Расчет эквивалентов элементов

Э_{(элемента)}= М_{(элемента)} / Z

где M - моль| атомов элемента

Z – модуль степени| окисления элемента в соединении

а) Э_(S) (H₂S⁺⁶O₄ ) = M_(S)/Z = 1/6 M_(S) ; Z =6

Эквивалент Сульфура в молекуле сульфатной кислоты равняется 1/6 моля атомов Сульфура.

б) Э_(S) (H₂S^-2 ) = M_(S)/Z = 1/2 M_(S) ; Z =2

Эквивалент Сульфура в молекуле сероводорода равняется ½ моля атомов Сульфура.

Таким образом, элементы с переменной степенью окисления имеют несколько значений эквивалента.

Задание: Рассчитать эквиваленты элементов:

а) Нитрогена в соединениях : N^-3H₃ , HN⁺⁵O₃ , N⁺¹₂O ;

б) Феррума в соединениях: Fe⁺³₂O₃ , H₂Fe⁺⁶O₄, Fe⁺²(OH)₂

Расчет эквивалентов соединений

Э_{(соединения)}= М_{(соединения)} / n · Z

где M - моль| молекул соединения

n – число атомов элемента, который стоит первым в формуле соединения

Z – модуль степени| окисления этого элемента

а) Э ( Al₂O₃) = M ( Al₂O₃) / 2 · 3 = 1/ 6 M ( Al₂O₃)

б) Э (Ca(OH)₂ = M (Ca(OH)₂ / 1 · 2 = 1 /2 M (Ca(OH)₂

в) Э (H₃PO₄) = M (H₃PO₄) / 3 · 1 = 1 /3 M (H₃PO₄)

г) Э (Cr₂ (SO₄ )₃) = М (Cr₂ (SO₄ )₃) / 2 · 3 = 1 / 6 М (Cr₂ (SO₄ )₃)

Эквивалент химического соединения можно определить как сумму эквивалентов составляющих его частей:

Э_оксида = Э_{элемента} + Э_{кислорода}

Э_{гидроксида} = Э_{металла} + Э_{гидроксила}

Э_{кислоты} = Э_{водорода} + Э_{кислотного остатка}

Э_соли = Э_{металла} + Э_{кислотного остатка}

а) Э ( Al₂O₃) = Э (Al⁺³) + Э(О^-2) = 1/3 М(Al⁺³) + ½ М(О^-2)

б) Э (Ca(OH)₂ = Э (Ca⁺²) + Э (ОН^-)= ½ М(Ca⁺²) + М (ОН^-)

в) Э (H₃PO₄) = Э(Н⁺) + Э(РО₄^3-)= М(Н⁺) + 1/3 М(РО₄^3-)

г) Э (Cr₂ (SO₄ )₃) = Э (Cr³⁺) + Э (SO₄ ^2-)= 1/3 М(Cr³⁺) + ½ М (SO₄ ^2-)

Задание: Рассчитать эквиваленты соединений:

а) N₂O₅ ; б) Zn(OH)₂; в) H₂CO₃; г) Ba(NO₃)₂

Относительная атомная масса (атомная масса) - это число, которое показывает во сколько раз масса данного атома тяжелее атома Гидрогена (Аr _{(элемент)} ).

Маса атома Гидрогена равна 1 / 12 части массы атома изотопа Карбон -12 (¹²С). Эта величина называется атомной единицей массы ( а.е.м. ).

Масса атома Гидрогена равна одной атомной единице массы. Следовательно атомная масса Гидрогена равна 1.

m (Н) = 1 а.е.м. Аr (Н) = 1

Аr (Fe ) = m (Fe) / m (H) = 55,85 ≈ 56

Индекс (r ) указывает на относительный характер величины, т.к. является первой буквой в латинском слове relative , что означает в переводе на русский язык относительный.

Внимание ! Значение относительных атомных масс элементов приведены в периодической системе ( дробные числа ).

Задание : Рассмотрите периодическую систему и запишите относительные атомные массы элементов: а) Сульфур; б) Натрий; в) Волфрам; г) Тантал; д) Оксиген , округляя значения до целого числа.

8. Относительная молекулярная масса ( молекулярная масса ) - это число, которое показывает во сколько раз масса данной молекулы больше массы атома Гидрогена ( Мr _{(молекулы)}).

Относительная молекулярная масса рассчитывается по формулам молекул как сумма атомных масс элементов, входящих в состав молекулы, с учетом числа атомов каждого элемента.

Мr (H₂SO₄ ) = 2 · Аr (Н) + Аr (S ) + 4 · Аr (О) = 2 ·1 + 32 + 4·16 =98

Задание: Рассчитать молекулярные массы :

H₂ ; HBr ; Cl₂ ; K₂CO₃ ; Na₂Cr₂O₇ ; O₂

9. Молярная масса - это масса вещества, взятого в количестве один моль (М_{(структ. ед.)} , г / моль )

Так как 1 моль любого вещества содержит 6,02 ∙ 10²³ структурных единиц (см. выше по тексту ), то молярная масса – это масса

6,02 ∙ 10²³ структурных единиц определенного вида.

Если вещество состоит из атомов, то молярная масса его численно равна относительной атомной массе; единицы измерения г / моль.

