Принцип эквивалентности

Расчеты в титриметрическом анализе

Одним из основных понятий в химии вообще и в аналитической химии в частности является понятие об эквивалентности реагирующих веществ в химической реакции. Вещества реагируют между собой в эквивалентных количествах. На этом принципе основан расчет результатов титриметрического анализа.

Если определяемое вещество А реагирует с раствором титранта В по уравнению:

то эквивалентными массами этих веществ будут v _AM(A) и v _BM(B), где М(А) и М(В) – молярные массы веществ А и В, a v _A и v _B – стехиометрические коэффициенты или стехиометрические числа компонентов реакции.

Отсюда, уравнению можно придать вид:

где v _A > v _B означает, что одна частица вещества А будет эквивалента (v _A/ v _B) частицы вещества В.

Отношение (v _A/ v _B) обозначают символом f _экв(В) и называют фактором эквивалентности вещества В:

Фактор эквивалентности является безразмерной величиной, равной или меньше единицы.

Величину f _экв(В)В называют эквивалентом (эквивалентной формой) В.

Однако для расчета фактора эквивалентности и эквивалента необходима фиксированная основа, т.к. одного стехиометрического уравнения реакции для проведения расчета не всегда бы­вает достаточно. Такой основой в реакциях кислотно-основного взаимодействия является ион водорода, а в окислительно-восста­новительных – электрон.

Фактор эквивалентности – это число, обозначающее, какая доля реальной частицы вещества X эквивалентна одному иону водорода в данной кислотно-основной реакции или одному электрону в данной реакции окисления-восстановления.

Эквивалентом называют реальную или условную частицу вещества X, которая в данной кислотно-основной реакции эквивалентна одному иону водорода или в данной реакции окисления-восста­новления – одному электрону.

Например, в реакции

Для реакции

Фактор эквивалентности и эквивалент данного вещества являются не постоянными величинами, а зависят от стехиометрии реакции, в которой они принимают участие.

Важное значение в титриметрическом анализе имеет понятие о молярной массе эквивалента.

Молярной массой эквивалента вещества X называют массу одного моля эквивалента этого вещества, равную произведению фактора эквивалентности на молярную массу вещества X:

Отношение количества вещества эквивалента в растворе к объему раствора называют молярной концентрацией эквивалента:

Например, с (1/2 H₂S0₄) = 0,1 моль·экв/л.

Раствор, содержащий 1 моль эквивалентов вещества X в 1 л, называют одномолярным раствором эквивалента этого вещества.

Наряду с обозначением размерности концентрации моль·экв/л допускается сокращение «н.». Например, 1 н. H₂SO₄, т.е. 1 моль/л 1/2 молекулы H₂SО₄. При указании молярной концентрации эквивалента следует приводить конкретную реакцию, в которой данный раствор применяется, или фактор эквивалентности. Например, можно записать: с (1/2H₂SO₄) в кислотно-основной реак­ции 1 М H₂S0₄; f _экв(H₂S0₄) = 1/2.

Наряду с молярной концентрацией эквивалента в титриметрическом анализе используют и другие способы выражения кон­центрации раствора: молярную концентрацию эквивалента с поправочным коэффициентом, титр, титр по определяемому веществу (условный титр).

Дата добавления: 2014-01-11