Tải bản đầy đủ

Bài giảng đương lượng và định luật đương lượng

I. ĐƯƠNG LƯNG VÀ ĐỊNH LUẬT ĐƯƠNG LƯNG
I.1 Đònh nghóa đương lượng
Đònh luật tỷ lệ bội của Dalton cho thấy các nguyên tố kết hợp với nhau theo những tỷ
lệ khối lượng nghiêm ngặt chứ không phải tùy ý.
Dalton dùng khái niệm đương lượng (ký hiệu Đ) để chỉ số phần khối lượng của một
nguyên tố hay của một hợp chất kết hợp hay thay thế vừa đủ với 1,008 phần khối lượng hydro
hay 8 phần khối lượng Oxy.
Đònh nghóa này cho biết đối với một phản ứng oxy hóa khử thì việc thay thế 1,008
phần khối lượng của Hydro hay 8 phần khối lượng của Oxy tương ứng với việc cho hoặc nhận
1 electron của một nguyên tử hay của một phân tử. Từ đây suy ra rằng công thức tổng quát
tính đương lượng của nguyên tố trong phản ứng oxy hóa khử là:

Đ

A
(1.1)
n

Đ

M

(1.2)
n

Trong đó n là số electron mà một nguyên tử (hoặc một phân tử) của nguyên tố cho
hoặc nhận trong phản ứng, A là khối lượng nguyên tử và M là khối lượng phân tử
Ví dụ 1: Tính đương lượng của Sắt trong phản ứng dưới đây:
Fe + HCl = FeCl2 + H2
Trong phản ứng này Fe –2e  Fe2+ , nên n = 2 .
ĐFe = AFe/n = 56/2 = 28 đ.v.c
Ví dụ 2: Tính đương lượng của Clo trong phản ứng dưới đây:
Cl2 + 2KBr = 2KCl + Br2
Trong phản ứng này một phân tử Clo nhận hai electron để tạo thành 2 ion Cl-, nên n = 2
ĐCl = M/n = 71/2 = 35,5 đ.v.c
Công thức (1 .1) cũng dùng để tính đương lượng của nguyên tố trong hợp chất đơn
giản. Trong trường hợp này n là số electron tham gia liên kết trong hợp chất đơn giản nên
cũng bằng số oxy hóa của nó. A là khối lượng nguyên tử của nguyên tố đó.
Ví dụ : Nitơ có 5 oxyt N2O , NO, N2O3, NO2 N2O5 có các số oxyhóa tương ứng +1; +2; +3 +4
và +5 và Oxy trong các hợp chất trên có số oxyhóa bằng –2. p dụng công thức (1.1) chúng ta
tìm thấy đương lượng của Oxy trong 5 hợp chất là 8 và đương lượng của Nitơ tương ứng là 14 ;
7; 4,67 ; 3,5 và 2,8.
 Đương lượng của một hợp chất trong phản ứng oxy hóa khử được tính bằng công thức
(1.2), trong đó n là số electron mà một phân tử hợp chất đó sử dụng trong một phản ứn g
oxyhóa khử và M là khối lượng phân tử.
M
Đ
(1.2 )
n

1


Ví dụ1: Tính đương lượng của Permanganat kali (KMnO4) và natri sunfit (Na2SO3) trong phản
ứng :
2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 5Na2SO4 + 3H2O
Mức oxyhóa của Mangan trong KMnO4 là +7 , trong MnSO4 là +2, vậy một phân tử
permanganat cho đi 5 electron. Khối lượng phân tử Permanganat là 158. p dụng công thứ
(1.2) chúng ta tính được đương lượng của KMnO4 trong phản ứng này là M/n = 158/5 = 31,6
đ.v.c.
Mức oxyhóa của Lưu huỳnh trong natri sunfit là +4, trong natri sunfat là +6, vậy một
phân tử natri sunfit nhận 2 electron. p dụng công thức (1.2) chúng ta tìm được đương

