Следствие II

Молярная масса вещества (М), а значит, и относительная молекулярная масса (Мr) вещества в газообразном состоянии численно равна удвоенной плотности паров этого вещества по водороду.

Измерения объемов газов обычно производят при условиях, отличных от нормальных.

Нормальными условиями считаются:

давление Р ₀ = 101,325 кПа (760 мм рт. ст., 1 атм.),

температура Т ₀ = 273 К (t ₀ = 0 °С).

Для приведения объема газа к нормальным условиям можно пользоваться уравнением, объединяющим газовые законы Бойля-Ма-риотта и Гей-Люссака:

где V - объем газа при давлении Р и температуре Т, V ₀ - объем газа при нормальном давлении Р ₀ = 101,3 кПа и температуре Т ₀ = 273 К.

3.2.6. Закон эквивалентов (В. Рихтер, 1793 г.)

Из закона постоянства состава следует, что химические элементы соединяются друг с другом в строго определенных количественных соотношениях.

Возьмем, например, ряд соединений, в состав которых входит элемент водород: HCl – хлороводород, H₂O – вода, NH₃ – аммиак, CH₄ - метан.

Атомы водорода соединяются со строго определенным числом атомов другого элемента, а поскольку атом каждого элемента имеет вполне определенную атомную массу, то количества соединяющихся друг с другом элементов строго определены. Так, в приведенных соединениях, формулы которых НС1, Н₂О, NH₃ и СН₄, на 1 атом водорода приходится: 1 атом хлора, 1/2 атома кислорода, 1/3 атома азота, 1/4 атома углерода.

Химическим эквивалентом элемента называется реальная или условная частица, которая может присоединять, замещать, высвобождать или каким – либо другим образом быть равноценна одному иону водорода H⁺ в ионообменных реакциях или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях.

Исходя из определения, эквивалент для водорода равен 1 атому, а все, что соединяется, замещает или иным образом соответствует 1 атому водорода, будет эквивалентом другого вещества.

Так, в вышеприведенных соединениях НСl, Н₂О, NН₃ и СН₄ эквивалент хлора будет равен 1 атому, кислорода – 1/2 атома, азота – 1/3 атома и углерода – 1/4 атома. Понятно, что 3 последние частицы являются не реальными, а условными.

Эквивалент элемента в соединении легко рассчитать по формуле:

Э = 1/В, где

Э – эквивалент элемента;

В – валентность элемента в соединении.

Количество эквивалентов вещества выражают в молях.

Масса 1 моль эквивалентов вещества называется молярной массой его эквивалента (M_экв).

Размерность молярной массы эквивалента – [г/моль].

Молярную массу эквивалента элемента можно рассчитать по формуле

M_экв = М/В,

где M_экв – молярная масса эквивалента элемента; М – молярная масса элемента; В – валентность элемента в соединении.

Так, в приведенных выше примерах молярные массы эквивалентов хлора, кислорода, азота и углерода соответственно равны:

М_экв (Cl) = 35,5/1 = 35,5 г/моль,

М_экв (O) = 16/2 = 8 г/моль,

М_экв (N) = 14/3 = 4,66 г/моль,

М_экв (C) = 12/4 = 3 г/моль.

Понятия об эквивалентах и молярных массах эквивалентов распространяются также на сложные вещества.

Эквивалентом сложного вещества называется такое его количество, которое взаимодействует без остатка с одним эквивалентом водорода или с одним эквивалентом любого другого вещества.

Для определения эквивалентов простых и сложных веществ удобно использовать понятие фактор эквивалентности f.

Фактором эквивалентности для вещества (f) называется число, показывающее какая доля частицы (атома, молекулы) этого вещества равноценна одному иону водорода H⁺ в реакциях обмена или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях.

Эквивалент элемента можно рассчитать по формуле:

Э = 1 ∙ f_{э лем.} = 1/В.

В свою очередь, фактор эквивалентности может быть найден:

для элемента – f _элем. = 1/валентность элемента

для кислоты – f _{кислоты} = 1/основность кислоты

для основания – f _{основания} = 1/кислотность основания

для соли (средней) – f _соли. = 1/ n ∙ В,

где n – число атомов металла, В – валентность металла.

Таким образом, эквиваленты и молярные массы эквивалентов простых и сложных веществ можно рассчитать по формулам, приведенным в табл. 3.1.

Как видно из приведенных формул, молярная масса эквивалента как элемента, так и сложного вещества не всегда является постоянной величиной. Эквивалент и молярная масса эквивалента элемента зависят от валентности, которую проявляет элемент в соединении.

Таблица 3.1

Дата добавления: 2015-05-06