Что показывает фактор эквивалентности

Что показывает фактор эквивалентности

Число, показывающее, какая часть молекулы или другой частицы вещества соответствует эквиваленту, называется фактором эквивалентности ( f _Э). Фактор эквивалентности – это безразмерная величина, которая меньше, либо равна 1. Формулы расчета фактора эквивалентности приведены в таблице 1.1.

Таким образом, сочетая фактор эквивалентности и формульную единицу вещества, можно составить формулу эквивалента какой-либо частицы, где фактор эквивалентности записывается как химический коэффициент перед формулой частицы:

f _Э (формульная единица вещества) º эквивалент

В примере, рассмотренном выше, фактор эквивалентности для кислоты, соответственно, равен 1/2, а для щелочи КОН равен 1.

Между H ₃ PO ₄ и КОН также могут происходить и другие реакции. При этом кислота будет иметь разные значения фактора эквивалентности:

Следует учитывать, что эквивалент одного и того же вещества может меняться в зависимости от того, в какую реакцию оно вступает. Эквивалент элемента также может быть различным в зависимости от вида соединения, в состав которого он входит. Эквивалентом может являться как сама молекула или какая-либо другая формульная единица вещества, так и ее часть.

Таблица 1.1 – Расчет фактора эквивалентности

Фактор эквивалентности

,

где В(Э) – валентность элемента

,

где n (Э) – число атомов элемента (индекс в химической формуле), В(Э) – валентность элемента

,

где n (Э) – число атомов элемента (индекс в химической формуле оксида), В(Э) – валентность элемента

f _Э (P₂O₅) = 1/(2 × 5) = 1/10

,

где n ( H + ) – число отданных в ходе реакции ионов водорода (основность кислоты)

f _Э ( H ₂ SO ₄ ) = 1/1 = 1 (основность равна 1)

(основность равна 2)

,

где n (О H – ) – число отданных в ходе реакции гидроксид-ионов (кислотность основания)

f _Э ( Cu ( OH )₂) = 1/1 = 1 (кислотность равна 1) или

(кислотность равна 2)

,

где n (Ме) – число атомов металла (индекс в химической формуле соли), В(Ме) – валентность металла; n (А) – число кислотных остатков, В(А) – валентность кислотного остатка

f _Э ( Cr ₂ ( SO ₄ )₃) = 1/(3 × 2) = 1/6 (расчет по кислотному остатку)

Частица в окислительно-восстано­вительных реакциях

,

где – число электронов, участвующих в процессе окисления или восстановления

Fe 2+ + 2 ® Fe 0

MnO₄ – + 8H + + 5 ® ® Mn 2+ + 4H₂O

,

Пример. Определите фактор эквивалентности и эквивалент у солей: а) ZnCl ₂, б) КНСО₃, в) ( MgOH )₂ SO ₄.

Решение: Для расчетов воспользуемся формулами, приведенными в таблице 1.1.

а) ZnCl ₂ (средняя соль):

.

f _Э( ZnCl ₂) = 1/2, поэтому эквивалентом ZnCl ₂ является частица 1/2 ZnCl ₂.

б) КНСО₃ (кислая соль):

.

f _Э(КНСО₃) = 1, поэтому эквивалентом КНСО₃ является частица КНСО₃.

в) ( MgOH )₂ SO ₄ (основная соль):

.

f _Э ( ( MgOH )₂ SO ₄ ) = 1/2, поэтому эквивалентом ( MgOH )₂ SO ₄ является частица 1/2( MgOH )₂ SO ₄.

Эквивалент, как частица, может быть охарактеризован молярной массой (молярным объемом) и определенным количеством вещества n _э. Молярная масса эквивалента (М_Э) – это масса одного моль эквивалента. Она равна произведению молярной массы вещества на фактор эквивалентности:

Молярная масса эквивалента имеет размерность «г/моль».

М_Э(соли) = М_Э(Ме) + М_Э(кислотного остатка).

Закон эквивалентов был открыт в 1792 г. И. Рихтером. Современная формулировка закона: вещества реагируют и образуются согласно их эквивалентам . Все вещества в уравнении реакции связаны законом эквивалентов, поэтому:

n _э(реагента₁) = … = n _э(реагента _n ) = n _э (продукта₁) = … = n _э (продукта _n )

Из закона эквивалентов следует, что массы (или объемы) реагирующих и образующихся веществ пропорциональны молярным массам (молярным объемам) их эквивалентов. Для любых двух веществ, связанных законом эквивалентов, можно записать:

или или ,

Источник

Фактор эквивалентности

Эквивалент — реальная или мнимая частица вещества, которая может присоединять, высвобождать или быть каким-либо иным образом эквивалентна (то есть равноценна) одному иону H+ в обменных реакциях или одному 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 1/2 Zn(OH)2.

Содержание

Фактор эквивалентности

В реакции: Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2H2O Эквивалентом является частица 1/2Zn(OH)2. Число 1/2 в получила название фактора эквивалентности и может обозначаться, как fэкв. или z.