lượng của Na2SO3 trong phản ứng này là M/n = 126/2 = 63 đ.v.c.
Ví dụ 2: Tính đương lượng của Pyrit ( FeS2) trong phản ứng sau :
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2
Số oxyhóa của sắt trong pyrit bằng +2 , trong Fe2O3 bằng +3 , vậy một nguyên tử Sắt
trong phân tử Pyrit cho đi 1 electron. Số của Lưu huỳnh trong Pyrit bằng –1, trong SO2 bằng
+4, vậy hai nguyên tử lưu huỳnh trong phân từ pyrit cho đi 10 electron. Tóm lại tổng số
electron mà một phân tử Pyrit cho đi trong phản ứng trên là 11. Đương lượng của pyrit trong
phản ứng trên là M/n = 120/11 = 10,91 đ.v.c.
 Đương lượng của các chất trong phản ứng trao đổi ion cũng được tính theo công thức
(1.2), tuy nhiên ở đây, n là số ion đơn giản hoặc phức tạp có mức oxy hóa +1 hoặc –1,
mà một phân tử hợp chất đó đã trao đổi. Nếu phân tử hợp chất đó trao đổi các ion đơn
giản hoặc phức tạp có mức oxy hóa hai, ba… thì ion mức oxy hóa hai, ba… được coi tương
đương với 2, 3… ion mức oxy hóa một.
Ví dụ 1: Tính đương lượng của acid sunfuric và hydroxyt natri trong các phản ứng sau:
H2SO4 + NaOH = NaHSO4 + H2O
(a)
H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + H2O
(b)
Trong phản ứng a, một phân tử acid sunfuric trao đổi một ion H+ ( hay một ion HSO4-),
do đó đương lượng của acid sunfuric là M/n = 98/1 = 98 đ.v.c.
Trong phản ứng b, một phân tử acid sunfuric trao đổi 2 ion H+ (hay một ion SO42-), do
đó đương lượng của nó là M/n = 98/2 = 49đ.v.c.
Đương lượng của NaOH trong cả hai phản ứng trên đều là M/n = 40/1 = 40 đ.v.c vì một
phân tử natri hydroxyt trao đổi một ion Na+ ( hay một ion OH-).
Ví dụ 2 : Tính đương lượng của nhôm sunfat trong phản ứng sau
Al2(SO4)3 + 2KOH = 2AlOHSO4 + K2SO4
Trong phản ứng trên một phân tử nhôm sunfat trao đổi hai ion [AlSO4]+ ( hay một ion SO42- ),
do đó đương lượng của nó là M/n = 342/2 = 171 đ.v.c.

2


Đi đôi với khái niệm đương lượng là khái niệm đương lượng gam. Cũng như nguyên tử
gam và phân tử gam, đương lượng gam được đònh nghóa như sau :
Đương lượng gam của một chất là lượng tính bằng gam của chất đó có số đo bằng đương lượng
của nó.


Ví dụ: Đương lượng gam của acid sufuric trong phản ứng a của ví dụ 1 là 98 gam vì đương
lượng của nó là 98 đ.v.c.
I.2 Đònh luật đương lượng
Trong các phản ứng hóa học một đương lượng của chất này chỉ kết hợp hoặc thay thế
một đương lượng của chất khác mà thôi
Đònh luật đương lượng dưới dạng biểu thức (1.3):

m A mB

(1.3)
Đ A ĐB
Trong đó mA, mB là khối lượng chất A và B, MA, MB là phân tử gam chất A và B, m/M
là số đương lượng các chất phản ứng.
 Đònh luật đương lượng thường được sử dụng tính đương lượng, đương lượng gam, số
đương lượng và số gam của các chất phản ứng và các chất tạo thành sau phản ứng
Ví dụ 1: Tính đương lượng của phèn nhôm kali trong phản ứng sau đây:
KAl(SO4)2.12H2O + 3KOH = Cr(OH)3 + 2K2SO4 + 12H2O
Giải: Vì đương lượng của KOH bằng khối lượng phân tử của nó ( suy từ đònh nghóa đương
lượng theo công thức (1.2)) nên dựa vào đònh luật đương lượng ta có:
Đphèn = Mphèn / n = 474/3 =158 d.v.c
Ví dụ 2: Tính đương lượng gam của CO2 trong phản ứng sau:
CO2 + CaO = CaCO3
Giải: Theo đònh nghóa đương lượng của CaO bằng ½ khối lượng phân tử của nó , từ đònh luật
suy ra :
ĐCO2 = MCO2 / n = 44/2 = 22 đ.v.c. suy ra đương lượng gam của CO2 là 22 gam.
I.3 Nồng độ đương lượng gam (CN)
Nồng độ đương lượng gam là số đương lượng gam chất tan trong một lít dung dòch.
Nồng độ đương lượng gam biểu diễn bằng công thức (1.4).

C

N



1000 a
(1 . 4 )
Đv
3


Trong đó:



Có thể chuyển đổi nồng độ phần trăm qua các nồng độ mol và nồng độ đương lượng nếu
biết tỷ trọng (d) của dung dòch. Tỷ trọng tính bằng khối lượng của một ml dung dòch
(g/ml) Việc chuyển đổi nhờ các biểu thức sau :

C% 
Trong đđó:



a–là số gam chất tan ;
Đ –là đương lượng gam chất tan ;
v –là thể tích dung dòch (ml).

CM  M
(1.5)
10  d

C% 

CN  Đ
(1.6)
10  d

C%– nồng độ phần trăm khối lượng.
CM – nồng độ mol.
M – phân tử gam.
D – Tỷ trọng

Mối quan hệ giữa nồng độ mol và nồng độ đương lượng gam thể hiện qua biểu thức
(1.2):

D 

M
(1 . 2 )
n

Trong đó n là tổng số electron trao đổi của một phân tử trong phản ứng oxy hóa khử
hoặc bằng số ion (phức tạp hay đơn giản ) mức oxyhóa +1 hoặc -1 trao đổi của một phân tử
trong phản ứng trao đổi
 Khi chuẩn độ trong phương pháp phân tích thể tích, nồng độ dung dòch chất cần tìm
(N2) tính theo công thức (1.7):

N2V2 = N1V1 (1.7)
Trong đó:
V2 – thể tích dung dòch chất cần tìm nồng độ.
N1 – Nồng độ đương lượng dung dòch chất chuẩn.
V1 – Thể tích dung dòch chất chuẩn đã sửõ dụng. (ml)

4



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×