Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Основные термины, определения, единицы измерения и расчетные формулы, связанные с количеством вещества, эквивалентностью и выражением концентраций






Пояснения.* Принятые обозначения: О (СИ) - основная (СИ);
Д (СИ) - дольная (СИ); К (СИ) - кратная (СИ); П (СИ) - производная (СИ); Д, п (СИ) - дольная, производная (СИ); П - производная (внесистемная); Д - дольная, производная (внесистемная).

** Миллионные, миллиардные, триллионные доли . Для очень разбавленных растворов и для очень низких содержаний элементов удобно выражать долю компонента от общего количества вещества в частях на миллион (млн-1; ppm)

Термин Единица измерения Тип единицы* Определение Форма записи Примеры Примечание
Количество вещества моль (моль) О (СИ) миллимоль (ммоль) Д (СИ) микромоль (мкмоль) Д (СИ) киломоль (кмоль) К (СИ) Моль - количество вещества Х, содержащее столько реальных или условных частиц, сколько атомов содержится в 0,012 кг углерода-12 (12С). При использовании моля как единицы количества вещества следует четко указать, какие именно реальные или условные частицы имеются в виду n (X) n (HCl) = 2 моль n (Ca2+) = 3ммоль n (F) = 6 мкмоль n (H2SO4) = 0,5 моль n (X) = (2.1) n (X) = с (X) · V (2.2) Под реальными частицами следует понимать атомы, ионы, молекулы, радикалы, электроны и т. п., а под условными частицами - такие, как, например, 1/5 молекулы КМnO4 в случае окислительно-восстановительной реакции в кислой среде (см. термин "эквивалент"). Слово моль после числа и в заголовках таблиц не склоняют
Молярная масса кг × моль-1 П (СИ) г × моль-1 Д, п (СИ) Молярная масса М(Х) - масса одного моля вещества. Молярную массу находят как отношение массы m вещества к его количеству в молях (2.3) M(Hg2Cl2) = 472 г моль-1 M(Ca2+) = 40,08 г моль-1 M(H) = 0,00108 кг моль-1 При использовании термина молярная масса следует указывать вид частицы, молярная масса которой определяется. Например, молярная масса молекулы хлорида калия, молярная масса иона кальция и т. п.
Относительная молекулярная масса Безразмерная Относительная молекулярная масса Мr(Х) - молярная масса молекулы вещества X, отнесенная к 1/12 молярной массы атома углерода-12 (12С) Mr (X) Mr (HCl) = 36,52 Mr (Br2) = 159,82 Термин относительная молекулярная масса введен вместо терминов "молекулярный вес" и "молекулярная масса". Значение Мr (Х) численно равно прежнему грамм-молю вещества Х
Относительная атомная масса Безразмерная Относительная атомная масса Аr (Х) - молярная масса атома вещества X, отнесенная к 1/12 молярной массы атома углерода-12 (12С) Аr (X) Аr (Br) = 79,01 Аr (Nb) = 92,91 Термин относительная атомная масса введен вместо терминов "атомный вес" и "атомная масса". Значение Аr (Х) численно равно прежнему грамм-атому вещества Х
Фактор эквивалентности Безразмерная Число, обозначающее, какая доля реальной частицы вещества Х эквивалентна одному иону водорода в данной кислотно-основной реакции или одному электрону в данной окислительно-восстановительной реакции. Фактор эквивалентности может быть равен или меньше единицы   fэкв (Х) fэкв (КMnO4) = 1/5 (кислая среда) fэкв (Cu2+) = 1/2 (в электрогравиметрии) Фактор эквивалентности рассчитывают на основании стехиометрии данной реакции. Реакция обязательно должна быть указана. В общем случае реакцию аА + bB → продукты можно записать в виде продукты , где а > b; множитель b/a называют фактором эквивалентности вещества B и обозначают fэкв (В) (примеры см. в табл. 2.2). Число в знаменателе дроби, равное числу принимаемых (отдаваемых) протонов или электронов в ряде монографий (учебников) называют числом эквивалентности - z
Эквивалент Безразмерная Реальная или условная частица вещества Х, которая в данной кислотно-основной реакции эквивалентна одному иону водорода или в данной окислительно-восстановительной реакции одному электрону   fэкв (Х)Х 1/5 KMnO4 (кислая среда) 1/2 Cu2+ (в электрогравиметрии)   Понятие эквивалент распространяется также на реакции ионного обмена, реакции в электроаналитических методах и др. В уравнении эквивалент вещества В обозначается как fэкв (В)В. Эквивалент вещества непостоянен. Эквивалент одного и того же вещества зависит от типа химической реакции и конкретной реакции.
Молярная масса эквивалента Кг × моль-1 П (СИ) г × моль-1 Д, п (СИ) Молярная масса эквивалента вещества Х - масса одного моля эквивалента этого вещества, равная произведению фактора эквивалентности на молярную массу вещества Х М (fэкв (Х) Х)= = fэкв (Х) · М (Х) (2.5) М (½ H2C2O4) = = ½ M (H2C2O4) = = 45,02 г/моль Молярная масса эквивалента численно равна прежнему грамм-эквиваленту вещества Х