Фактор эквивалентности помогает сформулировать закон эквивалентности.

Эквивалентная масса

Эквивалентная масса — это масса одного эквивалента данного вещества.

Молярная масса эквивалента вещества — масса одного моля эквивалентов, равная произведению фактора эквивалентности на молярную массу этого вещества.

Закон эквивалентов

Все вещества реагируют между собой в эквивалентных количествах. Закон был сформулирован в 1793 г. В. Рихтером. Иногда удобнее пользоваться другим определением закона эквивалентов: массы (объемы) реагирующих между собой веществ пропорциональны их молярным массам эквивалентов (объемам эквивалентов).

Примечания

Ссылки

Полезное

Смотреть что такое «Фактор эквивалентности» в других словарях:

Фактор эквивалентности — Безразмерная величина fэквх, числовое значение которой обозначает долю реальной частицы вещества X, которая в данной кислотно основной реакции эквивалентна одному иону водорода или в данной окислительно восстановительной реакции одному электрону … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

фактор эквивалентности — (1/z) – величина, рассчитанная на основании стехиометрии данной реакции и показывающая, какая доля реальной частицы вещества соответствует эквиваленту. Общая химия : учебник / А. В. Жолнин [1] … Химические термины

фактор эквивалентности — lygiavertiškumo daugiklis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dydis, atvirkščias lygiavertiškumo skaičiui. atitikmenys: angl. equivalence factor vok. Gleichwertigkeitsfaktor, m rus. фактор эквивалентности, m pranc. facteur … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

фактор эквивалентности — ekvivalentinis daugiklis statusas T sritis chemija apibrėžtis Dydis, atvirkščias ekvivalentiniam skaičiui. atitikmenys: angl. equivalence factor rus. фактор эквивалентности … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

фактор эквивалентности — ekvivalentiškumo daugiklis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. equivalence factor vok. Gleichwertigkeitsfaktor, m rus. фактор эквивалентности, m pranc. facteur d’équivalence, m … Fizikos terminų žodynas

Фактор — 5. Фактор Ндп. Параметр Переменная величина, по предположению влияющая на результаты эксперимента Источник: ГОСТ 24026 80: Исследовательские испытания. Планирование эксперимента. Термины и определения … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Фактор-отображение — Пусть есть множество X, на котором введено отношение эквивалентности (то есть которое обладает следующими свойствами: каждый элемент множества эквивалентен сам себе; если x эквивалентно y, то y эквивалентно x; если x эквивалентно y, а y… … Википедия

Фактор-пространство — Пусть есть множество X, на котором введено отношение эквивалентности (то есть которое обладает следующими свойствами: каждый элемент множества эквивалентен сам себе; если x эквивалентно y, то y эквивалентно x; если x эквивалентно y, а y… … Википедия

Источник

Эквивалент. Закон эквивалентов. Решение задач

Количественный подход к изучению химических явлений и установление закона постоянства состава показали, что вещества вступают во взаимодействие в определенных соотношениях масс, что привело к введению такого важного понятия как «эквивалент» и установлению закона эквивалентов: «Массы взаимодействующих без остатка веществ относятся как их эквивалентные массы».

Непосредственно из понятия эквивалента следует необходимость важнейшего понятия химии – валентность (от Valentia – сила) – это способность атома присоединять к себе определенное число других атомов.
Стехиометрическая валентность атома (V_стх) отражает состав вещества (без учета строения и структуры):

Например, при взаимодействии серы с водородом образуется Н₂S; эквивалент серы равен 1/2 атома (f(S) = 1/2); Аr(S) = 32:

​ Математическое выражение закона эквивалентов:

Рассмотрим примеры решения задач на закон эквивалентов:

Пример 1.
Определить эквивалент и эквивалентные массы гидроксида висмута (III) в реакциях:
1) Bi(OH)₃ + HCl = Bi(OH)₂Cl + Н₂O;
2) Bi(OH)₃ + 3HCl = BiCl₃ + H₂O.
Решение:
1) f(Bi(OH)₃) = 1, Mf(Bi(OH)₃) = 260 г/моль (т. к. из трех групп заместилась одна);
2) f(Bi(OH)₃) = 1/3, a Mf(Bi(OH)₃) = 260 /3 = 86,3 г/моль (т.к. из трех групп заместились все три).

г) эквивалентная масса соли в реакциях полного замещения катиона или аниона равна:

д) Эквивалентная масса оксида в реакциях полного замещения равна:

Находим эквивалентную массу брома, учитывая, что эквивалентная масса металла равна 9г/моль:

Ответ: 9г/моль; 79,9г/моль.

Источник

Эквиваленты и количество эквивалентов простых и сложных веществ. Закон эквивалентов

Моль — количество вещества (n), в котором содержится число структурных частиц (молекул, атомов, ионов и др.), равное постоянной Авогадро (). При использовании моля как единицы количества вещества следует указывать вид частиц.

