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
| f экв (Х)
f экв (КMnO4) = 1/5 (кислая среда)
f экв (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 f экв (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
| f экв (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 f экв (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 (Н+) = 10-8 моль/л
с (KMnO4) =
= 0,1 моль/дм3
с (H2SO4) = 0,2M
| Термин молярность 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 (f экв (Х) Х)=
=  = =  (2.10)
с (f экв(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 (f экв = 1/2); или 1 н. раствор Н2SO4 (f экв = 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 (f экв = 1/5); или 0,05 н. раствор KMnO4 (f экв = 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: a X + r Y→ 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.
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...
|
Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...
|
|
СИНТАКСИЧЕСКАЯ РАБОТА В СИСТЕМЕ РАЗВИТИЯ РЕЧИ УЧАЩИХСЯ В языке различаются уровни — уровень слова (лексический), уровень словосочетания и предложения (синтаксический) и уровень
Словосочетание в этом смысле может рассматриваться как переходное звено от лексического уровня к синтаксическому...
Плейотропное действие генов. Примеры. Плейотропное действие генов - это зависимость нескольких признаков от одного гена, то есть множественное действие одного гена...
Методика обучения письму и письменной речи на иностранном языке в средней школе. Различают письмо и письменную речь.
Письмо – объект овладения графической и орфографической системами иностранного языка для фиксации языкового и речевого материала...
|
|
РЕВМАТИЧЕСКИЕ БОЛЕЗНИ Ревматические болезни(или диффузные болезни соединительно ткани(ДБСТ))— это группа заболеваний, характеризующихся первичным системным поражением соединительной ткани в связи с нарушением иммунного гомеостаза...
Решение Постоянные издержки (FC) не зависят от изменения объёма производства, существуют постоянно...
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...
|
|
