Для любого соединения общей является формула (1), но эквивалентное число z для каждого класса находится по-разному. Рассмотрим основные классы неорганических соединений в реакциях нейтрализации и обмена:
1.Кислоты имеют в своем составе активный водород замещаться в реакциях нейтрализации, следовательно, эквивалентное число z для кислоты равно числу катионов водорода в ее составе, или ее основности.
zкислоты= n(Н+) = основности. (4)
2.Основания имеют в своем составе гидроксогруппу ОН соединяться с одним ионом водорода:
ОН– + Н+ = Н2О.
Следовательно, эквивалентное число z для основания равно числу гидорксогрупп в его составе, или его кислотности.
zоснования= n(ОН–) = кислотности. (5)
3.Соли имеют в своем составе металл и кислотный остаток. Каждая соль может быть получена реакцией нейтрализации, в которой ион металла замещает ионы водорода. Следовательно, эквивалентное число z для соли равно произведению числа атомов металла в ее составе и степени окисления металла.
zсоли= n(Ме) · |С.О.(Ме)| (6)
4.Оксиды состоят из элемента и кислорода. Если предположить, что в реакциях обмена элемент замещается на водород, то эквивалентное число z для оксида равно произведению числа атомов элемента и валентности элемента, образующего оксид.
zоксида= n(элемента) *|C.O.(элемента)| (7)
Пример 2: Рассчитайте молярные массы эквивалента для соединений: Cu(OH)2, H2CO3, Al2(SO4)3, Fe2O3.
Решение: Молярная масса соединения равна:
М(Cu(OH)2) = 63.5 + (16 +1)2 = 97.5 г/моль.
Cu(OH)2 относится к классу оснований, в своем составе содержит две группы ОН–, эквивалентное число z(Cu(OH)2) = 2. Таким образом, химический эквивалент данного соединения – это условная частица, составляющая 1/2 часть реально существующей молекулы Cu(OH)2 , или 1/2 Cu(OH)2 .
Молярная масса эквивалента 1/2Cu(OH)2 :
M(1/2 Cu(OH)2 ) === 48.8 г/моль.
H2CO3 относится к классу кислот, в своем составе содержит два водорода, следовательно, эквивалентное число z(H2CO3) = 2.
Молярная масса соединения равна:
М(H2CO3) = 1×2 + 12 +16×3 = 62 г/моль.
Таким образом, молярная масса эквивалента H2CO3 составляет:
M(1/2 H2CO3) == = 31 г/моль.
Al2(SO4)3 относится к классу солей, в своем составе содержит два атома металла со степенью окисления +3. Эквивалентное число для соли находим по формуле (6):
z(Al2(SO4)3 )= n(Al) · |С.О.(Al)|= 2×3 = 6
Молярная масса соединения равна:
М(Al2(SO4)3) = 27×2 + (32 +16×4)×3 = 342 г/моль.
Теперь можно рассчитать молярную массу эквивалента данной соли:
M(1/6Al2(SO4)3) == = 57 г/моль.
Fe2O3 относится к классу оксидов, в своем составе содержит два атома железа со степенью окисления +3. Эквивалентное число для оксида находим по формуле (7):
z (Fe2O3) = n(Fe) *|C.O.(Fe)| =2×3 = 6
Молярная масса соединения равна:
М(Fe2O3) = 56×2 +16×3 = 160 г/моль.
Далее рассчитаем молярную массу эквивалента данного оксида:
M(1/6 Fe2O3) == = 26.7 г/моль.
ответ: 48.8 г/моль; 31 г/моль; 57 г/моль; 26.7 г/моль.
№3. 2Fe + 6H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O(молекулярное ур-е)
Для того что бы написать ионное нужно знать что является слабым электролитом и что сильным. Сильное будет диссоциировать наионы, а слабые нет. H2SO4 сильное, Fe2(SO4)3 сильное, SO2 не элеrтролит т.к. газ, H2O слабый.
Полное ионное ур-е:
2Fe + 6H2+ + 6SO42- = 2Fe3+ + 3SO42- +3SO2 + 6H2O
Убираем слева и справа одинаковые в-ва и получаем сокращенное ионное ур-е:
2Fe + 6H2+ + 3SO22- = 2Fe3+ +2SO22- + 6H2O
FeCl3 + Na3PO4 = FePO4 + 3NaCl
FeCl3 сильное, Na3PO4 сильное, FePO4 слабое, т.к. это осадок, NaCl сильное.
полное ионное ур-е:
Fe3+ + 3Cl- + 3Na+ + PO43- = FePO4 + 3Na+ + 3Cl-
убираем одинаковое(Na и Cl) получаем сокращенное:
Fe3+ + PO42- = FePO4
Zn(OH)2 + 2KOH = K2[Zn(OH)4] ( в р-ре)
Zn(OH)2 слабое т.к. осадок, KOH сильное, K2[Zn(OH)4] сильное
Полное ионное
Zn(OH)2 + 2K + OH- = 2K+ + Zn(OH)4
сокращенное:
Zn(OH)2 + OH- = Zn(OH)4
#4. 2Fe + 6H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Fe0 - 3e -> Fe3+ |2
S+6 +2e -> S+4 |3
6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
Fe+2 -1e -> Fe+3 |3
Cr+6 +3e -> Cr+3 |1
J2 + 5Cl2 + 6H2O = 2HJO3 + 10HCl
J2 -10e -> 2J+5 |1
Cl2 +2e -> 2Cl- |5
#5. Анодная защищает.
К примеру Cr и Fe:
Cr более акт. металл, следовательно он окисляется на аноде: Cr -2e -> Cr2+
Fe - катод, идет восстановление:
2H2O + O2 + 4e =4OH-
Cr2+ +2OH- = Cr(OH)2
Сr защищает Fe от коррозии