5. Количественные характеристики вещества, относительная атомная масса, относительная молекулярная масса, моль, молярная масса вещества.

Метод познания вещества выражается с помощью качественных и количественых характеристик. Состав любого вещества определяется формулой его элементарной структурной единицы, т. е. молекулярной формулой. Поскольку каждая такая формула состоит из определённого числа атомов химических элементов, характеризующимся определённым значением относительной атомной массы, то и масса структурной единицы может быть выражена относительной величиной. Такая величина для веществ немолекулярного строения носит название относительной молекулярной массы. Она имеет обозначение Mr и предсавляет собой сумму относительных атомных масс всех элементов, образующих данную структурную единицу вещества, с учётом числа атомов каждого элемента. Итак, относительной молекулярной массой вещества называется величина, равная отношению средней массы элементарной структурной единицы к 1/12 части массы углерода-12. Она выражается в атомных единицах массы. Абсолютные массы атомов крайне малы. В обычной химической практике мы имеем дело не с отдельными частицами, а с такими порциями веществ, массы которых измеряются в граммах, килограммах или даже тоннах. Таким образом, число частиц, которые содержатся в той или иной порции вещества, огромно. Пользоваться на практике такими числами затруднительно. Поэтому в химии используется величина, характеризующая число частиц в данной порции вещества. Эта величина получила название количества вещества. Количество вещества — физическая величина, пропорциональная числу элеменарных структурных единиц, составляющих данную порцию вещества. Обозначают n, единица измерения — моль. Моль — это количество вещества, которое содержит столько же элементарных структурных единиц этого вещества, сколько атомов содержится в углероде-12 массой 12 г. (6, 02*10^23 атомов — Число Авогадро, одно из фундаментальных физических постоянных). То есть моль — таке количество вещества, которое содержит 6, 02*10^23 структурных единиц данного вещества. Одинаковое количество любых веществ содержит одно и то же число структурных единиц. Но так как каждая такая единица имеет сою собственную массу, то массы одинаковых химических количеств различных веществ будут различны. Масса порции вещества количеством 1 моль получила название молярной массы. Молярная масса вещества обозначается M(В) и представляет собой отношение массы данной порции вещества m (в г или кг) к его количеству n (в моль): M(В)=m(В)/n(В). Единица: г/моль. Численное значение молярной массы совпадает с относительной атомной и молекулярной массой данного вещества.

6. Эквивалент и эквивалентная масса. Закон эквивалентов.

Элементы соединяются друг с другом в строго определённых количественных соотношениях. Поэтому в химии введено понятие эквивалента. Эквивалентом называют условные частицы вещества в целое число раз меньшие, чем соответствующие им формульные единицы - атомы, молекулы, ионы и др. В одной формульной единице в-ва В может содержаться z(B) химических эквивалентов этого в-ва. z(B) всегда больше или равно 1 и называется эквивалентным числом. Значения z(В) зависят от хим. реакции, в которой данное веществово участвует. В обменных реациях значения z(B) определяются стехиометрией реакции (соотношением реагентов в реакции). Например, для реакции Al2(SO4)3+12KOH=2К3[А1(ОН)6] + 3K2SO4 на одну формульную единицу A12(SO4)3 затрачивается 12 формульных единиц КОН. Следовательно, значение z[Al2(SO4)3] = 12, a z(KOH) = 1. Значение химического эквивалента для A12(SO4)3 равно 1/12 формульной единицы A12(SO4)3, а эквивалент химический КОН равен формульной единице КОН. В окислит.-восстановит. реакциях значение z(B) определяют по числу электронов, которые принимает одна формульная единица окислителя или отдает одна формульная единица восстановителя. Например, в полуреакции MnO4- + 8H+ + 5e-=Mn2+ + 4H2O значение z(MnO4-) = 5, а значение эквивалента для анионов МnО4- равно 1/5 формульной единицы MnO4-.

Если известно количество вещества, то количество вещества эквивалентов всегда в число эквивалентности раз больше количества вещества: nэк(B)=z(B)*n(B). В практических расчётах наиболее часто пользуются молярной массой эквивалентов — отношением массы вещества В к его количеству вещества эквивалентов: Mэк(B)=mB/nэк(В)=M(B)/z(B). Например, в соединениях HCl, H2S, NH3, CH4 эквивалент хлора, серы, азота, углерода равен, соответственно 1 моль, ½ моля, 1/3 моля, ¼ моля. А молярные массы эквивалентов: 34, 45 г/моль, 32/2=16 г/моль, 14/3=4,67 г/моль, 12/4=3 г/моль. Многие элементы образуют несколько соединений друг с другом. Из этого следует, что эквивалент элемента и его молярная масса эквивалентов могут иметь различные значения, смотря по тому, из состава какого соединения они были вычеслены.

Эквивалентом сложного вещества является такое его количество, которе взаимодействует без остатка с одним эквивалентом любого другого вещества. Такой расчёт возможен благодаря закону эквивалентов: вещества взаимодействуют друг с другом в количествах, пропорциональных их эквивалентам (nэк(А)=nэк(В)), или другая формулировка: массы реагирующих друг с другом веществ пропорциональны их молярным массам эквивалентов: m(А)/m(В)=Мэк(А)/Мэк(В).

Э. кислоты равен её молярной массе, деленной на основность (число ионов водорода) кислоты.

Э. основания равен его молярной массе, деленной на кислотность (число гидроксильных групп) основания.

Э. соли равен её молярной массе, деленной на сумму зарядов образующих её катионов или анионов.