Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Хімíчний еквівалéнт — це умовна частинка, в ціле число разів менша від відповідної формульної одиниці або ж рівна їй. Еквівалент може бути визначений для речовини, іону, іншого стійкого угрупування атомів. Одна формульна одиниця речовини X містить z(X) еквівалентів, тут ціле число z(X) називають числом еквівалентності. Еквівалент відповідає переносу 1 катіона гідрогену в реакції нейтралізації, 1 електрона в окисно-відновній реакції, заряду іону величини 1.
| Хімічний еквівалент | |
| Позначення одиниці | equiv, Eq і val |
|---|---|
| В основній одиниці СІ | 1 моль |
| Фізична величина | кількість речовини |
Частіше поняттям еквівалента оперує неорганічна хімія, зрідка також і органічна. Число еквівалентності речовини залежить не лише від типу реакції, до якої вона входить, а й навіть від самої реакції. Тим не менше, використання цього поняття дозволяє систематизувати й компактизувати розрахунки.
Логіка виникнення поняття
Ще алхіміки зрозуміли, що речовини взаємодіють одна з іншою у певних, наперед визначених природою речовин та умовами взаємодії, відношеннях (т. зв. «стехіометричні співвідношення»). Спочатку для фіксації цих відношень використовували маси, і побачити якісь закономірності у відношеннях мас взаємодіючих речовин було дуже складно. Попри це, саме тоді був закладений ґрунт для пізнішого формулювання закону еквівалентів. Формулювання закону кратних відношень, подальше впорядкування хімічних елементів у періодичну систему і введення поняття кількості речовини з відповідною одиницею вимірювання (моль) дали змогу встановити, що кількості речовин, які входять до реакції, пропорційні невеликим цілим числам. Це є вираженням того факту, що молекула входить до реакції з одною чи кількома іншими молекулами. Тепер якщо захотіти подальшого спрощення, а саме щоб речовини, виміряні в якихось величинах, взаємодіяли одна із одною 1:1, то виявиться, що достатньо взяти таку фізичну величину, як кількість речовини, але вимірювати нею не самі речовини, а їхні еквіваленти.
Застарілі визначення
Еквівалент речовини — це така її кількість, що хімічно еквівалентна 1 моль атомів Гідрогену, ½ моль атомів Оксигену чи еквівалентній кількості будь-якої іншої речовини. Тут «хімічно еквівалентна 1 моль атомів Гідрогену» означає: з'єднується з 1 моль атомів Гідрогену або заміщує таку саму кількість атомів Гідрогену в хімічних реакціях.
Також раніше замість поняття молярної маси еквіваленту використовували «нову одиницю» грам-еквівалент, а зрідка ще й замість поняття кількості речовини еквіваленту — «нову одиницю» моль-еквівалент.
Типи хімічного еквіваленту
Спосіб визначення еквіваленту речовини, а саме числа еквівалентності z(X), суттєво залежить від типу хімічної реакції. В реакціях обміну визначають обмінний еквівалент, або просто еквівалент. В окисно-відновних реакціях визначають електрохімічний еквівалент. Також можна визначити еквівалент атома чи стійкої групи атомів у сполуці, фактично так само, як обмінний еквівалент.
Обмінний еквівалент
Еквівалентом є частинка, яка в реакції обміну несе 1 електричний заряд (позитивний або негативний). Отже, число еквівалентності z(X) дорівнює кількості зарядів (одного знаку), які вносить в реакцію частинка (іон, молекула чи формульна одиниця) — «нейтралізовуваний заряд». Також можна сказати, що z(X) дорівнює кількості електронних пар, що беруть участь в реакції, — таких, що несе частинка або з якими взаємодіє.
Приклади:
- Fe(OH)3↓ + 3HCl = FeCl3 + 3H2O: іонна форма: Fe(OH)3↓ + 3H+ = Fe3+ + 3H2O
- z(H+) = z(HCl) = 1, z(Fe(OH)3) = z(Fe3+) = 3
- Для однозарядної частинки (H+, OH–) завжди z = 1. Хоча Cl– безпосередньо не бере участі в реакції, за законом еквівалентів можна визначити z(Cl–) = 1.