 

Число моль-эквивалентов моль О (СИ) ммоль Д (СИ) мкмоль Д (СИ) кмоль К (СИ) Количество вещества (в молях), в котором частицами являются эквиваленты (см. термин "эквивалент")   n (fэкв (Х) Х) n(½Ca2+) = 0,5 моль (при титровании Са(ОН)2 раствором HCl) n (1/5KMnO4) = 0,1 моль (реакция с FeSO4 в кислой среде) n (fэкв (Х) Х) = = (2.6) n (fэкв (Х) Х) = = (2.7) n (fэкв (Х) Х) = = c (fэкв (Х) Х) · V(X) (2.8)

 

Способы выражения концентраций
Молярная концентрация моль × м-3 П (СИ) моль × дм-3 Д, п (СИ) моль × см-3 Д, п (СИ) моль × л-1 П ммоль × мл-1 Д, п Молярная концентрация с(Х) - отношение количества вещества Х (в молях), содержащегося в системе (например, в растворе), к объему V(X) этой системы с (Х) = (2.9) с +) = 10-8 моль/л с (KMnO4) = = 0,1 моль/дм3 с (H2SO4) = 0,2M Терминмолярность не рекомендуется. Термин молярный сохраняется. Допускаемые формы записи, например, для раствора с концентрацией хлороводородной кислоты 0,1 моль л-1: с(HCl) = 0,1 моль л-1 или: 0,1 М; 0,1 М HCl; 0,1 М раствор НCl (децимолярный раствор HCl)
Молярная концентрация эквивалента моль · дм-3 П (СИ) моль · см-3 Д, п (СИ) моль · л-1 П ммоль · мл-1 П моль · м-3 Д Молярная концентрация эквивалента - отношение числа моль эквивалентов в системе (например, в растворе) к объему V этой системы с (fэкв (Х) Х)= = = = (2.10) с(fэкв(Х)Х) = (2.11)   Согласно рекомендации ИЮПАК раствор, содержащий 1 моль эквивалентов вещества Х в 1 дм3 или 1 л, можно называть нормальным раствором этого вещества. Вместо обозначения единиц измерения моль дм-3 или моль л-1 допускается сокращение н. с указанием в скобках фактора эквивалентности. При указании нормальной концентрации обязательно следует указывать конкретную реакцию, в которой данный нормальный раствор применяется. Термин нормальность не рекомендуется. Допускаемые формы записи, например, для одномолярной концентрации эквивалента серной кислоты (в кислотно-основной реакции): с (1/2 Н2SO4) = 1 моль л-1 или 1 М; (1/2 Н2SO4); или 1 н. Н2SO4 (fэкв = 1/2); или 1 н. раствор Н2SO4 (fэкв = 1/2). Для концентрации раствора KMnO4, содержащего 0,05 моль эквивалентов в 1 л раствора (в окислительно-восстановительной реакции в кислой среде): с (1/5 KMnO4) = 0,05 М или моль л-1; или 0,05 М (1/5 KMnO4); или 0,05 н. KMnO4 (fэкв = 1/5); или 0,05 н. раствор KMnO4 (fэкв = 1/5) Массу одного моля эквивалентов называют молярной массой эквивалентов вещества (Мэ) г/моль. Для расчета молярной массы эквивалентов вещества можно использовать формулы: а) для простого вещества Мэ = МА /В, где МА -молярная масса атома данного вещества; В –валентность атома; б) для сложного вещества Мэ = М /В п, где М- молярная масса данного вещества; В- валентность функциональной группы; п – число функциональных групп в молекуле. Для кислот функциональной группой является ион водорода, для оснований – ион гидроксила, для солей – ион металла.
Моляльность моль × кг-1 П (СИ) Моляльность b (X) раствора - отношение количества растворенного вещества Х (в молях) к массе m растворителя Y b (X) = b (ацетон/вода) = = 0,02 моль · кг-1 b (HCl / H2O) = = 0,1 моль · кг-1   Термином моляльность предпочтительнее пользоваться в случае реакций, протекающих в неизотермических условиях
