5.2 Дайте определения моля вещества, эквивалента элемента, простого вещества , эквивалента сложного вещества. Приведите по одному конкретному примеру для расчета этих величин.

http://www.sev-chem.narod.ru/spravochnik/teoriya/eq.htm

Моль вещества (n) — это количество вещества, содержащее столько молекул, атомов, ионов, электронов или других структурных единиц, сколько содержится их в 12 г изотопа углерода ¹²C.

Число структурных единиц, содержащихся в 1 моле вещества равно 6,02 • 10²³.Эточисло называется числом Авогадро (N_A)

Исходя из этого, любое количество вещества можно выразить определенным числом молей  (ню). Например, в образце вещества содержится 12,04  10²³ молекул. Следовательно, количество вещества в этом образце составляет:

В общем виде: 

где N - число частиц данного вещества; N_A - число частиц в одном моле вещества (постоянная Авогадро).

Молярная масса вещества (M) – масса одного моля этого вещества.  По величине она равна относительной молекулярной массе M_r (для веществ атомного строения – относительной атомной массе A_r). Молярная масса имеет размерность г/моль.  Например, молярная масса метана CH₄ определяется следующим образом:

М_r(CH₄) = A_r(C) + 4 A_r(H) = 12+4 =16

M(CH₄)=16 г/моль, т.е. 16 г CH₄ содержат 6,0210²³ молекул. Молярную массу вещества можно вычислить, если известны его масса m и количество (число молей) , по формуле:

Соответственно, зная массу и молярную массу вещества, можно рассчитать число его молей:

или найти массу вещества по числу молей и молярной массе:

m =   M .

Необходимо отметить, что значение молярной массы вещества определяется его качественным и количественным составом, т.е. зависит от M_r и A_r.  Поэтому разные вещества при одинаковом количестве молей имеют различные массы m.

Пример:

Вычислить массы метана CH₄ и этана С₂H₆, взятых в количестве   = 2 моль каждого. 

Решение:

Молярная масса метана равна 16 г/моль, а этана С₂Н₆ – 30 г/моль. Отсюда: 

m(CH₄) = 2 моль  16 г/моль = 32 г;  m(С₂Н₆) = 2 моль  30 г/моль = 60 г.

Таким образом, моль - это порция вещества, содержащая одно и то же число частиц, но имеющая разную массу для разных веществ, т.к. частицы вещества (атомы и молекулы) не одинаковы по массе.

(CH₄) = (С₂Н₆), но m(CH₄) < m(С₂Н₆)

Химическим эквивалентом элемента называется реальная или условная частица, которая может присоединять, замещать, высвобождать или каким – либо другим образом быть равноценна одному атому (иону) водорода в ионообменных реакциях или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях.

Исходя из определения, эквивалент для водорода равен 1 атому:

Э (Н) = 1 атом водорода.

Эквивалент – это реальная или условная частица, которая в кислотно-основных реакциях присоединяет (или отдает) один ион Н⁺ или ОН^–, в окислительно-восстановительных реакциях принимает (или отдает один электрон, реагирует с одним атомом водорода или с одним эквивалентом другого вещества.)

H₃PO₄ + 2KOH  K₂HPO₄ + 2H₂O. 

В ходе этой реакции только два атома водорода замещаются на атомы калия, иначе, в реакцию вступают два иона Н⁺ (кислота проявляет основность 2). Тогда по определению эквивалентом H₃PO₄ будет являться условная частица 1/2H₃PO₄, т.к. если одна молекула H₃PO₄ предоставляет два иона Н⁺, то один ион Н⁺ дает половина молекулы H₃PO₄.

Эквивалентом элемента (Э) называют такое его количество, которое соединяется с 1 молем атомов водорода или замещает то же количество атомов водорода в химических реакциях.

Эквивалент элемента Э можно вычислить, исходя из его атомной массы А и валентности В по формуле Э = А/В. Например, эквивалент кислорода равен 8, так как валентность кислорода всегда равна двум: Э₀ = 16/2 = 8.

Масса 1 эквивалента элемента называется его эквивалентной массой.

Эквиваленты выражаются в молях, а эквивалентные массы — в г/моль.

Эквивалент не является постоянной величиной, а зависит от валентности элемента в том или ином соединении. Например, в соединениях NH₃, H₂S и НСl эквивалент (Э) и эквивалентная масса (т_э) азота, серы и хлора равныЭ(N) - 1/3 моль; Э(S) - 1/2 моль; Э(Сl) = 1 моль и m_э(N) ⁼ 1/3 х 14 = 4,67 г/моль; m_Э(S) ⁼ 1/2 х 32 = 16 г/моль; т_Э(Cl) = 1 х 35,5 = 35,5 г/моль. В соединении SO₂ сера четырёхвалентна и её эквивалентная масса равна т_э(S) = 64/4=16