Главная Обратная связь

Дисциплины:






Эквивалентом (Э) вещества называется такое его количество, которое в химических реакциях соединяется с 1 моль атомов водорода или замещает его в соединениях.



Размерность эквивалента такая же, как и количества вещества – моль.

Например, в реакции:

2 Н2 + О2 = Н2О

1 моль атомов Н эквивалентен Ѕ моль атомов О, следовательно, Э(О)=1/2 моль.

Масса одного эквивалента вещества называется эквива­лентной массойэкв); размерность эквивалентной массы та­кая же, как молярной массы: кг/моль или г/моль. Например, МЭКВ(Н) = 1 г/моль; МЭКВ(О) = 8 г/моль.

Количество вещества эквивалента (nэкв) равно отношениюмассы вещества (т) к эквивалентной массе:

nэкв(Х) = т(Х)/Мзкв.

На­пример, если имеется 32 г кислорода, то nэкв = 32/8 = 4 моль.

Состав раствора, выражен­ный через количество эквивалентов растворенного вещества в од­ном литре раствора, называется нормальной концентрацией (сН).

Таким образом, нормальная концентрация равна отношению количества эквивалентов растворенного вещества (nэкв(Х)) в растворе к объему раствора (V):

  (6)

 

 

Единица измерения нормальной концентрации - моль/м3; для практического использования обычно служит кратная единица моль/дм3 или моль/л. В литературе встречаются разные обозначения нормальной концентрации, например для раствора серной кислоты с нормальной концентрацией 0,2 моль/л:

 

CН2SO4) = 0,2 моль/л CН2SO4) = 0,2 н

или

0,2 н. раствор Н2SO4 C(1/2 Н2SO4) = 0,2 моль/л

 

Последнее обозначение — рекомендованное; оно показывает, чему равен эквивалент растворенного вещества (в данном случае 1/2 моль) и сколько эквивалентов содержится в 1 л раствора.

 

Молярная масса и эквивалентная масса связаны соотноше­нием:

Мэкв = fэкв∙ М

где fэкв - так называемый фактор эквивалентности,который для эле­мента равен 1/В, где В - стехиометрическая валентность* элемента в данном соединении (формальная валентность, следующая из формулы соединения); fэкв - величина безразмерная.

Так, для серы в Н2S fэкв = 1/2, откуда Э(S) = 1/2 моль и Мэкв(S) = 32/2 = 16 г/моль.

Для различных классов неорганических соединений фактор эквивалентности равен:

Для оксида:

   

 

Для основания:

 

,    

 

Для кислоты:

 

,  

 

Для соли:

,  

 

Зная нормальную концентрацию, легко рассчитать объем раствора того или иного реагента, требующийся для реакции. Пусть два вещества введены в реакцию в виде растворов, нор­мальные концентрации которых равны соответственно сн и с/н, и для реакции потребовались объемы растворов этих веществ соответственно V и V/. По определению нормальной концентра­ции сн показывает количество эквивалентов вещества в 1 л раствора. Тогда количество эквивалентов первого реагента со­ставит сн V, а количество эквивалентов второго с/н V/. По за­кону эквивалентов вещества реагируют в количествах, пропор­циональных их эквивалентам, т. е. количества эквивалентов реагирующих веществ равны, следовательно:



  или (7)

 

т. е. объемы реагирующих растворов обратно пропорциональ­ны их нормальным концентрациям.

Если известны нормальная концентрация раствора и экви­валентная масса растворенного вещества, можно легко вычис­лить массу вещества, содержащегося в 1 мл раствора.

Масса растворенного вещества, содержащаяся в 1 мл рас­твора, выраженная в граммах, называется титром раствора. Титр раствора, обозначаемый Т, определяется по формуле:

  , (8)

 

Например, титр децинормального раствора серной кислоты равен:

  ,  

 

Раствор с известной нормальной концентрацией (или титром) называется титрованным раствором.Титрованными раствора­ми пользуются в лабораторной практике для определения нор­мальной концентрации других растворов. Например, к раствору кислоты, нормальную концентрацию которой необходимо опре­делить, постепенно прибавляют титрованный раствор щелочи. Момент окончания реакции - нейтрализации кислоты щелочью - определяют по изменению окраски индикатора, добавленного до начала титрования в раствор кислоты. Определив с помощью титрования объем щелочи, необходимый для нейтрализации за­данного объема кислоты, можно затем рассчитать нормальную концентрацию кислоты, исходя из соотношения:

  Þ (9)

 

Для перехода от одного способа выражения состава к дру­гому служат формулы:

  (10)

 

 

  (11)

 

 

  , (12)

 

 

  , (13)

Где rр – плотность раствора, г/мл.

 

 

Растворимость

 

Растворимостью называется способность вещества растворяться в том или ином растворителе. Количественной мерой растворимости вещества при данных условиях служит концентрация его насыщенного раствора.

Поэтому растворимость может быть выражена в виде процентной, молярной концентрации растворённого вещества в насыщенном растворе. Очень часто растворимость выражают также числом граммов растворённого вещества, насыщающих 100 граммов растворителя (например, воды).

Растворимость разных веществ в воде может очень сильно различаться. Если в 100 граммах воды растворяется более 10 граммов вещества, то такое вещество считается хорошо растворимым; если растворяется менее 1 грамма вещества – малорастворимым, если менее 0,01 грамма вещества – практически нерастворимым. Следует, отметить, что абсолютно нерастворимых веществ не существует.

Принципы, позволяющие количественно предсказать растворимость вещества, в настоящее время неизвестны. Однако ещё со времён алхимиков известно правило «подобное растворяется в подобном», которое отражает тот факт, что вещества, состоящие из полярных молекул, и вещества с ионным типом связи (HCl, NaCl, H2SO4, K2SO4) лучше растворяются в полярных растворителях (вода, спирты, жидкий аммиак), а неполярные вещества (например, галогены) – в неполярных растворителях (бензол, сероуглерод и т.п.).

Растворение большинства твёрдых тел сопровождается тепловым эффектом:

кристалл + растворитель ⇆ раствор ± Q .

 

Применяя принцип Ле-Шателье к равновесию растворения, легко спрогнозировать, что если вещество растворяется с поглощением тепла, то увеличение температуры приведёт к увеличению растворимости. Если же образование раствора сопровождается выделением тепловой энергии, растворимость с ростом температуры уменьшается.

Растворение газов в воде представляет собой экзотермический процесс, поэтому растворимость газов с повышением температуры уменьшается. Так, кипячением воды можно удалить растворённый в ней воздух, сероводород, аммиак и другие газы.

Если растворимость вещества уменьшается при понижении температуры, то при охлаждении насыщенных растворов избыток растворённого вещества обычно выделяется. Однако, если охлаждение проводить осторожно и медленно, не допуская попадания в раствор твёрдых частиц извне, то выделения избытка растворённого вещества может не произойти. В этом случае образуется раствор, содержащий значительно больше растворённого вещества, чем его требуется для насыщения при данной температуре. Такие растворы называются пересыщенными. В спокойном состоянии они могут длительное время оставаться без изменения. Но при попадании в пересыщенный раствор извне твёрдых частиц растворённого вещества и при встряхивании раствора, весь избыток растворённого вещества быстро выкристаллизовывается.

 





sdamzavas.net - 2017 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...