Информационно-развлекательный сайт На главную
Глава I. Атомно-молекулярное учение
12. Эквивалент. Закон эквивалентов
Из закона постоянства состава следует, что элементы соединяются друг с другом в строго определенных количественных соотношениях. Поэтому в химию были введены понятия эквивалента и эквивалентной массы (слово «эквивалентный» в переводе означает «равноценный»).
В настоящее время эквивалентом элемента называют такое его количество, которое соединяется с 1 молем атомов водорода или замещает то же количество атомов водорода в химических реакциях. Например, в соединениях НСl, Н2S, NН3, СН4 эквивалент хлора, серы, азота, углерода равен соответственно 1 моль, 1/2 моля, 1/3 моля, 1/4 моля.
Масса 1 эквивалента элемента называется его эквивалентной массой. Так, в приведенных выше примерах эквивалентные массы хлора, серы, азота, углерода соответственно равны 34,45 г/моль, 32/2 = 16 г/моль, 14/3 = 4,67 г/моль, 12/4 = 3 г/моль.
Эквиваленты и эквивалентные массы обычно находят либо по данным анализа соединений, либо на основании результатов замещения одного элемента другим. Для определения эквивалента (или эквивалентной массы) элемента необязательно исходить из его соединения с водородом. Эквивалент (эквивалентную массу) можно вычислить по составу соединения данного элемента с любым другим, эквивалент (эквивалентная масса) которого известен.
Пример. При соединении 1,50 г натрия с избытком хлора образовалось 3,81 г хлорида натрия. Найти эквивалентную массу натрия (ЭNa) и его эквивалент, если известно, что эквивалентная масса хлора равна 35,45 г/моль.
Из данных задачи следует, что в хлориде натрия на 1,50 г натрия приходится 3,81—1,50 = 2,31 г хлора. Следовательно:
Мольная масса атомов натрия (численно совпадающая с относительной атомной массой натрия) равна 23,0 г/моль. Следовательно, мольная и эквивалентная массы атомов натрия совпадают, откуда эквивалент натрия равен 1 моль.
Многие элементы образуют по нескольку соединений друг с другом. Из этого следует, что эквивалент элемента и его эквивалентная масса могут иметь различные значения, смотря по тому, из состава какого соединения они были вычислены. Но во всех таких случаях различные эквиваленты (или эквивалентные массы) одного и того же элемента относятся друг к другу, как небольшие целые числа. Например, эквивалентные массы углерода, вычисленные исходя из состава диоксида и оксида углерода, равны соответственно 3 г/моль и 6 г/моль; отношение этих величин равно 1:2.
Наряду с понятием об эквивалентной массе иногда удобно пользоваться понятием об эквивалентном объеме, т. е. объеме, который занимает при данных условиях 1 эквивалент рассматриваемого вещества. Например, при нормальных условиях эквивалентный объем водорода равен 11,2 л/моль, эквивалентный объем кислорода — 5,6 л/моль.
Понятие об эквивалентах и эквивалентных массах распространяется также на сложные вещества. Эквивалентом сложного вещества называется такое его количество, которое взаимодействует без остатка с одним эквивалентом водорода или вообще с одним эквивалентом любого другого вещества.
Введение в химию понятия «эквивалент» позволило сформулировать закон, называемый законом эквивалентов: вещества взаимодействуют друг с другом в количествах, пропорциональных их эквивалентам.
При решении некоторых задач удобнее пользоваться другой формулировкой закона эквивалентов: массы (объемы) реагирующих друг с другом веществ пропорциональны их, эквивалентным массам (объемам).
Раздел химии, рассматривающий количественный состав веществ и количественные соотношения (массовые, объемные) между реагирующими веществами, называется стехиометрией. В соответствии с этим, расчеты количественных соотношений между элементами в соединениях или между веществами в химических реакциях называются стехиометрическими расчетами. В основе их лежат законы сохранения массы, постоянства состава, кратных отношений, а также газовые законы — объемных отношений (Гей-Люссака) и Авогадро. Перечисленные законы принято считать основными законами стехиометрии.
Страница создана по материалам книги: Н. Л. Глинка. Общая химия. Изд. 21-е. Ленинград "ХИМИЯ". Ленинградское отделение 1980. 720 с.
© Сайт защищён авторскими правами. Перепечатка любого материала только с активной ссылкой на наш сайт www.znauvse.com.
Написать web-мастеру:
e-mail: admin@znauvse.com
ICQ: 354951797
