Закон эквивалентов

К концу 18 в. на основе изучения опытных данных было замечено, что элементы взаимодействуют друг с другом в строго определенных весовых отношениях. Так, с 1,008 весовыми частями (в.ч.) водорода соединяются 8,0 в.ч. кислорода, или 16 в.ч. серы, или 35,5 в.ч. хлора и т.д. Следовательно, эти весовые количества эквивалентны (равноценны) между собой. Понятие о соединительных весах элементов – их эквивалентах – впервые введено Дальтоном.

Эквивалентом элемента называется число, которое показывает, сколько весовых частей элемента соединяются с 8 в.ч. кислорода или 1 в.ч. водорода, или замещает (непосредственно или косвенно) те же количества водорода и кислорода в их соединениях при химических превращениях.

В настоящее время эквивалентом элемента называется такое его количество, которое соединяется с 1 молем атомов водорода или замещает то же количество атомов водорода в химических реакциях. Например, в соединениях HCl, Н₂S, NH₃, CH₄ эквивалент хлора, серы, азота, углерода равен соответственно 1 моль, 1/2 моля, 1/3 моля, 1/4 моля. Масса 1 эквивалента элемента называется его эквивалентной массой.

Так, в приведенных выше примерах эквивалентные массы хлора, серы, азота, углерода соответственно равны
35,5 г/ моль, 32/2 = 16 г/моль, 14/3 = 4,67 г/моль, 12/4 = 3 г/моль.

Между эквивалентом элемента Э, его атомной массой А и валентностью В существует зависимость

, (4)

т.е. эквивалент элемента можно рассчитать, разделив атомную массу элемента на его валентность.

Закон эквивалентов формулируется так: элементы соединяются между собой и заменяют друг друга в количествах, пропорциональных их эквивалентам.

Математическая запись закона эквивалентов:

, (5)

где m_A и m_B – массы взаимодействующих элементов А и В;

Э_А и Э_В – эквиваленты элементов А и В.

Понятие эквивалента распространяется и на сложные вещества.

Эквивалентом вещества называется такое количество вещества, которое соединяется с 1 молем атомов водорода или замещает то же количество атомов водорода в химических реакциях.

Для вычисления эквивалентных масс сложных веществ на основе закона эквивалентов выведены следующие формулы:

Э_оксида = М_оксида /число атомов элемента х валентность элемента (6)

Э_{кислоты} = М_{кислоты} /Основность кислоты (7)

Э_{основания} = М _{основания} /Кислотность основания (8)

Э_соли = М_соли / число атомов элемента х валентность элемента (9)

где М – мольная масса соответствующего соединения.

Закон эквивалентов для сложных веществ формулируется так: химические вещества взаимодействуют между собой в количествах, пропорциональных их эквивалентам.