Расчеты в титриметрическом анализе

В системе СИ основная единиц а массы – килограмм (в клиническом анализе – г, мг), а основная единица количества – моль, моль. Эта единица количества вещества относится к любым видам реальных частиц: атомам, ионам, молекулам, электронам, протонам, радикалам и к любым условным частицам, участвующим в химических реакциях: 1/5 KMnO₄,1/2 Ca²⁺ и т.д.

Моль – это количество вещества, которое содержит столько реальных или условных частиц, сколько атомов содержится в 0,012 кг углерода-12. Обозначается символом- n (моль).

Молярная масса –(М) –это масса одного моля вещества. Единицей молярной массы является кг/моль, а на практике г/моль.

Эквивалентом называют реальную или условную частицу вещества Х, которая в данной кислотно-основной реакции эквивалентна одному иону водорода. В окислительно-восстановительных реакциях эквивалентом называется такая часть молекулы окислителя(восстановителя), которая соответствует одному присоединенному (отданному) электрону в данной ОВР. Например, в химической реакции:

H₂S + KOH = KHS + H₂O (f=1)

эквивалентом сероводорода будет одна молекула H₂S (реальная частица), а в реакции:

H₂S + 2KOH = К₂S + 2H₂O (f=1/2)

эквивалентом того же вещества будет ½ молекулы H₂S (условная частица). А для окислительно-восстановительной реакции:

2H₂S + 3O₂ = 2SO₂ + 2H₂O (f=1/6)

Эквивалент сероводорода равен 1/6 молекулы H₂S, поскольку S^2- - 6e → S⁴⁺.

Фактор эквивалентности f(X) – число, обозначающее, какая доля реальной частицы вещества эквивалентна одному иону водорода: f(X)-безразмерная величина, меньше или равная ∙единице.

Молярная масса эквивалента или эквивалентная масса – это масса одного моля эквивалента этого вещества, выражена в г/моль экв., и она равна:

Э(Х) = f(X)∙М(Х)

Факторы эквивалентности для сложных веществ определяются по формулам:

f(оксидов) = 1/(число атомов элемента)∙(валентность элемента)

f(кислоты) = 1/основность кислоты

f(основания) = 1/кислотность основания

f(соли) = 1/(число атомов металла)∙(валентность металла)

Для простых веществ f = 1/(число атомов в молекуле)∙∙(валентность атома)

Пример: Вычислить эквивалентные массы H₂SO₄, CaO, Ca(OH)₂, Al₂(SO₄)₃:

1) Э(H₂SO₄) = 1/2∙98 = 49г/моль.

2) Э(СаО) = 1/2∙56 = 28 г/моль

3) Э(Ca(OH)₂,=1/2∙74=37 г/моль

4) Э (Al₂(SO₄)₃) = 1/2∙3∙342 = 57 г/моль

Для определения эквивалента элемента необязателоьно исходить из его соединения с водородом. Эквивалентную массу можно вычислить по составу с любым другим, эквивалент которого известен. По закону эквивалентов: массы регирующих веществ относятся между собой как эквивалентные массы этих веществ:

m_A/m_{B =} Э_А/Э_В или m_A/ Э_А = m_B/Э_В, где

m_A/ Э_А = N₁ и m_B/Э_В = N₂ – это количество эквивалентов вещества А и вещества В. Можно записать: N₁ = N₂.Следовательно, возможна другая формулировка закона эквивалентов: вещества реагируют друг с другом в равных количествах эквивалентов.

При соединении элементов друг с другом и при замещении одних элементов другими в качестве постоянных принято считать эквивалентную массу кислорода равной 8 г/моль, а водорода 1 г/моль.