Методы ветеринарной клинической лабораторной диагнотики - Кондрахин И.П.
ISBN 5-9532-0165-6
Скачать (прямая ссылка):
Масса одного моля вещества есть его молярная масса (M), численно равная относительной молекулярной массе вещества (Mr). Относительные молекулярные массы веществ складываются из относительных атомных масс элементов, составляющих вещество, и могут быть рассчитаны по периодической системе химических элементов. Относительные молекулярные массы безразмерны, молярные массы измеряются в г/моль.
MKH2SO4) = 98, M(H2SO4) = 98 г/моль;
M/<NaOH) = 40, M(NaOH) = 40 г/моль.
25
Точные молярные массы веществ приводятся в химических справочниках.
Количество вещества связано с массой вещества и его молярной массой соотношением п = т/М.
Поэтому для расчета молярной концентрации удобно пользоваться формулой с - m/MV. Например, при растворении 15 г NaOH в 600 мл раствора его молярная концентрация в растворе будет равна: c(NaOH) = 15/40 • 0,6 = 0,625 моль/л.
Нормальная концентрация в современной химической литературе называется эквивалентной концентрацией, или молярной концентрацией эквивалента.
Нормальная концентрация — это отношение количества вещества эквивалента растворенного соединения к объему раствора. Показывает число эквивалентных масс вещества в 1 л раствора, выражается в моль/л:
с(1/глг) = "(1/г*)/^
где С(і/гх) — нормальная концентрация; П(\/гх) — количество вещества эквивалента, моль; V— объем раствора, л.
Эквивалент — условная частица, т. е. такая часть (\/z) молекулы вещества, которая содержит в своем составе один атом (ион) водорода или реагирует с ним. В пересчете на 1 моль вещества это будет часть молярной массы вещества, рассчитанная с учетом фактора эквивалентности /= 1Д. Фактор эквивалентности вещества А выражают записью: /ЭКВ(А) или f(\/z А).
Например, молекула HCl содержит 1 атом Н, условная частица — молекула HCl, фактор эквивалентности HCl Лкв(НСІ) = 1. Эквивалентная масса равна молярной массе: M(I/z HCl) = M(UCl) = = 36,5 г/моль. Молекула H2SO4 содержит 2 атома Н, в реакциях с получением средних солей она выделяет 2 атома Н:
H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O.
Условная частица равна половине молекулы H2SO4, фактор эквивалентности f(l/z H2SO4) = 1/2, эквивалентная масса
M(l/z H2SO4) = M(l/2 H2SO4) = 49 г/моль.
В реакциях с получением кислых солей H2SO4 выделяют один атом Н, для таких реакций ^Kb(H2SO4) = 1, эквивалентная масса равна 98 г/моль:
H2SO4 + NaOH = NaHSO4 + H2O.
Гидроксид натрия (NaOH) в обменных реакциях реагирует своей группой ОН с одним атомом Н, условная частица — молекула NaOH1-Za1^(NaOH) = 1, эквивалентная масса равна 40 г/моль. Для солей, оксидов условную единицу отождествляют с одним атомом одновалентного металла, способным вытеснить из кислот один атом Н. Поэтому их фактор эквивалентности учитывает степень
26
окисления металла и число его атомов в соли, оксиде (в случае полного обмена):
(A1+3)2(S04)3/3KB = 1/3 • 2 = 1/6; (Сг+2)203/экв = = 1/3 • 2 = 1/6; Fe+2(N03)2/3KB = 1/2 • 1 = 1/2.
В реакции Na2CO3 + HCl = NaCl + NaHCO3 фактор эквивалентности карбоната натрия равен 1, так как в обмене участвует один атом Na;/31CB(Na2C03) = 1.
Итак, в общем случае в кислотно-основных реакциях эквивалент — условная единица, которая в данной реакции соединяется с одним ионом водорода или замещает, высвобождает его, или каким-то другим образом равноценна ему.
Растворы с нормальной концентрацией обозначаются 0,1 н., 1 н., 2,5 н. и т. д. Например, однонормальные растворы кислот и оснований содержат следующие эквивалентные массы для реакций полного обмена с получением средних солей:
M(KOH) = 56 г/моль; M[I/2 Ca(OH)2] = 74/2 = 37 г/моль;
M(l/2 H2SO4) = 98/2 = 49 г/моль; M(l/3 Al(OH)3) = 78/3 = 26 г/моль;
M(l? H3PO4) = 98/3 = 32,64 г/моль.
Расчет навески вещества в граммах (т) для приготовления растворов с нормальной концентрацией проводят аналогично молярной концентрации по формуле
c(l/zx) = n(\/zx)/V, С(1/г*) = mM(l/zx)V.
Отсюда
«в = cWzx)M(l/z)V,
где M(I/zx) — эквивалентная масса вещества; C(i/zx) ~ нормальная концентрация; V — объем раствора, л.
Для окислительно-восстановительных реакций за основу взяты окислительно-восстановительные превращения:
H+ + е = H0, H0 - е = H+.
Поэтому факторы эквивалентности окислителей и восстановителей зависят от числа электронов, принятых или отданных одной молекулой вещества. Так, для перманганата калия, имеющего различные переходы в разных средах, фактор эквивалентности и эквивалентные массы будут различны:
а) кислая среда KMn7+04 + 5е -> Mn2+:
/экв(КМп04) = 1/5, M(l/5 KMnO4) = 158/5 = 31,6 г/моль;
б) нейтральная среда KMn7+04 + Зе -» Mn4+O2:
/экв(КМп04) = 1/3, M(I? KMnO4) = 158/3 = 52,67 г/моль;
в) щелочная среда KMn7+U4 + le-» K2Mn6"1^:
/экв(КМп04) = 1, M(KMnO4) = 158 г/моль.
27
В химических справочниках даются точные значения молекулярных (молярных) и эквивалентных масс наиболее употребительных веществ (см. приложение 3), но по вышеприведенным правилам эквивалентные массы рассчитать нетрудно и без справочника.
Поскольку вещества реагируют пропорционально их эквивалентам, 1 экв. щелочи всегда прореагирует без остатка с 1 экв. кислоты, 10 экв. щелочи — с 10 экв. кислоты и т. д. Поэтому нормальная концентрация раствора — самая удобная для титрования, так как титрование основано на реакциях взаимодействия веществ. Число эквивалентов для раствора вещества заключено в произведении нормальной концентрации раствора на взятый объем: c^/zx^V. Если два раствора прореагировали без остатка, то сцд х)\^\ ~ = С(1/гх)2 V~2- Эта формула отражает закон кратных отношений для растворов.