Аr (Н) = 1 ← относительная атомная масса

М (Н) = 1 г / моль ← молярная масса атомов Гидрогена

Аr (Fe ) = 56 ← относительная атомная масса

М (Fe ) = 56 г / моль ← молярная масса атомов Fe

Задание ! Продолжите примеры.

Если вещество состоит из молекул, то молярная масса этого вещества численно равна его молекулярной массе.

Единицы измерения г / моль.

Мr (H₂SO₄ ) = 98

М (H₂SO₄ ) = 98 г / моль

Мr (K₂СO₃) = 138

М (K₂СO₃) = 138 г / моль

Задание ! Продолжить примеры.

10. Молярный объем - это объем газообразного вещества, взятого количеством один моль ( V _М , л; мл и т.д. )

Молярный объем имеет массу моля и содержит число Авогадро

(6,02 ∙ 10²³ ) структурных единиц газа.

Молярный объем может изменяться при изменении температуры и давления газа.

При нормальных условиях (н.у.) один моль газа занимает объем 22,4 л .

Нормальные условия характеризуются параметрами:

Давление Р = 1,01 • 10⁵ Па = 760 мм.рт.ст. = 1 атм.

Температура Т = 273К ; t = 0⁰С

11. Молярная масса эквивалента вещества - это масса моля эквивалента элемента или соединения (М_{Э (стр. ед.)} , г / моль )

Масса 1 эквивалента называется его эквивалентной массой (m_э).

Мэ_{(элемента)}= А_{r (элемента)} / Z

где А_r – относительная атомная масса | элемента

Z – модуль степени| окисления элемента в соединении

Мэ_{(соединения)}= М_{(соединения)} / n · Z

где M – молярная масса | соединения

n – число атомов элемента, который стоит первым в формуле

соединения

Z – модуль степени| окисления этого элемента

а) Э(Н) = 1 М(Н) следовательно М_Э (Н) = 1М(Н) = 1 г/ моль

б) Э (H₂SO₄ ) = ½ М (H₂SO₄ ) тогда М_Э (H₂SO₄ ) = ½ М (H₂SO₄ ) = = 98 /2 = 49 г /моль.

Молярные массы эквивалентов оксидов, гидроксидов, кислот и солей можно определить:

Мэ_{(оксида)} = Мэ_{(элемента)} + Мэ_{(кислорода)}

Мэ(О) = М(О) / 2 = 16/2 =8 г/моль

Мэ_{(гидроксида)} = Мэ_{(металла)} + Мэ_{(гидроксила)}

Мэ(ОН^-) = М(ОН^-) / 1 = 17 г/моль

Мэ_{(кислоты)} = Мэ_{(водорода)} + Мэ_{(кислотного остатка)}

Мэ(Н) = М(Н) /1 = 1 г/ моль

Мэ_(соли) = Мэ_{(металла)} + Мэ_{(кислотного остатка)}

Например:

Мэ (Fe₂O₃) = 1/3 M(Fe³⁺) + ½ M(O^2-) = 56/3 + 8= 26,6 г/моль

Мэ (Са(ОН)₂) = ½ М(Са²⁺) + М(ОН^-) = 40/2 + 17 = 37 г/моль

Мэ (H₂SO₄ ) = М(Н⁺) + ½ М(SO₄^2- ) = 1 + 96/2 = 49 г/моль

Мэ (Al(NO₃)₃ = 1/3 M(Al⁺³) + M(NO₃^-) = 27/3 + 62 = 71г/моль

Задание: Рассчитать эквиваленты и молярные массы эквивалентов:

а) Cr в Cr⁺³(OH)₃ ; б) Ni в Ni⁺²SO₄ ; в) Al⁺³₂O₃ ; г) Na⁺₃PO₄ ; д) H⁺₂SiO₃

В окислительно-восстановительной реакции эквивалент вещества равен его малекулярной массе деленной на число отданных или принятых одной молекулой электронов.

Mg⁰ + H₂⁺ S O₄ = Mg⁺² SO₄ + H₂⁰

В │ Mg⁰ – 2e → Mg⁺² │2│процесс окисления

О │ 2H⁺ + 2e → H₂⁰ │2│процесс восстановления

Э ( H₂S O₄ ) = ½ Мr (H₂ S O₄ )

4Mg⁰ + 5 H₂ S⁺⁶ O₄ = 4 Mg⁺² SO₄ + H₂S^-2 + 4H₂O

В │ Mg⁰ – 2e → Mg⁺² │8│процесс окисления

О │ S⁺⁶ + 8e → S^-2 │2│процесс восстановления

Э ( H₂S O₄ ) = 1 / 8 Мr (H₂ S O₄ )

Объем, занимаемый при данных условиях эквивалентной массой газообразного вещества, называется эквивалентным объемом.

Молярный объем (объем, который занимает один моль газообразного вещества) при нормальных условиях равен 22,4 л.

а) М(Н₂) = 2 г/моль Мэ(Н) = 1г/моль

2 г Н₂ занимают объем 22,4 л

1 г Н₂ занимает объем 11,2 л, значит Vэ(Н₂) = 11,2 л

б) М(О₂) = 32 г/моль занимает объем 22,4 л

Мэ(О) = 8 г/моль занимает объем 22,4 / 4 = 5,6 л

Внимание ! Способы расчета эквивалентов и молярных масс эквивалентов смотрите выше по тексту.