Моль. Молярная масса. Моль эквивалент. Молярная масса эквивалента. Расчет молярной массы эквивалента для атома и вещества. Фактор эквивалентности

Масса вещества m измеряется в г (кг)

моль, ν (ню), – это единица количества вещества, которая содержит столько же структурных единиц (атомов, молекул, ионов), сколько атомов в 12 г изотопа углерода-12, т.е. 6,02^.10²³.

Количество вещества можно вычислить по формуле:        ν = m/M.

Молярная масса (М, г/моль) – это масса одного моля вещества.

Из закона постоянства состава следует, что элементы соединяются друг с другом в строго определенных количественных соотношениях. Поэтому в химию были введены понятия моль эквивалент и молярная масса эквивалента: моль эквивалент,ν^э (ню с индексом э) -это такое количество элемента или вещества, которое взаимодействует без остатка с 1 моль атомов водорода или замещает такое же количество атомов водорода в химических реакциях.

Молярная масса эквивалента вещества (Х) (М^Э, г/моль экв) - это масса одного моль эквивалента вещества. Число моль эквивалентов можно вычислить по формуле: ν^Э = m/ М^Э

Молярная масса эквивалента вещества Х:

  -фактор эквивалентности, величина, показывающая какая доля реальной частицы вещества, соответствует одному иону водорода в кислотно-основной реакции или одному электрону в окислительно-восстановительной реакции.

Молярная масса эквивалента кислоты рассчитывается как молярная масса кислоты, деленная на основность - число атомов водорода в молекуле кислоты, способных замещаться на металл или ион NH₄⁺ с образованием соли:

Например, для одноосновных кислот, соляной НСl, азотной НNО₃, уксусной СН₃СООН и т.д. молярная масса эквивалента будет равна их молярной массе (т.к. z =1):

М^Э_НСl = 36,5/1 = 36,5 г/моль экв;

;

Для двухосновных кислот, сернистой Н₂SО₃, серной Н₂SО₄, угольной Н₂СО₃, сероводородной H₂S и т.д. молярная масса эквивалента равна их молярной массе, деленной на 2 (z=2):

= 82/2 = 41 г/моль экв;         

= 98/2 = 49 г/моль экв;

= 62/2 = 31 г/моль экв;

= 34/2 = 16 г/моль экв

Для трехосновной фосфорной кислоты Н₃РО₄ молярная масса эквивалента равна молярной массе, деленной на 3 (т.к       z = 3):

= 98/3 = 32,7г/моль экв.

Молярная масса эквивалента основания рассчитывается как молярная масса основания, деленная на кислотность - число групп ОН в основании, способных замещаться на кислотный остаток:

Например, для однокислотных оснований гидроксида натрия NаОН, гидроксида калия КОН  и т.д. молярная масса эквивалента равна его молярной массе (т.к. z = 1):

М^Э_NаОН = 40/1 = 40 г/моль экв;                     

М^Э_КОН = 56/1 = 56 г/моль экв.                      

Для двухкислотных оснований гидроксида кальция Са(ОН)₂, гидроксида бария Ва(ОН)₂ и т.д. молярная масса эквивалента равна его молярной массе, деленной на 2 (z = 2):

= 74/2 = 37 г/моль экв;

= 171/2 = 85,5 г/моль экв.

Молярная масса эквивалента соли рассчитывается как молярная масса соли, деленная на число катионов, умноженное на заряд катиона:

Например, молярная масса эквивалента карбоната калия равна его молярной массе, деленной на 2 (число катионов), умноженное на 1 (заряд катиона) (т.к. z = 2^.1 = 2):

= 138/2∙1 = 69 г/моль экв.

Молярная масса эквивалента оксида рассчитывается как молярная масса оксида, деленная на число атомов кислорода, умноженное на 2 (валентность атома кислорода):

М^э_оксида= М_оксида

Например, молярные массы эквивалента оксидов фосфора Р₂О₃ и Р₂О₅ соответственно равны:

М^э _Р2О3= 110/(3 ∙ 2) = 18,3 г/моль экв          

М^э _Р2О5= 142/(5 ∙ 2) =14,2 г/моль экв

Молярные массы эквивалента химических соединений могут иметь переменные значения в зависимости от характера превращения в реакциях. Тот факт, что одно и то же вещество может иметь различный фактор эквивалентности в различных реакциях, особенно наглядно можно видеть на примере взаимодействия многоосновных кислот с основаниями. Например, возьмем взаимодействие фосфорной кислоты с гидроксидом калия. При этом может образовываться либо средняя соль, либо кислые соли. При этом фактор эквивалентности фосфорной кислоты имеет различные значения.

Н₃РО₄ + 3КОН→К₃РО₄ + 3Н₂О

 , т.к. одной молекуле кислоты в данной кислотно-основной реакции соответствует 3 иона водорода.

Н₃РО₄ + 2КОН→К₂НРО₄ + 2Н₂О

 , т.к. одной молекуле кислоты в данной кислотно-основной реакции соответствует 2 иона водорода.

Н₃РО₄ + КОН→КН₂РО₄ + Н₂О

 , т.к. одной молекуле кислоты в данной кислотно-основной реакции соответствует 1 ион водорода.