Массовая доля Относительная Отношение массы данного компонента, содержащегося в системе, к общей массе этой системы ω= ω(Х) = (2.12) (в гравиметрии, титриметрии) Допускается выражать массовую долю в долях единицы, процентах (%), промилле (тысячная часть %) и в миллионных долях (млн-1)**
Молярная доля Относительная Отношение количества вещества (в молях) компонента, содержащегося в данной системе, к общему количеству вещества системы (в молях) α = См. примечание к термину массовая доля
Объемная доля Относительная Отношение объема компонента, содержащегося в системе (растворе), к общему объему системы φ = То же
Массовая концентрация кг × м-3 П (СИ) кг × дм-3 Д, п (СИ) кг × см-3 То же г × дм-3 То же г × см-3 То же г × л-1 П г × мл-1 Д Отношение массы компонента, содержащегося в системе (растворе), к объему этой системы (раствора) Для растворов ρ (Х) = с (Х) = Выражать концентрацию (молярную и массовую) в процентах не рекомендуется
Плотность раствора г × см-3 Д, п (СИ) кг × м-3 Д, п (СИ) Отношение массы раствора к его объему ρ = Связь между плотностью раствора, массовой долей и молярной концентрацией выражается формулами: с(Х) = ,
Титр раствора кг · см-3 Д, п (СИ) г · см-3 Д, п (СИ) г · мл-1 Д, п (СИ) Масса вещества Х, содержащегося в одном кубическом сантиметре или одном миллилитре раствора     Т (Х) = ( на практике обычно выражается в г мл-1 Связь между титром раствора, молярной концентрацией и молярной концентрацией эквивалента выражается формулами: , где Т(Х) выражен в г мл-1
Титр раствора по определяемому компоненту (веществу) кг · см-3 Д, п (СИ) г · см-3 Д, п (СИ) г · мл-1 Д, п (СИ) Масса определяемого компонента Х, эквивалентная массе титранта Y, содержащегося в 1 см3 или в (1 мл р-ра) или отношение массы определяемого компонента (вещества) m(Х) к эквивалентному объему V(Y) стандартного раствора Т = на практике выражается в г мл-1 Т показывает, какая масса определяемого компонента (вещества) Х реагирует с 1 мл стандартного раствора реагента Y. Связь между титром по определяемому компоненту (веществу) и молярной концентрацией стандартного раствора реагента выражается формулами: с (Y) = , где а и r - стехиометрические коэффициенты веществ Х и Y в уравнении реакции: aX + rY→ продукты;

Плотность разбавленных растворов близка к 1,00 г × мл-1.

В этом случае: 1 млн-1 (1 ppm) = 1 мкг × мл-1 (1μg/ml) =1 мг × л-1; 1 млн-1 (1 ppm) = 1 · 10-4% (масс.)

Для еще более разбавленных растворов или более низких содержаний компонента результаты чаще представляют числом частей на миллиард:

(2.25 )

Тогда: 1 ppb = 1 нг · мл-1 (1ng/ml) = 1 мкг · л-1 (1μg/l);

1 ppb = 1 · 10-7%.

При еще меньших содержаниях компонента оперируют триллионными долями: 1 ppt (одна часть на триллион частей) = 1 · 10-12%.Когда говорят о газах, то долю, например млн-1, относят не к массе, а к объему. Так 12 млн-1 (12 ppm) CO2 в воздухе означают 12 микролитров (12 μl) CO2 на 1 л воздуха.

