Химический эквивалент. При определении числа эквивалентов вещества необходимо исходить из конкретной реакции, в которой участвует данное вещество. Например, из уравнения реакции

Химический эквивалент

Эквивалент (Э) – это реальная или условная частица вещества, способная соединить или заместить один моль ионов водорода в реакциях присоединения и замещения или ионообменных реакциях или принять (отдать) один моль электронов в окислительно-восстановительных реакциях. Эквивалент – безразмерная величина, состав которой выражают с помощью химических формул и символов.

Моль эквивалентов – количество вещества, содержащего 6, 02× 10²³ эквивалентов. Массу одного моля эквивалентов называют молярной массой эквивалентов вещества (М_э). Единица измерения – г/моль. Молярная масса эквивалентов рассчитывается по формуле

где – Z эквивалентное число.

При определении числа эквивалентов вещества необходимо исходить из конкретной реакции, в которой участвует данное вещество. Например, из уравнения реакции

3NaOH + H₃PO₄ = Na₃PO₄ + 3H₂O

следует, что одному иону водорода соответствует одна молекула NaOH, одна молекула Н₂О, ¹/₃ молекулы Н₃РО₄ и ¹/₃ молекулы Na₃РО₄.

Следовательно, М_э(NaOH) = М(NaOH) = 40 г/моль; М_э(Н₃РО₄) = ¹/₃М(Н₃РО₄) = 32, 67г/моль; М_э(Na₃PO₄) = ¹/₃M(Na₃PO₄) = 54, 67 г/моль.

Число, обозначающее, какая доля от реальной частицы эквивалентна одному иону водорода или одному электрону, называют фактором эквивалентности (f_э). В рассмотренном примере f_э(NaOH) = 1, f_э(Н₃РО₄) = f_э(Na₃РО₄) = ¹/₃.

Для окислительно-восстановительных реакций используют понятие «эквивалентное число» (Z), которое равно числу электронов, присоединенных одной молекулой окислителя или отданных одной молекуле восстановителя.

Для расчета молярной массы эквивалентов вещества используют следующие формулы:

где х – число атомов металла или неметалла; z – основность кислоты или кислотность основания, соответствующие кислотному или основному оксиду. В – валентность металла.

Для вычисления объема моля эквивалентов (V_э)газов необходимо знать число молей эквивалентов в одном моле газа. Так, М_э(Н₂) = 1 г/моль, что в два раза меньше массы моля, следовательно, объем моля эквивалентов водорода в два раза меньше объема моля (при н. у. ) и составит V_э(Н₂) = V_m: 2 = 11, 2 л. Аналогично, М_эК(О₂) = ¼ М(О₂) = 32: 4 = 8 г/моль, отсюда объем одного моля эквивалентов кислорода в четыре раза меньше его молярного объема и составляет 5, 6 л.

Суть закона эквивалентов заключается в том, что вещества взаимодействуют друг с другом в эквивалентных соотношениях:

Для реагирующих веществ, находящихся в растворе, закон эквивалентов удобно представить в виде

С_э(А) V(A) = C_э(В) V(В),

где С_э(А)и С_э(В) – молярные концентрации эквивалентов растворов А и В, моль/л; V(A)и V(B) – объемы реагирующих веществ, л.