса или эквиваленты, пропорционально которым должны быть взяты массы реагирующих между собой веществ. Закон эквивалентов формулируется следующим образом: все вещества реагируют в эквивалентных отношениях. Принято следующее определение химического эквивалента: количество единиц атомной или молекулярной массы данного вещества, равноценное в химических реакциях восьми единицам, кислорода или приблизительно одной единице водорода (1,0079), называется химическим эквивалентом. Для определения эквивалента достаточно знать только состав соединения данного элемента с кислородом или водородом. Также можно рассматривать эквивалент как массу данного вещества, соответствующую одному отданному или принятому электрону. Английский физик Стони (1870), изучая электролиз, нашел величину заряда, выделяющего .при электролизе количество граммов вещества, равное его химическому эквиваленту, и назвал его фара-деем Т7: 1Р = 96 500 Кл/моль (точнее 96 484 Кл/моль • е). Сейчас известно, что один фарадей У7 равен постоянной Авогадро N А, умноженной на заряд электрона: Р = ЫЛе = 1,602 • 10-,в Кл • 6,022 • 1023 моль-1 = 9,6484 • Ю4 = 96 484 Кл/моль. Таким образом, химический эквивалент можно определить как массу вещества (г), соответствующую заряду моля электронов (У7). Это соотношение будет весьма удобно для расчета электрохимических процессов (гальваностегия, гальванопластика, электрохимическая обработка металлов). Химический эквивалент вычисляют по уравнению 12 где А — атомная масса; п — валентность в данном соединении; М — молекулярная масса, и в этом случае п будет равно основности или кислотности соединения.

2) К объемным, или титриметрическим, методам относят методы количественного анализа, основанные на измерении количества реагента, требующегося для завершения реакции с данным количеством определяемого вещества. Основные достоинства объемных методов анализа заключаются в том, что для количественного определения содержания вещества требуется малое его количество, а само определение проводится за несколько минут.

3)Понятие об эквивалентах и эквивалентных массах

распространяется также на сложные вещества. Эквивалентом сложного

вещества называется такое его количество, которое взаимодействует без

остатка с одним эквивалентом водорода или вообще с одним

эквивалентом любого другого вещества.

1. Эквивалентная масса оксида складывается из значений

эквивалентных масс составляющих оксид элементов. Например:

а) ZnO, эквивалентные массы металла и кислорода,

соответственно равны половине молярных масс атомов:

m г моль э Zn 32,5 /

2

65

( ) = = , m г моль э O 8 /

2

16

( ) = =

m г моль э ZnO 32,5 8 40,5 / ( ) = + =

б) SO3. Валентность серы в оксиде равна 6, следовательно,

m г моль э S 2,7 /

6

16

( ) = = ; m г моль э SO 2,7 8 10,7 / ( 3 )

= + =

2. Эквивалентная масса кислоты равна её молярной массе,

деленной на основность кислоты (число атомов водорода в молекуле

кислоты).

Примеры: а) HNO3. Молярная масса 63 г/моль. Кислота

одноосновная, следовательно, эквивалентная масса равна 63 : 1 =

= 63 г/моль.

б) H3PO4. Молярная масса 98. Основность равна 3.

m г моль э = 98: 3 = 32,6 /

3. Эквивалентная масса основания равна его молярной массе,

деленной на валентность металла; образующего основание.

Пример: Mg(OH)2. Молярная масса его 58 г/моль. Эквивалентная

масса равна 58 : 2 = 29 г/моль.

4. Эквивалентная масса соли равна отношению её молярной

массы к произведению валентности металла на число его атомов в

молекуле.

Примеры: а) NaCO3. Молярная масса соли 106 г/моль. Валентность

металла I, число его атомов 2. Эквивалентная масса NaCO3: 106:( I х 2) =

= 53 г/моль.

б) Al2(SO4)3 Молярная масса 342 г/моль.

m х г моль э соли 342 : (3 2) 57 / ( ) = = .__