Стехіометричні закони хімії Закон збереження маси

Сума мас речовин, які вступили в реакцію, дорівнює сумі мас продуктів реакції.

Під час перебігу хімічних реакцій руйнуються зв’язки між атомами вихідних речовин, атоми перегруповуються і між ними утворюються нові зв’язки. Атоми при цьому не зникають і не виникають з нічого. Вони входять до складу продуктів реакції у таких самих кількостях, як і у вихідних речовинах.

Цей закон виконується для процесів з порівняно невеликими енергетичними ефектами. В ядерних перетвореннях ці ефекти дуже великі, а це, відповідно до співвідношення Ейнштейна cпричиняє помітні зміни мас (дефект мас).

Закон сталості складу

Кожна чиста речовина, незалежно від способу її добування, має сталий якісний і кількісний склад.

Речовини складаються з атомів, сполучених між собою певних співвідношеннях відповідно до їх валентностей.

Валентність – здатність атома утворювати хімічні зв’язки з певним числом інших елементів.

За одиницю валентності прийнято валентність гідрогену.

Дальтоніди – сполуки, для яких справедливий закон сталості складу: .

Бертоліди – речовини, в яких атомні співвідношення не є точно фіксованими (змінного складу): .

Закон еквівалентів

Еквівалент елемента – частка атома, що припадає на одиницю валентності. Еквівалент елемента – така його кількість, яка з’єднується з 1 моль атомів чи заміщує ту ж саму кількість атомів в хімічних реакціях.

- валентність елемента у сполуці.

Еквівалент нітрогену в

Еквівалент нітрогену в

Еквівалент нітрогену в

Еквівалентна маса – частина атомної маси, що припадає на одиницю валентності; чисельно дорівнює масі одного еквівалента елемента, вираженої в а.о.м.

Еквівалентна маса нітрогену в

Еквівалентна маса нітрогену в

Еквівалентна маса нітрогену в

Молярна маса еквівалентів – чисельно дорівнює еквівалентній масі і виражається в г/моль.

Молярна маса еквівалентів нітрогену в

Молярна маса еквівалентів нітрогену в

Молярна маса еквівалентів нітрогену в

Еквівалент складних сполук.

– фактор еквівалентності (число еквівалентності).

для кислот – це їх основність (кількість активних атомів гідрогену).

для гідроксидів – це їх кислотність (кількість груп ).

для солей – це добуток валентності металу на кількість атомів металу у формульній одиниці.

для оксидів – це подвійна кількість атомів оксигену.

Еквівалентна маса складних сполук – відношення молекулярної маси речовини до фактору еквівалентності.

Молярна маса еквівалентів складних сполук – відношення молярної маси речовини до фактору еквівалентності. Чисельно дорівнює еквівалентній масі і виражається в г/моль.

H₃PO₄

В реакціях, які проходять без зміни ступенів окиснення елементів, для однієї і тієї ж самої речовини може приймати різні значення в залежності від реакції, в яку вона вступає. Максимально можливе значення визначається за кількістю зв’язків, які сполучають основні складові частини речовини. Наприклад, для кислот відповідає їх основності, тобто кількості атомів , зв’язаних з кислотним залишком, здатних заміщуватися на метал. Але якщо кислота не використовує в реакції всі атоми гідрогену, то її буде меншим за максимальне значення, і визначається реальною кількістю атомів гідрогену у молекулі кислоти, що заміщуються на метал, утворюючи певні продукти реакції. Наприклад, для ортофосфатної кислоти:

Для основ відповідає їх кислотності, тобто кількості груп , зв’язаних з катіонами металу, здатних заміщуватися на кислотний залишок. Але якщо основа не використовує в реакції всі групи , то її буде меншим за максимальне значення, і визначається реальною кількістю груп у молекулі основи, що заміщуються на кислотний залишок, утворюючи певні продукти реакції. Наприклад, для гідроксиду алюмінію:

В окисно-відновних реакціях частинкою, еквівалентною атому гідрогену, є електрон, тому дорівнює числу електронів, приєднаних або відданих частинкою в певній реакції.

Закон еквівалентів:

Маси реагуючих елементів співвідносяться між собою так само, як їх еквівалентні маси.

У разі утворення хімічних сполук на одиницю валентності одного атома припадає одиниця валентності іншого атома, а кожній одиниці валентності відповідає одиниця еквівалента елемента: на один еквівалент одного елемента в хімічних реакціях припадає один еквівалент іншого елемента.

Для визначення еквівалентних мас складних речовин можна використати те, що еквівалентна маса речовини відповідає сумі еквівалентних мас її складових частин. Наприклад, за визначенням, кислоти містять атоми гідрогену, здатні заміщуватися на атоми металу, зв'язані з кислотними залишками. Тому еквівалентну масу кислоти можна визначити, додавши еквівалентну масу гідрогену (що дорівнює 1) та еквівалентну масу кислотного залишку. Цей принцип застосовується і до розрахунку еквівалентних мас інших складних речовин (основ, солей, оксидів).

– кислота;

– гідроксид;

– сіль;

– оксид.

- заряд кислотного залишку;

- заряд катіона металу;

Приклади завдань.

1. 3 г металу взаємодіє з 1,64 г сірки. Розрахуйте еквівалентну масу металу. Валентність сірки дорівнює 2.

2. Розрахуйте еквівалентну масу металу, маса основи якого 1,4 г, а маса йодиду 4,15 г.

3. Визначте еквівалентну масу металу, 2,81 г якого витісняє з кислоти 560 мл водню (н.у).

; ;

;

; ;