- Na2HPO4 + CaCl2 = CaHPO4↓ + 2NaCl: іонна форма: HPO2–
4 + Ca2+ = CaHPO4↓
- z(Na2HPO4) = z(HPO2–
4) = z(Ca2+) = z(CaHPO4) = 2 - Хоча фосфат-аніон PO3–
4 має заряд 3, в цій реакції беруть участь лише 2 одиниці цього заряду, тоді як третя залишається блокованою катіоном H+.
- Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4]: іонна форма: Zn(OH)2 + 2OH– = [Zn(OH)4]2–
- z(OH–) = z(NaOH) = 1, z([Zn(OH)4]2–) = z(Zn(OH)2) = 2
- Формульна одиниця гідроксиду Zn(OH)2 приєднує 2 негативних заряди (у складі гідроксогруп). Значення числа еквівалентності z(Zn(OH)2) також можна визначити за законом еквівалентів (спираючись на z(NaOH)=1 та стехіометричні коефіцієнти) або виходячи з того факту, що ця частинка взаємодіє із двома неподіленими парами електронів і утворює два нових ковалентних зв'язки.
Еквівалент елемента або іону в речовині:
- MgO: Речовина побудована з іонів Mg2+ та O2–, число еквівалентності кожного з них дорівнює абсолютній величині заряду, тобто 2. Так само z(MgO) = 2, приміром:
- MgO + 2HCl = MgCl2 + H2O
- CH4
- Можна визначити ступені окиснення і з них так само, як вище, числа еквівалентності: z(H) = 1, z(C) = 4. З іншого боку, z(H) = 1 завжди, і за законом еквівалентів знов-таки z(C) = 4.
- Na2HPO4
- z(Na+) = 1, а далі слід визначитися з розділенням формульної одиниці на катіон та аніон, тобто конкретизувати реакцію, в якій ця речовина візьме участь. Так, в реакції з Ca2+ (див. вище) фрагмент HPO2–
4 зберігається як єдине ціле, тому z(HPO2–
4) = 2 = z(Na2HPO4). Але в реакції з твердим лугом чи концентрованим його розчином: - Na2HPO4 + NaOH = Na3PO4 + H2O: «зберігається» фрагмент Na2PO–
4 і відщеплюється катіон H+, тож z(Na2PO–
4) = 1 = z(Na2HPO4), що підтверджується і законом еквівалентів (стехіометричне співвідношення 1:1 при z(NaOH) = 1).
- CaCO3
- Традиційний запис, згідно із зарядами іонів, z(Ca2+) = z(CO2–
3) = z(CaCO3) = 2. Але це не єдиний можливий варіант. Розглянемо реакції: - CaCO3↓ + 2H+ = Ca2+ + CO2↑ + H2O: CaCO3↓ + H+ = Ca2+ + HCO–
3 - В першій «нейтралізовуваний заряд» збігається із зарядом іонів і вищенаведена відповідь 2 правильна. У другій із 2 одиниць заряду іону CO2–
3 нейтралізується лише одна, тому z(CO2–
3) = z(CaCO3) = 1.
- Na2O2
- Речовина побудована з іонів Na+ та O2–
2, їхні числа еквівалентності 1 і 2 відповідно. Угрупування O2–
2 тут є стійким, отже, еквівалент Оксигену визначати немає сенсу, але якщо це все ж таки зробити, отримаємо z(O) = 1 замість очікуваного 2. Це є наслідком того, що одна валентність кожного з атомів Оксигену витрачається на формування зв'язку з іншим.
Як витікає з наведених прикладів, застосування поняття еквіваленту елемента в речовині несе найбільшу користь у випадку бінарних речовин з аніоном та катіоном простої будови.
Електрохімічний еквівалент
Електрохімічний еквівалент — це умовна чи реальна частинка, яка в окисно-відновній реакції віддає або приймає 1 електрон. Так само залежить від реакції для переважної більшості окисників і відновників. Приміром, катіон Fe3+ можна відновити до Fe2+, тоді z(Fe3+) = 1, або ж одразу до вільного заліза Fe0, тоді z(Fe3+) = 3.
Еквівалентні величини
Для еквівалентів визначають ті ж самі величини, що й для речовин. З урахуванням того, що для частинки X число еквівалентності z означає еквівалент 1⁄zX, відповідні формули виписати легко.
- Молярна маса еквівалентів:
- Кількість речовини еквівалентів:
Завдяки такому вигляду співвідношень, масу речовини обчислюють однаково як за молярними величинами, так і за еквівалентними:
Інколи для еквівалентних величин використовують синонімічні позначення Mекв(X), nекв(X).