Типичные титриметрические реакции и соответствующие значения
факторов эквивалентности и эквивалентов*

Аналитическая реакция Фактор эквивалентности для первого вещества: fэкв (Х) Эквивалент, fэкв (Х) Х
1. HCl + NaOH = NaCl + H2O fэкв (HCl) = 1 HCl; NaOH**
2. Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + NaCl fэкв (Na2CO3) = 1 Na2CO3; HCl
3. Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2CO3 fэкв (Na2CO3) = 1/2 1/2 Na2CO3; HCl
4. H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O fэкв (H2SO4) = 1/2 1/2 H2SO4; NaOH
5. H3PO4 + KOH = KH2PO4 + H2O fэкв (H3PO4) = 1 H3PO4; KOH
6. H3PO4 + 2KOH = K2HPO4 + 2H2O fэкв (H3PO4) = 1/2 1/2 H3PO4; KOH
7. H3PO4 + 3KOH = K3PO4 + 3H2O fэкв (H3PO4) = 1/3 1/3 H3PO4; KOH
8. H2C2O4 + 2KOH = K2C2O4 + 2H2O fэкв (H2C2O4) = 1/2 1/2 H2C2O4; KOH
9. Ba(OH)2 + 2HCl = BaCl2 + 2H2O fэкв (Ba(OH)2) = 1/2 1/2 Ba(OH)2; HCl
10. FeCl3 + Na2H2Y*** ↔ NaFeY + 2HCl + NaCl fэкв (FeCl3) = 1 FeCl3; Na2H2Y
11. 2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2 + 8H2O fэкв (KMnO4) = 1/5 1/5 KMnO4; 1/2 H2C2O4
12. 2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + 8H2O fэкв (KMnO4) = 1/5 1/5 KMnO4; FeSO4
13. 2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O + SO2 fэкв (KMnO4) = 1/5 1/5 KMnO4; 1/2 H2O2
14. K2Cr2O7 + 6KI + 14HCl = 2CrCl3 + 3I2 + 8KCl + 7H2O fэкв (K2Cr2O7) = 1/6 1/6 K2Cr2O7; ½ I2
15. I2 + 2Na2S2O3 = Na2S4O6 + 2NaI fэкв (I2) = 1/2 1/2 I2; Na2S2O3
16. K2Cr2O7 + 6FeCl2 + 14HCl = 2CrCl3 + FeCl3 + 2KCl + 7H2O fэкв (K2Cr2O7) = 1/6 1/6 K2Cr2O7; FeCl3
17. SnCl2 + Fe2(SO4)3 + 2HCl = SnCl4 + 2FeSO4 + H2SO4 fэкв (SnCl2) = 1/2 1/2 SnCl2; 1/2 Fe2(SO4)3

Примечания. * На основе табл. [1a].** Когда коэффициент равен 1, то записывают только формулу соединения.
*** Комплексон III (ЭДТА) Y - анион ЭДТА.







Дата добавления: 2015-06-15; просмотров: 1153. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

ТРАНСПОРТНАЯ ИММОБИЛИЗАЦИЯ   Под транспортной иммобилизацией понимают мероприятия, направленные на обеспечение покоя в поврежденном участке тела и близлежащих к нему суставах на период перевозки пострадавшего в лечебное учреждение...

Кишечный шов (Ламбера, Альберта, Шмидена, Матешука) Кишечный шов– это способ соединения кишечной стенки. В основе кишечного шва лежит принцип футлярного строения кишечной стенки...

Принципы резекции желудка по типу Бильрот 1, Бильрот 2; операция Гофмейстера-Финстерера. Гастрэктомия Резекция желудка – удаление части желудка: а) дистальная – удаляют 2/3 желудка б) проксимальная – удаляют 95% желудка. Показания...

Закон Гука при растяжении и сжатии   Напряжения и деформации при растяжении и сжатии связаны между собой зависимостью, которая называется законом Гука, по имени установившего этот закон английского физика Роберта Гука в 1678 году...

Характерные черты официально-делового стиля Наиболее характерными чертами официально-делового стиля являются: • лаконичность...

Этапы и алгоритм решения педагогической задачи Технология решения педагогической задачи, так же как и любая другая педагогическая технология должна соответствовать критериям концептуальности, системности, эффективности и воспроизводимости...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.022 сек.) русская версия | украинская версия