Химический эквивалент

Из второй формулировки закона Пруста следует: существуют такие соотношения масс элементов, при которых последние взаимодействуют друг с другом без остатка. Эти соотношения были изучены и систематизированы Д. Дальтоном, который ввел в науку представление о соединитель­ных весах элементов, называемых впоследствии "ЭКВИВАЛЕНТАМИ".

ХИМИЧЕСКИЙ ЭКВИВАЛЕНТ - это такое весовое количество элемента или сложного вещества, которое взаимодействует без остатка с 8-ю весовыми частями кислорода, или с I (точнее 1,008) весовыми частями водорода или замещают их в соединениях.

Стандартными эквивалентам количествами для реакций соединения, замещения и обмена принято считать соотношение масс кислорода и водорода, т.е. 1,008:8,000.

Если элемент образует несколько соединений с кислородом или другими элементами, то у него может быть несколько эквивалентов:

СО 8 в.ч. "О" – 6 в.ч. "С"

СО₂ 8 в.ч. "О" – 3 в.ч. "С"

Рассматривая различные эквиваленты одного и того же элемента вид­но, что они кратны наименьшему из них. Так, эквиваленты углерода в соединениях СО и СО₂, равны 3 и 6, а отношение между ними 1:2.

Закон эквивалентов

"ВЕЩЕСТВА ВЗАИМОДЕЙСТВУЮТ МЕЖДУ СОБОЙ В КОЛИЧЕСТВАХ, ПРОПОРЦИОНА­ЛЬНЫХ ИХ ЭКВИВАЛЕНТАМ".

Математическое выражение закона:

^МА = ^ЭА

^МВ ^ЭВ т.е. весовые количества, в которых элементы соединяются друг с другом пропорциональны их эквивалентам.

Для расчетов в химии применяется величина, называемая грамм-экви­валентом.

МАССА ЭЛЕМЕНТА ИЛИ ВЕЩЕСТВА В ГРАММАХ, ЧИСЛЕННО РАВНАЯ ЭКВИВАЛЕНТУ, НАЗЫВАЕТСЯ ГРАММ-ЭКВИВАЛЕНТОМ.

Закон кратных отношений

В результате изучения случаев, когда два элемента образуют неско­лько соединений, английский ученый Д. Дальтон в 1803 году пришел к выводу: "ЕСЛИ ДВА ЭЛЕМЕНТА ОБРАЗУЮТ МЕЖДУ СОБОЙ НЕСКОЛЬКО СОЕДИНЕНИЙ, ТО МАССЫ ОДНОГО ИЗ ЭЛЕМЕНТОВ В ЭТИХ СОЕДИНЕНИЯХ, ПРИХОДЯЩИЕСЯ НА ОДНУ И ТУ ЖЕ МАССУ ДРУГОГО ЭЛЕМЕНТА, ОТНОСЯТСЯ МЕЖДУ СОБОЙ КАК НЕБОЛЬШИЕ ЦЕЛЫЕ ЧИСЛА". Например: N₂О, NО, N₂О₃, NО₂ и N₂O₅ - пять оксидов азота. Рассчитаем весовые количества азота и кислорода в этих соедине­ниях: N₂О на 28 в.ч. "N" ----- 16 в.ч. "О"

I в.ч. "N" ----- х

x = 0, 57 и аналогично для других оксидов;

получаем:

Оксид	Весовых частей азота	Весовых частей кислорода	Отношение весовых количеств кислорода к азоту
N2О	I	0,57	1
NО	I	1,14	2
N2О3	I	1,71	3
NО2	I	2,28	4
N2O5	I	2,85	5

Весовые количества кислорода в этих соединениях относятся к наи­меньшему из них (0,57) как небольшие целые числа: 1:2:3:4:5.

Или иными словами: один элемент может соединяться с одной и той же массой другого элемента в разных количествах, но обязательно таким образом, чтобы все эт количества были кратны наименьшему из них.

Дальтониды и бертолиды

После открытия закона Пруста "химическое соединение" дополнилось еще одной чертой - постоянством состава.

ХИМИЧЕСКОЕ СОЕДИНЕНИЕ - это индивидуальное вещество, имеющее пос­тоянный состав.

Однако оказалось, что этот закон не является всеобщим, а имеет существенные ограничения, т.к. в настоящее время известны соединения, имеющие не постоянный, а переменный состав.

Например: титан образует с водородом соединения, имеющие не пос­тоянный, а переменный состав; количество водорода в соединениях ко­леблется в пределах от I до 2-х атомов на I атом титана.

Формула записывается: ТiН_1-2

ТiC_0,6-1

Таким образом, наряду с соединениями с постоянным составом могут

быть соединения с переменным составом. Соединения переменного состава называются БЕРТОЛИДАМИ; постоянного - ДАЛЬТОНИДАМИ.

К последним относятся соединения с молекулярной структурой (Н₂О, СО₂, NH₃ и т.д.), а так же ионные вещества, из которых вследствие противоположного заряда ионов переменность состава проявляется ред­ко.

Закон кратных отношений, указывая на прерывность состава, приво­дит к выводу о дискретном состоянии вещества, к существованию каких-то маленьких частиц.

Дискретность - лат. discretus - прерывистый, состоящий из опреде­ленных частиц.