Например: = 2 моль — количество вещества, содержащего молекул = 0,5 моль — количество вещества, содержащего ионов .

Молярная масса (М) — масса 1 моля вещества, численно равная его относительной молекулярной (атомной) массе. При использовании термина «молярная масса» также рекомендуется указывать вид частицы, молярная масса которой определяется.

Например, = 98 г/моль — молярная масса молекулы серной кислоты, М(О) — 16 г/моль — молярная масса атомов кислорода. Молярную массу находят как отношение массы (m) вещества к его количеству (и) моль: .

Обозначения и числовые значения некоторых терминов, а также элементарные расчеты приведены в табл. 1.

Молярная масса эквивалента (Э) — масса 1 моля эквивалента.

В химии большое практическое значение имеют такие характеристики элементов (для атомов) или веществ (для молекул), как эквиваленты, или молярная масса эквивалента.

Эквивалент — такое реальное количество вещества, которое присоединяет или замещает 1 моль атомов водорода в химических реакциях. Эквиваленты выражаются в молях, а молярная масса эквивалента — в г/моль.

Различают молярные массы эквивалентов элементов, простых и сложных веществ. Молярные массы рассчитывают по формулам:

элементов:

простых и сложных веществ:

где Э — молярная масса эквивалента, г/моль; М — молярная масса, г/моль; — валентность элемента (заряд катиона или аниона); — число элемента (катионов или анионов) в молекуле; -суммарная валентность элемента (суммарный заряд катионов или анионов в молекуле).

Молярная масса эквивалента элемента в соединениях определяется делением молярной массы его атомов на валентность. Молярная масса численно равна его относительной атомной массе: — число, показывающее, какая часть моля эквивалентна 1 молю атомарного водорода. Её называют фактором эквивалентности и обозначают , где X — символ элемента. Например, (в соединениях ).

Определение эквивалента и эквивалентной массы элементов фтора, кислорода, азота в соединениях показано в табл. 2.

Эквивалентные массы простых веществ равны их молярной массе, деленной на суммарную валентность атомов (В-n).

Молярные массы эквивалентов кислот, оснований и солей в реакциях обмена выражаются через молярную массу, деленную на произведение абсолютного значения заряда одного из ионов на число их в соединениях. Причем молярная масса эквивалента кислоты равна ее молярной массе, деленной на ее основность в реакции (число водородных ионов, участвующих в химической реакции), а молярная масса основания — молярной массе, деленной на кислотность основания в реакции (число гидроксильных групп, принимающих участие в химической реакции).

Расчет эквивалентов, молярные массы эквивалентов и число эквивалентов в молярной массе для простых и сложных веществ приведены в табл. 3.

Обратите внимание: число эквивалентов (молярная масса эквивалентов) в моле (молярной массе) вещества равно (), т.е. суммарной валентности элемента (зарядности иона). Эквивалент — часть моля (в частном случае эквивалент равен нулю). 1/() — фактор эквивалентности; показывает, какую часть моля составляет эквивалент.

Молярный объем — объем, занимаемый молярной массой газообразного вещества. Молярный объем любого газа при нормальных условиях равен 22,4 л.

Эквивалентный объем — объем, занимаемый молярной массой эквивалента газообразного вещества. 1 моль водорода содержит 2 эквивалента. Объем молярной массы эквивалента водорода (1г/моль) — 22,4/2 = 11,2 л. 1 моль кислорода содержит 4 эквивалента. Объем молярной массы эквивалента кислорода (8г/моль) 22,4/4 = 5,6 л.

Закон эквивалентов

Отношения масс (объемов) реагирующих друг с другом веществ равны или пропорциональны их химическим эквивалентным массам (эквивалентным объемам).

Математические выражения закона эквивалентов:

а) для любых веществ с известной массой:

б) для газов с известным объемом:

где — массы реагирующих веществ; — их химические эквиваленты; — объемы реагирующих газообразных веществ; — объемы эквивалентных молярных масс.

Следствие закона эквивалентов

Вещества реагируют друг с другом равным числом эквивалентов (молярных масс эквивалентов).

Математические выражения следствия закона эквивалентов:

а) для любых веществ с известным количеством эквивалентов (эквивалентных масс):

б) для растворов с известной молярной концентрацией эквивалента:

где — количество эквивалентов вещества; — объемы растворов веществ, реагирующих друг с другом; -молярная концентрация эквивалента этих растворов (нормальность раствора).

Рациональное решение задач сводиться к правильному выбору формулы из 1-4. При необходимости можно приравнять левую часть одного из приведенных уравнений к правой части любого другого.

Например, для решения реакции взаимодействия твердого вещества с раствором определенной молярной концентрации эквивалента () имеем уравнение:

Эта теория взята со страницы подробного решения задач по всем темам химии:

Возможно эти страницы вам помогут:

Образовательный сайт для студентов и школьников

Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.

© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института

Источник