Звичайне правило обчислення молекулярної маси речовини X, яка складається з аніону An та Kt, та той факт, що еквіваленти з'єднуються в кількісному співвідношенні 1:1, дають таку формулу:
Із поняття кількості речовини еквівалентів можна вивести молярну концентрацію еквівалентів (застаріле «нормальність»):
![image]()
,
де V — об'єм розчину.
Див. також
Посилання
- . Архів оригіналу за 4 листопада 2014. Процитовано 4 листопада 2014. (англ.)
- ЕКВІВАЛЕНТ ХІМІЧНИЙ [ 10 березня 2016 у Wayback Machine.] // Фармацевтична енциклопедія
Джерела
- Эквивалент химический // Химическая энциклопедия : в 5 т. / гл. ред. Н. С. Зефиров. — М. : Большая Рос. энцикл., 1998. — Т. 5 : Триптофан — Ятрохимия. — Стб. 802. — Библиогр. в конце ст. — .(рос.)
- Глосарій термінів з хімії / уклад. Й. Опейда, О. Швайка ; Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Дон. : Вебер, 2008. — 738 с. — .
| Цю статтю треба для відповідності Вікіпедії. (травень 2015) |
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Himichnij ekvivalent ce umovna chastinka v cile chislo raziv mensha vid vidpovidnoyi formulnoyi odinici abo zh rivna yij Ekvivalent mozhe buti viznachenij dlya rechovini ionu inshogo stijkogo ugrupuvannya atomiv Odna formulna odinicya rechovini X mistit z X ekvivalentiv tut cile chislo z X nazivayut chislom ekvivalentnosti Ekvivalent vidpovidaye perenosu 1 kationa gidrogenu v reakciyi nejtralizaciyi 1 elektrona v okisno vidnovnij reakciyi zaryadu ionu velichini 1 Himichnij ekvivalent Poznachennya odiniciequiv Eq i val V osnovnij odinici SI1 mol Fizichna velichinakilkist rechovini Chastishe ponyattyam ekvivalenta operuye neorganichna himiya zridka takozh i organichna Chislo ekvivalentnosti rechovini zalezhit ne lishe vid tipu reakciyi do yakoyi vona vhodit a j navit vid samoyi reakciyi Tim ne menshe vikoristannya cogo ponyattya dozvolyaye sistematizuvati j kompaktizuvati rozrahunki Logika viniknennya ponyattyaShe alhimiki zrozumili sho rechovini vzayemodiyut odna z inshoyu u pevnih napered viznachenih prirodoyu rechovin ta umovami vzayemodiyi vidnoshennyah t zv stehiometrichni spivvidnoshennya Spochatku dlya fiksaciyi cih vidnoshen vikoristovuvali masi i pobachiti yakis zakonomirnosti u vidnoshennyah mas vzayemodiyuchih rechovin bulo duzhe skladno Popri ce same todi buv zakladenij grunt dlya piznishogo formulyuvannya zakonu ekvivalentiv Formulyuvannya zakonu kratnih vidnoshen podalshe vporyadkuvannya himichnih elementiv u periodichnu sistemu i vvedennya ponyattya kilkosti rechovini z vidpovidnoyu odiniceyu vimiryuvannya mol dali zmogu vstanoviti sho kilkosti rechovin yaki vhodyat do reakciyi proporcijni nevelikim cilim chislam Ce ye virazhennyam togo faktu sho molekula vhodit do reakciyi z odnoyu chi kilkoma inshimi molekulami Teper yaksho zahotiti podalshogo sproshennya a same shob rechovini vimiryani v yakihos velichinah vzayemodiyali odna iz odnoyu 1 1 to viyavitsya sho dostatno vzyati taku fizichnu velichinu yak kilkist rechovini ale vimiryuvati neyu ne sami rechovini a yihni ekvivalenti Zastarili viznachennyaEkvivalent rechovini ce taka yiyi kilkist sho himichno ekvivalentna 1 mol atomiv Gidrogenu mol atomiv Oksigenu chi ekvivalentnij kilkosti bud yakoyi inshoyi