Закон эквивалентов и следствия из него. Применение закона для реакций с участием газов и реакций ионного обмена в водных растворах.

Закон эквивалентов. Химические элементы соединяются друг с другом в строго определенных количествах, соответствующих их эквивалентам. Понятие эквивалента было введено для сопоставления соединительной способности разных элементов. Эквивалентом химического элемента называют такую его массу, которая соединяется с 1,008 ч. м. (части массы) водорода или 8 ч. м. кислорода или замещает эти массы в соединениях. Один и тот же элемент может иметь несколько эквивалентов. Так, эквивалент углерода в оксиде, углерода (IV) равен трем, а в оксиде углерода (II) - шести. Понятие эквивалента можно распространяется и на сложные соединения - основания, кислоты и соли. Эквивалентом сложного соединения называют массу этого соединения, содержащую эквивалент водорода (кислоты) или эквивалент металлической составной части (основания, соли). Формулируется закон так: во всех химических реакциях взаимодействие различных веществ друг с другом происходит в соответствии с их эквивалентами, независимо от того, являются ли эти вещества простыми или сложными. 12. Закон эквивалентов. Понятие эквивалента. Задачи на применение закона эквивалентов. Определение. Химический эквивалент - условная частица, в целое число раз меньшая, или равная, соответствующей ей формульной единицы - атома, молекулы, иона и т.д. Грубо говоря, без учета определения и ряда оговорок, это частица вещества, соответствующая одной единице валентности. Как это отражается на массе эквивалентных частиц? ZnCl₂. Двухалентный цинк, Э = 1/2 молярной массы. AlCl₃. Трехвалентный алюминий, Э = 1/3 М. Al₂(SO₄)₃. Два трехвалентных алюминия, Э = 1/(2*3) = 1/6 М. CrO₃. Шестивалентный хром, Э = 1/6 молярной массы. Число 1/2, 1/3, 1/6, т.е. число, показывающее, какая часть молекулы (молярной массы) соответствует одному эквиваленту, называются фактор эквивалентности, f. Видно, что молярную массу эквивалента можно найти по формуле:
Мэ = Mr*f, где Mr - молярная масса вещества, но так же может быть атомная масса, масса иона и т.д. Для водорода эквивалентная масса составит m_э = 2*(1/2) = 1 г-экв. f = 1/2, поскольку каждый атом водорода соответствует одной единице валентности (одному эквиваленту), а молекула водорода двухатомна. Эквивалентный объем составит Vэ = Vм * f = 22,4*(1/2) = 11,2 л/моль-экв. Для кислорода эквивалентная масса составит m_э = 32*(1/4) = 8 г-экв. f = 1/4, поскольку каждый атом кислорода соответствует двум единицам валентности (двум эквивалентам, кислород двухвалентен), а молекула кислорода двухатомна.
Эквивалентный объем составит Vэ = Vм * f = 22,4*(1/4) = 5,6 л/моль-экв. Отсюда выведем другое определение: Химический эквивалент - это массовое количество хим. элемента или сложного в-ва, соединяющееся с 1 массовой частью водорода или 8-ю массовыми частями кислорода или заменяющее их в хим. соединениях.
Определение. Закон эквивалентов. Вещества реагируют друг с другом в количествах, равных их эквивалентвм, n_э(А) = n_э(В). Некоторую особенность имеет определение эквивалентных масс веществ, участвующих в ОВР. В этом случае масса эквивалента есть отношение массы вещества к количеству отдаваемых или принимаемых электронов. Мэ = M/n(e). Примеры. 10FeSO₄ + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ = 5Fe₂(SO₄)₃ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 8H₂O Железо отдает 1 электрон: Fe⁺² - e = Fe⁺³
Mэ = M(FeSO₄)/1 = M(FeSO₄) Марганец принимает 5 электронов: Mn⁺⁷ + 5e = Mn⁺² Мэ(KMnO₄) = М(KMnO₄)/5
4K₂Cr₂O₇ + 3Na₂S₂O₃ + 13H₂SO₄ = 3Na₂SO₄ + 4Cr₂(SO₄)₃ + 4K₂SO₄ + 13H₂O
Хром принимает 6 электронов, Мэ(K₂Cr₂O₇) = Mr(K₂Cr₂O₇)/6
Сера (суммарно в составе молекулы) отдает 8 электронов, Мэ = М(Na₂S₂O₃)/8