Производство спиртных напитков. Сырье, аппараты, технологии получения спирта и водки - Дорош А.К.
ISBN 5-325-00756-6
Скачать (прямая ссылка):
H + Cl = HCl; HCl + Na = NaCl + Н, то 1 моль водорода эквивалентен 1 молю хлора или 1 молю натрия, а это означает, в свою очередь, что 1,008 г водорода эквивалентно 35,543 г хлора или 22,989 г натрия.
Понятие об эквиваленте распространяется и на сложные вещества: вещества реагируют между собой также в эквивалентных количествах. Так, в ранее приведенной реакции
HCl + KOH = KCl + H2O HCl и KOH взаимодействуют в равных количествах (но не в равных массах!) : 1 моль HCl полностью взаимодействуют с 1 молем КОН. Поэтому можно считать, что 1 моль HCl эквивалентен (равен) 1 молю KOH или 36,46 г HCl эквивалентны 56,11 г КОН. Также, если в реакцию вступает, например 0,1 моль HCl, или 3,646 г HCl, то с таким количеством и массой HCl полностью прореагирует эквивалентное количество и эквивалентная масса КОН, то есть 0,1 моль или 5,611 г КОН. В то же время в таких реакциях, как, например, 2К0Н + H.SO. = K.SO, + 2Н.О, 2Al(OH) + 3HlSCf1 = Ai7(SO,), + 6Н.О, Al(OH)3 +3HCl = AICl3 + 3H2O одинаковые количества реагирующих веществ уже не эквивалентны друг другу. В частности, из приведенных уравнений видно, что в первой реакции 1 моль KOH эквивалентен 1/2 моля H2SO4, второй — 1/3 моля Al(OH)-} эквивалентны 1/2 моля HnSO4 и в третьей реакции — 1/3 моля Al(OH)3 эквивалентны 1 молю HCl. В общем случае эквивалентом химического соединения называется определенное количество сложного вещества, которое полностью взаимодействуют с одним эквивалентом водорода или другого вещества. Различие между формульным количеством вещества (п) и эквивалентным количеством вещества (пэк) химики учитывают в расчетах с помощью коэффициента (f3K), называемого фактором эквивалентности, n = пэк х f3K и значения которого для веществ, участвующих в вышеприведенных реакциях, как видно, составляют:
f3KKOH = 1; f3KHCl = 1; f3KH2S04 = 1/2; f3KAl(OH)3 = 1/3. Понятно, что f,KH = 1.
При приготовлении растворов массу растворенного вещества определяют путем взвешивания. Поэтому в практической работе наряду с эквивалентным количеством вещества применяют понятие об
эквивалентной массе вещества (Мэк). Эквивалентная масса веществ и его молярная масса (M) связаны соотношением Мэк = f3K х М.
Пример
M3KH2S04 - 98,08 г/моль/2 - 49,04 г/моль, МзісНСІ - 36,46 г/моль/1 - 36,46 г/моль, M3KNaOH - 39,99 г/моль/1 -39,99 г/моль.
Как видно, в основу расчета эквивалентной массы сложного вещества положены значения его молярной массы и фактора эквивалентности. Иногда вместо фактора эквивалентности используют такие величины, как: валентность металла; произведение валентности металла на число атомов металла, входящих в состав соединения; число гидроксильных групп (ОН ), входящих в состав соединения; основность кислот. Основываясь на этом, эквивалентная масса будет равна: оксида или соли — их молярной массе, деленной на произведение валентности металла на число атомов металла в молекуле; щелочи — ее молярной массе, деленной на валентность металла или число гидроксильных групп или, что то же самое, на кислотность щелочи; кислоты — ее молярной массе, деленной на основность. Одновременно напомним, что кислотность щелочи определяется числом гидроксильных групп (ОН-), а основность кислоты — числом ионов водорода (H+), которые образуются при диссоциации. В частности, NaOH или KOH — однокислотные щелочи, Ca(OH)2 — двухкислотная щелочь; HCl — одноосновная, a H2SO4 — двухосновная кислоты, так как при их диссоциации образуются, соответственно, один и два иона водорода. В то же время уксусная кислота C2H4O2 также одноосновная, так как из входящих в ее состав четырех атомов водорода способен отщепляться в виде иона только один.
Связь между массой некоторой порции вещества (т), его эквивалентным количеством (Пэк) и эквивалентной массой (Мэк) дается формулой m = Пэк х Мэк.
Понятие "нормальность раствора" характеризует эквивалентную концентрацию растворенного вещества (Сэк). Эквивалентная концентрация растворенного вещества численно равна отношению эквивалентного количества растворенного вещества (Пэк) к объему раствора (Vp), Сэк = Пэк/Vp. Практическая единица измерения эквивалентной концентрации — моль/л. При записях нормальность обозначают словом "нормальный", буквами — русской H или латинской N с указанием перед ними числового значения эквивалентной концентрации растворенного вещества. Эквивалентная и молярная концентрации связаны соотношением
Сэк = с/ f3K .
1.3.Определение кислотности
Кислотность (щелочность) растворов выражают в единицах водородного показателя рН или градусах. В основу выражения кислотности (щелочности) растворов в единицах рН положено следующее. При растворении в воде кислот или щелочей их молекулы диссоциируют (распадаются) на ионы, в силу чего химические реакции в таких растворах происходят фактически между ионами. Например, в водном растворе гидроксида натрия или хлороводорода молекулы NaOH и HCl диссоциируют, что схематически представляется равновесными уравнениями
NaOH = Na+ + ОН-,
HCl = H+ + Ci-.
Однако в водном растворе степень диссоциации (доля распавшихся молекул) различных веществ различна. В частности, если молекулы NaOH и HCl в водном растворе диссоциируют полностью, то чистая вода лишь незначительно диссоциирует на ионы H+ и ОН . Диссоциация молекул воды схематически представляется уравнением