rechovini Tut himichno ekvivalentna 1 mol atomiv Gidrogenu oznachaye z yednuyetsya z 1 mol atomiv Gidrogenu abo zamishuye taku samu kilkist atomiv Gidrogenu v himichnih reakciyah Takozh ranishe zamist ponyattya molyarnoyi masi ekvivalentu vikoristovuvali novu odinicyu gram ekvivalent a zridka she j zamist ponyattya kilkosti rechovini ekvivalentu novu odinicyu mol ekvivalent Tipi himichnogo ekvivalentuSposib viznachennya ekvivalentu rechovini a same chisla ekvivalentnosti z X suttyevo zalezhit vid tipu himichnoyi reakciyi V reakciyah obminu viznachayut obminnij ekvivalent abo prosto ekvivalent V okisno vidnovnih reakciyah viznachayut elektrohimichnij ekvivalent Takozh mozhna viznachiti ekvivalent atoma chi stijkoyi grupi atomiv u spoluci faktichno tak samo yak obminnij ekvivalent Obminnij ekvivalent Ekvivalentom ye chastinka yaka v reakciyi obminu nese 1 elektrichnij zaryad pozitivnij abo negativnij Otzhe chislo ekvivalentnosti z X dorivnyuye kilkosti zaryadiv odnogo znaku yaki vnosit v reakciyu chastinka ion molekula chi formulna odinicya nejtralizovuvanij zaryad Takozh mozhna skazati sho z X dorivnyuye kilkosti elektronnih par sho berut uchast v reakciyi takih sho nese chastinka abo z yakimi vzayemodiye Prikladi Fe OH 3 3HCl FeCl3 3H2O ionna forma Fe OH 3 3H Fe3 3H2O z H z HCl 1 z Fe OH 3 z Fe3 3 Dlya odnozaryadnoyi chastinki H OH zavzhdi z 1 Hocha Cl bezposeredno ne bere uchasti v reakciyi za zakonom ekvivalentiv mozhna viznachiti z Cl 1 Na2HPO4 CaCl2 CaHPO4 2NaCl ionna forma HPO2 4 Ca2 CaHPO4 z Na2HPO4 z HPO2 4 z Ca2 z CaHPO4 2 Hocha fosfat anion PO3 4 maye zaryad 3 v cij reakciyi berut uchast lishe 2 odinici cogo zaryadu todi yak tretya zalishayetsya blokovanoyu kationom H Zn OH 2 2NaOH Na2 Zn OH 4 ionna forma Zn OH 2 2OH Zn OH 4 2 z OH z NaOH 1 z Zn OH 4 2 z Zn OH 2 2 Formulna odinicya gidroksidu Zn OH 2 priyednuye 2 negativnih zaryadi u skladi gidroksogrup Znachennya chisla ekvivalentnosti z Zn OH 2 takozh mozhna viznachiti za zakonom ekvivalentiv spirayuchis na z NaOH 1 ta stehiometrichni koeficiyenti abo vihodyachi z togo faktu sho cya chastinka vzayemodiye iz dvoma nepodilenimi parami elektroniv i utvoryuye dva novih kovalentnih zv yazki Ekvivalent elementa abo ionu v rechovini MgO Rechovina pobudovana z ioniv Mg2 ta O2 chislo ekvivalentnosti kozhnogo z nih dorivnyuye absolyutnij velichini zaryadu tobto 2 Tak samo z MgO 2 primirom MgO 2HCl MgCl2 H2O CH4 Mozhna viznachiti stupeni okisnennya i z nih tak samo yak vishe chisla ekvivalentnosti z H 1 z C 4 Z inshogo boku z H 1 zavzhdi i za zakonom ekvivalentiv znov taki z C 4 Na2HPO4 z Na 1 a dali slid viznachitisya z rozdilennyam formulnoyi odinici na kation ta anion tobto konkretizuvati reakciyu v yakij cya rechovina vizme uchast Tak v reakciyi z Ca2 div vishe fragment HPO2 4 zberigayetsya yak yedine cile tomu z HPO2 4 2 z Na2HPO4 Ale v reakciyi z tverdim lugom chi koncentrovanim jogo rozchinom Na2HPO4 NaOH Na3PO4 H2O zberigayetsya fragment Na2PO 4 i vidsheplyuyetsya kation H tozh z Na2PO 4 1 z Na2HPO4 sho pidtverdzhuyetsya i zakonom ekvivalentiv stehiometrichne spivvidnoshennya 1 1 pri z NaOH 1 CaCO3 Tradicijnij zapis zgidno iz zaryadami ioniv z Ca2 z CO2 3 z CaCO3 2 Ale ce ne yedinij mozhlivij variant