Примеры. Mr (KAl(SO4)2) =1•Ar (K) +1•Ar (Al) +1•2•Ar (S) +2•4•Ar (O) =1•39 + 1 • 27 + 1 • 2 • 32 + 2 • 4 • 16 = 258

Mr (B₂O₃) = 2 • Ar (B) + 3 • Ar (O) = 2 • 11 + 3 • 16 = 70

Mr (KAl(SO₄)₂) =1•Ar (K) +1•Ar (Al) +1•2•Ar (S) +2•4•Ar (O) =1•39 + 1 • 27 + 1 • 2 • 32 + 2 • 4 • 16 = 258

Абсолютная масса молекулы равна относительной молекулярной массе, умноженной на а.е.м. Число атомов и молекул в обычных образцах веществ очень велико, поэтому при характеристике количества вещества используют специальную единицу измерения - моль.

Количество вещества, моль. Означает определенное число структурных элементов (молекул, атомов, ионов). Обозначается n или ν, измеряется в моль.

Моль - количество вещества, содержащее столько же частиц, сколько содержится атомов в 12 г углерода.

Число Авогадро (N_A). Количество частиц в 1 моль любого вещества одно и то же и равно 6, 02 • 10²³. (Постоянная Авогадро имеет размерность – моль^-1).

Пример

Сколько молекул содержится в 6, 4 г серы?

Молекулярная масса серы равна 32 г /моль. Определяем количество г/моль

вещества в 6, 4 г серы:

n (S) = m (S) / M (S) = 6, 4г / 32 г/моль = 0, 2 моль

Определим число структурных единиц (молекул), используя постоянную Авогадро N_A

N(S) = n (S) • NA = 0, 2 • 6, 02 • 10²³ = 1, 2 • 10²³

Молярная масса показывает массу 1 моля вещества (обозначается M).

M = m / n

Молярная масса вещества равна отношению массы вещества к соответствующему количеству вещества.

Молярная масса вещества численно равна его относительной молекулярной массе, однако первая величина имеет размерность г/моль, а вторая - безразмерная.

M= N_A • m(1 молекула) = N_A • Mr • 1 а.е.м. = (N_A • 1 а.е.м.) • Mr = Mr

Это означает, что если масса некоторой молекулы равна, например, 80 а.е.м. (SO₃), то масса одного моля молекул равна 80 г. Постоянная Авогадро является коэффициентом пропорциональности, обеспечивающим переход от молекулярных соотношений к молярным. Все утверждения относительно молекул остаются справедливыми для молей (при замене, в случае необходимости, а.е.м. на г).

Например, уравнение реакции: 2Na + Cl₂ = 2NaCl, означает, что два атома натрия реагируют с одной молекулой хлора или, что одно и то же, два моль натрия реагируют с одним молем хлора.

Эквивалент вещества – некоторая условная единица этого вещества, которая в данной реакции соединяется с одним атомом или ионом водорода или замещает его. Например, в реакции

2HCl + Ca(OH)₂ = CaCl₂ + 2H₂O

двум атомам водорода в HCl соответствует одна частица Са(ОН)₂. Следовательно, одному атому водорода эквивалента условная единица, равная 1/2 Са(ОН)₂. Это и будет эквивалентом гидроксида кальция. Число 1/2 носит название фактора эквивалентности, который обозначается символом fэкв(В) (В –вещество). В приведенном примере fэкв [Ca(OH)₂] = 1/2.

Фактор эквивалентности некоторых веществ можно рассчитать по простым формулам. Для кислоты фактор эквивалентности равен обратной величине ее основности (число ионов Н⁺ в молекуле кислоты, которое замещается в реакции на металл). Фактор эквивалентности для основания равен обратной величине его кислотности (число ионов ОН^- в молекуле основания, которые в реакции замещаются на кислотные остатки):

f экв (кислоты) = 1/N (H⁺) f экв(основания) = 1/N (ОН^-)

Фактор эквивалентности одного и того же вещества в разных реакциях может быть различным. В реакции нейтрализации фосфорной кислоты, протекающей по уравнению

H₃PO₄ + 3KOH = K₃PO₄ + 3H₂O

три иона Н⁺ замещаются на К⁺, т.е. N (H⁺) = 3. Следовательно, фактор эквивалентности фосфорной кислоты будет равен fэкв (Н₃РО₄) = 1/N (Н⁺) = 1/3. Если же реакция протекает по уравнению

Н₃РО₄ + 2КОН = К₂НРО₄ + 2Н₂О,

то N (H⁺) = 2 и fэкв (Н₃РО₄) = 1/2

Молярная масса эквивалента (эквивалентная масса) вещества В (в г/моль) – произведение фактора эквивалентности на молярную массу этого вещества:

М (fэкв В) = fэкв (В). М (В)

Количество вещества эквивалента (в моль) – отношение массы вещества к молярной массе его эквивалента:

n (fэкв В) = m (B) / M (fэкв В)

Количественные соотношения между эквивалентами веществ, участвующих в химической реакции, задаются законом эквивалентов.

Согласно этому закону для реакции

А + В = С + D

должно выполняться соотношение:

n (fэкв A) = n (fэкв В) = n (fэкв C) = n (fэкв D)

т.е. вещества взаимодействуют и образуются в количествах, которые равны количествам веществ эквивалентов.