Объединенный газовый закон
Объединенный газовый закон – объединение трех независимых частных газовых законов: Гей-Люссака, Шарля, Бойля-Мариотта, уравнение, которое можно записать так:
PV / T= const или P1V1 / T1 = P2V2 / T2
Уравнение Клайперона-Менделеева
Если записать объединенный газовый закон для любой массы любого газа, то получается уравнение состояния идеального газа или уравнение Клайперона-Менделеева:
pV = (m / M) RT или pV = n RT
где m – масса газа; n – количество вещества; M – молекулярная масса; p – давление газа в замкнутой системе; V – объем системы; T – абсолютная температура (К); R – универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль • К) или 0,082 атм • л / (моль • К) или 1,985 (кал / моль • К)).
Закон эквивалентов
Закон эквивалентов был сформулирован немецким исследователем И. Рихтером (1808 г.). Он базируется на использовании понятий: эквивалент, молярная масса (объем) эквивалентов вещества, количество вещества эквивалентов.
Закон эквивалентов: химические элементы соединяются друг с другом в строго определенных количествах, соответствующих их эквивалентам.
В 1978 г Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) разработал нормативные требования и рекомендации по содержанию и практическому использованию понятий «химический эквивалент», «фактор эквивалентности», «молярная масса эквивалента», «молярный объем эквивалента».
Химический эквивалент – реальная или условная частица вещества, которая в кислотно-основной реакции эквивалентна (т. е. химически равноценна) одному иону Н+, а в окислительно-восстановительной реакции – одному электрону. Реальная частица – молекула, атом или ион, условная частица – определенная часть (половина, треть и т. д.) молекулы, атома или иона. Например, в реакции: КOH + HCl = КCl + H2O эквивалентом будет реальная частица – ион К+, в реакции Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O эквивалентом будет являться условная частица 1/2 Mg(OH)2.
Фактор эквивалентности fэкв. – число, показывающее, какая часть молекулы или другой частицы вещества соответствует эквиваленту.
В реакции: Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2H2O эквивалентом является частица ½ Zn(OH)2. Фактор эквивалентности равен отношению эквивалентной молярной массы вещества к его собственно молярной массе: fэкв = Mэкв / M. Фактор эквивалентности – это безразмерная величина, которая меньше, либо равна 1.
Количество эквивалентов вещества nэкв – это количество вещества (в молях), в котором частицами являются эквиваленты. Количество эквивалентов вещества численно равна отношению числа эквивалентов вещества Х к постоянной Авогадро. Определяется по формуле:
nэкв = n / fэкв. Единица количества эквивалентов вещества – моль.
Молярная масса эквивалента вещества Mэкв – физическая величина, равная отношению массы этого вещества к соответствующему химическому количеству его эквивалентов: Mэкв = m / nэкв. Размерность молярной массы эквивалента равна г/моль или кг/моль. Физический смысл молярной массы эквивалента вещества заключается в том, что она численно равна массе этого вещества, если количество его эквивалентов равно 1 моль.
Молярный объем эквивалентов газа Vэкв – физическая величина, равная отношению объема газа V к соответствующему химическому количеству его эквивалентов: Vэкв = V/ nэкв. Размерность молярного объема эквивалентов газа равна дм3/моль или м3/моль.
Физический смысл молярного объема эквивалентов газа Vэкв заключается в том, что он численно равен объему этого газа, если количество его эквивалентов равно 1 моль.