Rozglyanemo reakciyi CaCO3 2H Ca2 CO2 H2O CaCO3 H Ca2 HCO 3 V pershij nejtralizovuvanij zaryad zbigayetsya iz zaryadom ioniv i vishenavedena vidpovid 2 pravilna U drugij iz 2 odinic zaryadu ionu CO2 3 nejtralizuyetsya lishe odna tomu z CO2 3 z CaCO3 1 Na2O2 Rechovina pobudovana z ioniv Na ta O2 2 yihni chisla ekvivalentnosti 1 i 2 vidpovidno Ugrupuvannya O2 2 tut ye stijkim otzhe ekvivalent Oksigenu viznachati nemaye sensu ale yaksho ce vse zh taki zrobiti otrimayemo z O 1 zamist ochikuvanogo 2 Ce ye naslidkom togo sho odna valentnist kozhnogo z atomiv Oksigenu vitrachayetsya na formuvannya zv yazku z inshim Yak vitikaye z navedenih prikladiv zastosuvannya ponyattya ekvivalentu elementa v rechovini nese najbilshu korist u vipadku binarnih rechovin z anionom ta kationom prostoyi budovi Elektrohimichnij ekvivalent Dokladnishe Elektrohimichnij ekvivalent Elektrohimichnij ekvivalent ce umovna chi realna chastinka yaka v okisno vidnovnij reakciyi viddaye abo prijmaye 1 elektron Tak samo zalezhit vid reakciyi dlya perevazhnoyi bilshosti okisnikiv i vidnovnikiv Primirom kation Fe3 mozhna vidnoviti do Fe2 todi z Fe3 1 abo zh odrazu do vilnogo zaliza Fe0 todi z Fe3 3 Ekvivalentni velichiniDlya ekvivalentiv viznachayut ti zh sami velichini sho j dlya rechovin Z urahuvannyam togo sho dlya chastinki X chislo ekvivalentnosti z oznachaye ekvivalent 1 z X vidpovidni formuli vipisati legko Molyarna masa ekvivalentiv M 1 z X 1 z M X displaystyle M frac 1 z text X frac 1 z cdot M text X Kilkist rechovini ekvivalentiv n 1 z X z n X displaystyle n frac 1 z text X z cdot n text X Zavdyaki takomu viglyadu spivvidnoshen masu rechovini obchislyuyut odnakovo yak za molyarnimi velichinami tak i za ekvivalentnimi m X n X M X n 1 z X M 1 z X displaystyle m text X n text X cdot M text X n frac 1 z text X cdot M frac 1 z text X Inkoli dlya ekvivalentnih velichin vikoristovuyut sinonimichni poznachennya Mekv X nekv X Zvichajne pravilo obchislennya molekulyarnoyi masi rechovini X yaka skladayetsya z anionu An ta Kt ta toj fakt sho ekvivalenti z yednuyutsya v kilkisnomu spivvidnoshenni 1 1 dayut taku formulu M 1 z X X M 1 z An An M 1 z Kt Kt displaystyle M frac 1 z text X text X M frac 1 z text An text An M frac 1 z text Kt text Kt Iz ponyattya kilkosti rechovini ekvivalentiv mozhna vivesti molyarnu koncentraciyu ekvivalentiv zastarile normalnist N n 1 z X V displaystyle N frac n frac 1 z text X V de V ob yem rozchinu Div takozhZakon ekvivalentivPosilannya Arhiv originalu za 4 listopada 2014 Procitovano 4 listopada 2014 angl EKVIVALENT HIMIChNIJ 10 bereznya 2016 u Wayback Machine Farmacevtichna enciklopediyaDzherelaEkvivalent himicheskij Himicheskaya enciklopediya v 5 t gl red N S Zefirov M Bolshaya Ros encikl 1998 T 5 Triptofan Yatrohimiya Stb 802 Bibliogr v konce st ISBN 5 85270 310 9 ros Glosarij terminiv z himiyi uklad J Opejda O Shvajka In t fiziko organichnoyi himiyi ta vuglehimiyi im L M Litvinenka NAN Ukrayini Doneckij nacionalnij universitet Don Veber 2008 738 s ISBN 978 966 335 206 0 Cyu stattyu treba vikifikuvati dlya vidpovidnosti standartam yakosti Vikipediyi Bud laska dopomozhit dodavannyam dorechnih vnutrishnih posilan abo vdoskonalennyam rozmitki statti traven 2015