Для расчета молярной массы эквивалента вещества необходимо сначала понять, что представляет собой эквивалентная масса. Эквивалентная масса вещества зависит от реакции, в которой оно участвует, и определяется как масса вещества, которая реагирует с 1 моль эквивалента другого вещества в данной реакции.
Рассмотрим марганцовистую кислоту (H₂MnO₄) и сульфат меди (CuSO₄).
Марганцовистая кислота (H₂MnO₄)
Марганцовистая кислота является сильным окислителем. В кислых условиях она восстанавливается до Mn²⁺. Общая реакция восстановления может быть записана следующим образом:
[ \text{H}_2\text{MnO}_4 + 8\text{H}^+ + 5\text{e}^- \rightarrow \text{Mn}^{2+} + 4\text{H}_2\text{O} ]
Здесь марганец в H₂MnO₄ имеет степень окисления +7 и восстанавливается до +2. Количество электронов, принимаемое одним моль H₂MnO₄, равно 5.
Эквивалентная масса рассчитывается как молярная масса вещества, деленная на количество электронов, принимаемое в реакции.
Рассчитаем молярную массу H₂MnO₄:
[ 2 \times 1 \, (\text{H}) + 1 \times 54.94 \, (\text{Mn}) + 4 \times 16 \, (\text{O}) = 2 + 54.94 + 64 = 120.94 \, \text{г/моль} ]
Рассчитаем молярную массу эквивалента:
[ \frac{120.94 \, \text{г/моль}}{5} = 24.188 \, \text{г/моль эквивалента} ]
Сульфат меди (CuSO₄)
Сульфат меди может участвовать в различных реакциях, но наиболее часто рассматривается его восстановление в кислых условиях. В такой реакции медь с +2 степенью окисления восстанавливается до металлической меди (0 степень окисления):
[ \text{Cu}^{2+} + 2\text{e}^- \rightarrow \text{Cu} ]
Здесь каждый моль CuSO₄ принимает 2 электрона.
Рассчитаем молярную массу CuSO₄:
[ 1 \times 63.55 \, (\text{Cu}) + 1 \times 32.07 \, (\text{S}) + 4 \times 16 \, (\text{O}) = 63.55 + 32.07 + 64 = 159.62 \, \text{г/моль} ]
Рассчитаем молярную массу эквивалента:
[ \frac{159.62 \, \text{г/моль}}{2} = 79.81 \, \text{г/моль эквивалента} ]
Результаты
- Молярная масса эквивалента марганцовистой кислоты (H₂MnO₄) составляет 24.188 г/моль.
- Молярная масса эквивалента сульфата меди (CuSO₄) составляет 79.81 г/моль.
Эти значения являются важными для расчетов в химических реакциях, где используются данные вещества в качестве реагентов.