М оксида

Э _оксида= ————————————————————; (3)

число атомов элемента · валентность элемента

М кислоты

Э _{кислоты}= —————————; (4)

основность кислоты

М основания

Э _{основания} = ———————————; (5)

кислотность основания

М _соли

Э _соли= ————————————————————. (6)

число атомов металла · валентность металла

Например, в соединениях НСl, H₂S, NH₃, CH₄ эквиваленты хлора, серы, азота, углерода равны, соответственно, 1 моль, 1/2 моля, 1/3 моля, 1/4 моля.

Эквивалентная масса или молярная масса эквивалента — это масса 1 моля эквивалента вещества (размерность — г/моль). Так, в приведенных выше примерах эквивалентные массы (г/моль) хлора, серы, азота, углерода равны, соответственно: 35,45/1=35,45; 32/2=16; 14/3=4,67; 12/4=3, т.е. Э = А / n_вал, где А — молярная масса элемента, n_вал — стехиометрическая валентность элемента.

Количеством эквивалентов растворенного вещества можно выразить эквивалентную или нормальную концентрацию раствора. Нормальность — это число эквивалентов растворенного вещества в 1 литре раствора.

Например, раствор, содержащий 49 г Н₂SО₄, то есть 1 эквивалент кислоты, в 1 литре является однонормальным раствором (1н.). В то же самое время в этом растворе содержится 0,5 моля Н₂SО₄ , следовательно, данный раствор кислоты является полумолярным (0,5 М).

Эквивалент элемента может быть найден химическим путем — определением количества присоединяемого (замещаемого) водорода или кислорода или любого другого элемента, эквивалент которого известен. Кроме того, эквивалент можно определить и электрохимическим путем на основании закона Фарадея, согласно которому при прохождении 96484 Кл электричества через раствор электролита на электродах выделится 1 эквивалент вещества.

Задачей данной работы является экспериментальное определение эквивалентной массы металлического магния по его реакции с водородсодержащим веществом — серной кислотой:

Мg+ Н₂SО₄ = МgSО₄+ Н₂.

Эквивалентная масса магния может быть найдена по записи закона эквивалентов, см. формулу (1):

m_MgЭ_Mg

 = . (7)

m_H2Э_Н

При этом масса магния может быть определена взвешиванием, эквивалентная масса водорода известна. Массу водорода, выделившегося в ходе реакции можно определить, зная объем газа, его парциальное давление в смеси и температуру.

С определенной степенью приближения в условиях эксперимента можно применить уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона):

РV = (m/M)RT, (8)

где Р — давление газа, V— его объем,m— масса вещества, М — мольная масса, Т — абсолютная температура,R= 8,315 Дж/Кмоль — универсальная газовая постоянная.

Если имеется смесь газов, то уравнение Менделеева-Клапейрона (8) описывает состояние каждого из компонентов смеси, в частности, водорода:

Р_Н2 V _Н2 = (m _Н2/M _Н2)RT. (9)

Парциальным давлением называется давление, создаваемое каждым из компонентов смеси, или, точнее, то давление, которое создавалось бы данным компонентом газовой смеси, если бы он занимал весь объем смеси в отсутствие прочих компонентов.

Таким образом, атмосферное давление представляет собой сумму парциальных давлений всех компонентов воздуха. В данной работе давление в реакционном сосуде удобно представить как сумму парциальных давлений воздуха, паров воды и водорода. Давление паров воды зависит от температуры и не зависит от содержания прочих компонентов смеси.