Основные показатели и понятия

Введение в титриметрический анализ

m (x) – масса вещества, г;
n (х) – количество вещества, моль.

М (х) – молярная масса вещества, г/моль.

Молярная масса М (х) – это масса одного моль вещества, т.е.

Моль – это количество вещества, которое содержит столько структурных единиц (молекул, атомов, ионов, радикалов, электронов, а также условных единиц – эквивалентов), сколько атомов содержится в 12 г углерода (изотопа ¹²С).

Эквивалент – это условная (или реальная) частица, которая «передвигает» (отдает, принимает, замещает) один протон Н⁺ в кислотно-основных реакциях или один электрон е^- в окислительно-восстановительных реакциях.

Существуют разные подходы к понятию «эквивалент», но самым удобным для практики, на наш взгляд, является подход через «условную частицу», чтобы можно было считать эти частицы и применять к ним понятие «количество эквивалентов вещества» и др.

Число протонов Н⁺или электронов, которое «передвигается» одной реальной частицей вещества, называется эквивалентным числом и обозначается 𝚭.

Понятно, что это число может относиться не к одной реальной частице, передвигающей протоны, а к одному моль таких частиц, передвигающих, соответственно, определенное количество моль протонов.

Эквивалентное число Z находят из уравнения реакции (или полуреакции) по стехиометрическим коэффициентам. Например, в реакциях:

H₂SO₄ + 2 NaOH = 2 H₂O + Na₂SO₄ Z(H₂SO₄)=2, Z(NaOH)=1 (1)

H₂SO₄ + NaOH = H₂O + NaHSO₄ Z(H₂SO₄)=1, Z(NaOH)=1 (2)

В первом случае 1 моль H₂SO₄отдает 2 моль Н⁺(значит, число Z=2), а во втором случае 1 моль H₂SO₄отдает 1 моль Н⁺(значит, число Z=1). Один моль щелочи в обоих случаях принимает 1 моль Н⁺. Заметим, что число Z, в общем случае, не является постоянным для данного соединения, а зависит от условий эксперимента.

Величина, обратная Z, т.е. , называется фактором эквивалентности. Это безразмерная величина, которая обозначается ƒ_э.

Понятно, что ƒ_э также как и число Z, зависит от условий эксперимента.

Фактор эквивалентности не превышает 1 (ƒ_э= ≼1)и показывает, какая доля реальной частицы «работает» с одним Н⁺. А это, по определению, и есть эквивалент.

Таким образом, в реакции (1) эквивалент H₂SO₄: ƒ_э (H₂SO₄) = (H₂SO₄) = ,
а в реакции (2) эквивалент H₂SO₄: ƒ_э (H₂SO₄) = (H₂SO₄) = 1.

Зависимость эквивалентного числа и фактора эквивалентности от условий эксперимента можно продемонстрировать и на примере окислительно-восстановительных реакций. Так, эквивалент окислителя KMnO₄ в кислой среде равен , в нейтральной среде – , а в щелочной среде – 1. Это видно из соответствующих полуреакций восстановления для окислителя :