3. Молярная масса и молярный объем химического эквивалента.

Эквивалент, как частица, может быть охарактеризован молярной массой М_э(В), молярным объемом V_э(В) и определенным количеством вещества ν_экв (В).

Количество вещества химического эквивалента (ν_экв) – это величина, пропорциональная отношению числа эквивалентов вещества (N_э) к числу Авогадро (N_А), равному 6,02∙10²³ формульных единиц:

ν_экв = N_э/ N_А , [моль]

по аналогии с количеством вещества:

ν = N/ N_А, [моль]

Так как в одной формульной единице (атоме, молекуле, радикале и т.д.) содержится Z(В) эквивалентов вещества, то число химических эквивалентов вещества N_э равно произведению Z(В) на N_ф.е.,

N_э = Z(В) ∙ N_ф.е

и, соответственно,

ν_экв = Z(В) ∙ ν, [моль]

Таким образом, моль эквивалентов вещества – это количество вещества, содержащего 6,02∙10²³ эквивалентов.

Молярной массой химического эквивалента вещества (М_э(В)) называется масса одного моль эквивалента вещества В, равная отношению массы вещества (m(В)) к количеству вещества химического эквивалента (ν_экв(В)), выражаенная в г/моль или кг/моль:

М_э(В) = m(В)/ ν_экв(В)

Взаимосвязь между молярной массой вещества М(В) и молярной массой его эквивалента М_э(В) выражается соотношением:

М_э(В) = М(В) / Z(В),

т.е. молярная масса эквивалента вещества всегда в Z раз меньше молярной массы этого вещества.

Например, М_э(КОН) = М(КОН) / Z(КОН), где Z(КОН)= Z(ОН^-)=1, следовательно, М_э(КОН) =56/1=56 г/моль.

Молярную массу эквивалента сложного вещества можно представить, как сумму молярных масс эквивалентов образующих его составных частей. Например, М_э(оксида) = М_э(элемента) + М_э(кислорода);

М_э(кислоты) = М_э(Н⁺) + М_э(кислотного остатка);

М_э(основания) = М_э(металла) + М_э(ОН^-);

М_э(соли) = М_э(металла) + М_э(кислотного остатка).

Так, молярная масса эквивалента основной соли сульфата кальция равна: М_э((CaOH)₂SO₄) = М_э((CaOH)₂⁺) + М_э(SO₄^2-)= =

Молярным объемом химического эквивалента газообразного вещества V_э(В) называется объем одного моль эквивалента газообразного вещества, равный отношению объема данного газообразного вещества (V_газ) к количеству вещества химического эквивалента газообразного вещества:

V_э(газа) = V_газ / ν_экв , л/моль

Учитывая, что для газов, принимаемых условно за идеальные

ν = V / V_М,

где V_М = 22,414 л/моль – объем одного моль любого газа при нормальных условиях (н.у.)*, тогда

V_э(газа) = V_М/ Z(В) = 22,414 / Z(В) , л/моль.

1.3. Закон эквивалентов.

Закон эквивалентов, открытый в 1792 г. И.Рихтером гласит: элементы всегда взаимодействуют между собой в определенных массовых количествах, соответствующих их эквивалентам, или: в реакциях всегда участвуют равные количества вещества эквивалентов.

Например, для реакции аА + вВ → сС + dD будут справедливы равенства:

ν_экв (А) = ν_экв (В) = ν_экв (С) = ν_экв (D)

или

Если вещества А и В газообразные, то закон эквивалентов принимает вид:

Закон эквивалентов для реагирующих веществ, находящихся в растворе имеет вид:

с_э(А)∙V_р-ра(А) = с_э(В)∙V_р-ра(В),

где с_э(i) = - молярная концентрация эквивалента i вещества, равная отношению количества вещества эквивалента ν_экв(i) к объему раствора вещества V_p-pa(i).

* Нормальные условия (н.у.) – термодинамическая температура Т=273,15К, атмосферное давление р=1,01325∙10⁵ Па (1 атм, 760 мм рт.ст.). Не путать со стандартными условиями!