Эквивалентом (Э) вещества называется такое его количество, которое в химических реакциях соединяется с 1 моль атомов водорода или замещает его в соединениях

Размерность эквивалента такая же, как и количества вещества – моль.

Например, в реакции:

2 Н₂ + О₂ = Н₂О

1 моль атомов Н эквивалентен Ѕ моль атомов О, следовательно, Э(О)=1/2 моль.

Масса одного эквивалента вещества называется эквива­лентной массой (М_экв); размерность эквивалентной массы та­кая же, как молярной массы: кг/моль или г/моль. Например, М_ЭКВ(Н) = 1 г/моль; М_ЭКВ(О) = 8 г/моль.

Количество вещества эквивалента (n_экв) равно отношениюмассы вещества (т) к эквивалентной массе:

n_экв(Х) = т(Х)/М_зкв.

На­пример, если имеется 32 г кислорода, то n_экв = 32/8 = 4 моль.

Состав раствора, выражен­ный через количество эквивалентов растворенного вещества в од­ном литре раствора, называется нормальной концентрацией (с_Н).

Таким образом, нормальная концентрация равна отношению количества эквивалентов растворенного вещества (n_экв(Х)) в растворе к объему раствора (V):

(6)

Единица измерения нормальной концентрации - моль/м³; для практического использования обычно служит кратная единица моль/дм³ или моль/л. В литературе встречаются разные обозначения нормальной концентрации, например для раствора серной кислоты с нормальной концентрацией 0,2 моль/л:

C_Н(Н₂SO₄) = 0,2 моль/л C_Н(Н₂SO₄) = 0,2 н

или

0,2 н. раствор Н₂SO₄ C(1/2 Н₂SO₄) = 0,2 моль/л

Последнее обозначение — рекомендованное; оно показывает, чему равен эквивалент растворенного вещества (в данном случае 1/2 моль) и сколько эквивалентов содержится в 1 л раствора.

Молярная масса и эквивалентная масса связаны соотноше­нием:

М_экв = f_экв∙ М

где f_экв - так называемый фактор эквивалентности, который для эле­мента равен 1/В, где В - стехиометрическая валентность* элемента в данном соединении (формальная валентность, следующая из формулы соединения); f_экв - величина безразмерная.

Так, для серы в Н₂S f_экв = ¹/₂, откуда Э(S) = ¹/₂ моль и М_экв(S) = 32/2 = 16 г/моль.

Для различных классов неорганических соединений фактор эквивалентности равен:

Для оксида:

Для основания:

,

Для кислоты:

,

Для соли:

,

Зная нормальную концентрацию, легко рассчитать объем раствора того или иного реагента, требующийся для реакции. Пусть два вещества введены в реакцию в виде растворов, нор­мальные концентрации которых равны соответственно с_н и с^/_н, и для реакции потребовались объемы растворов этих веществ соответственно V и V^/. По определению нормальной концентра­ции с_н показывает количество эквивалентов вещества в 1 л раствора. Тогда количество эквивалентов первого реагента со­ставит с_н V, а количество эквивалентов второго с^/_н V^/. По за­кону эквивалентов вещества реагируют в количествах, пропор­циональных их эквивалентам, т. е. количества эквивалентов реагирующих веществ равны, следовательно:

или

(7)

т. е. объемы реагирующих растворов обратно пропорциональ­ны их нормальным концентрациям.

Если известны нормальная концентрация раствора и экви­валентная масса растворенного вещества, можно легко вычис­лить массу вещества, содержащегося в 1 мл раствора.

Масса растворенного вещества, содержащаяся в 1 мл рас­твора, выраженная в граммах, называется титром раствора. Титр раствора, обозначаемый Т, определяется по формуле:

,

(8)

Например, титр децинормального раствора серной кислоты равен:

,

Раствор с известной нормальной концентрацией (или титром) называется титрованным раствором. Титрованными раствора­ми пользуются в лабораторной практике для определения нор­мальной концентрации других растворов. Например, к раствору кислоты, нормальную концентрацию которой необходимо опре­делить, постепенно прибавляют титрованный раствор щелочи. Момент окончания реакции - нейтрализации кислоты щелочью - определяют по изменению окраски индикатора, добавленного до начала титрования в раствор кислоты. Определив с помощью титрования объем щелочи, необходимый для нейтрализации за­данного объема кислоты, можно затем рассчитать нормальную концентрацию кислоты, исходя из соотношения:

Þ

(9)

Для перехода от одного способа выражения состава к дру­гому служат формулы:

(10)

(11)

,

(12)

,

(13)

Где r_р – плотность раствора, г/мл.

Поиск по сайту: