Эквивалент – это реальная или условная частица, которая в кислотно-основных реакциях присоединяет (или отдает) один ион Н+ или ОН–, в окислительно-восстановительных реакциях принимает (или отдает) один электрон, реагирует с одним атомом водорода или с одним эквивалентом другого вещества. H 3 PO 4 + 2 KOH → K 2 HPO 4 + 2 H 2 O. Число, показывающее, какая часть молекулы или другой частицы вещества соответствует эквиваленту, называется фактором эквивалентности (f. Э).
Таблица 1. Расчет фактора эквивалентности Частица Элемент Простое вещество Оксид Кислота Фактор эквивалентности Примеры где В(Э) – валентность элемента где n(Э) – число атомов элемента f. Э(H 2) = 1/(2× 1) = 1/2; (индекс в химической формуле), В(Э) f. Э(O 2) = 1/(2× 2) = 1/4; – валентность элемента f. Э(Cl 2) = 1/(2× 1) = 1/2; f. Э(O 3) = 1/(3× 2) = 1/6 где n(Э) – число атомов элемента f. Э(Cr 2 O 3) = 1/(2× 3) = 1/6; (индекс в химической формуле f. Э(Cr. O) = 1/(1× 2) = 1/2; оксида), В(Э) – валентность f. Э(H 2 O) = 1/(2× 1) = 1/2; элемента f. Э(P 2 O 5) = 1/(2× 5) = 1/10 где n(H+) – число отданных в ходе f. Э(H 2 SO 4) = 1/1 = 1 реакции ионов водорода (основность равна 1) кислоты) или f. Э(H 2 SO 4) = 1/2 (основность равна 2)
Основание где n(ОH–) – число отданных в ходе f. Э(Cu(OH)2) = 1/1 = 1 реакции гидроксид-ионов (кислотность равна 1) (кислотность основания) или f. Э(Cu(OH)2) = ½ (кислотность равна 2) Соль где n(Ме) – число атомов металла f. Э(Cr 2(SO 4)3) = 1/(2× 3) = 1/6 (индекс в химической формуле соли), (расчет по металлу) или В(Ме) – валентность металла; n(А) – f. Э(Cr 2(SO 4)3) = 1/(3× 2) = 1/6 число кислотных остатков, В(А) – (расчет по кислотному валентность кислотного остатка остатку) Частица в где – число электронов, Fe 2+ + 2→ Fe 0 f. Э(Fe 2+) ОВР участвующих в процессе окисления =1/2; или восстановления Mn. O 4– + 8 H+ + 5 →Mn 2+ + 4 H 2 O f. Э(Mn. O 4–) = 1/5 Ион где z – заряд иона f. Э(SO 42–) = 1/2
f. Э (формульная единица вещества) Между H 3 PO 4 и КОН также могут происходить и другие реакции. При этом кислота будет иметь разные значения фактора эквивалентности: H 3 PO 4 + 3 KOH → K 3 PO 4 + 3 H 2 O f. Э(H 3 PO 4) = 1/3 H 3 PO 4 + KOH → KН 2 PO 4 + H 2 O f. Э(H 3 PO 4) = 1. Следует учитывать, что эквивалент одного и того же вещества может меняться в зависимости от того, в какую реакцию оно вступает. Эквивалент элемента также может быть различным в зависимости от вида соединения, в состав которого он входит. Эквивалентом может являться как сама молекула или какая-либо другая формульная единица вещества, так и ее часть.
Пример. Определите фактор эквивалентности и эквивалент Zn. Cl 2. Решение: Zn. Cl 2 (средняя соль): f. Э(Zn. Cl 2) = ½, поэтому эквивалентом Zn. Cl 2 является частица ½ Zn. Cl 2. Эквивалент, как частица, может быть охарактеризован молярной массой (молярным объ емом) и определенным количеством вещества nэ. Молярная масса эквивалента (МЭ) – это масса одного моль эквивалента. Она равна произведению молярной массы вещества на фактор эквивалентности: МЭ = М×f. Э. Молярная масса эквивалента имеет размерность «г/моль» .