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当量

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当量指与特定或俗成的数值相当的量;化学专业用语,用作物质相互作用时的质量比值的称谓。
中文名
当量
概 念
与特定或俗成的数值相当的量
类 别
化学专业用语
用 作
物质相互作用时的质量比值的称谓

当量定律 编辑

---化学专业用语:在任何化学反应中,物质的质量比等于它们的当量比。

化学当量 意 编辑

--- 泛
当量 当量
指化学方面的当量数。诸如 当量、克当量当量浓度、酸碱盐当量、电化当量 等。
物质的当量及当量浓度
根据定组成定律,我们知道物质的组成总是一定的,例如组成水的氢和氧的重量比是1.008 : 8。各种物质彼此进行反应时,它们的重量比也总是一定的。
1、元素的当量
任何纯净的化合物都有固定的分子式。我们从化合物的分子式,可以看出化合物都是由一定数量的元素所组成。例如水,分子式是H2O,其中氢元素和氧元素的重量比为2.016 : 16即1.008 : 8。事实上通过水的合成或分解都能得到这样的重量比。
再从元素间反应生成化合物来看,同样也得出各元素间存在着一定数量比的关系。例如氢与氧化合生成水,氢与氯化合生成氯化氢,碳与氧化合生成二氧化碳,镁与氧化合生成氧化镁,从这些反应的化学方程式看,每两种元素之间都有一个数量比的关系。
2H2 + O2 = 燃烧 = 2H2O
1.008*2*2 16*2
=4.032 =32
氢与氧的重量比为4.032 : 32即1.008 : 8
又如锌与盐酸发生置换反应时
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2
65.4 2
由反应方程式可看出,65.4份重的锌能从盐酸里置换出2份重的氢,即32.7份重的锌能置换出1份重的氢来。
因此,我们把任何一种元素与1份重(1.008份重通常可略成1)的氢或8份重的氧相化合,或从化合物中置换出此量的氢或氧时所需该元素的量,叫做元素的当量。
下面我们再比较一下元素的当量和元素的原子量的关系。
元素 氧 氯 碳 镁 锌
当量 8 35.5 3 12.15 32.7
原子量 16 35.5 12 24.3 65.4
化合价 2 1 4 2 2
可以看出,元素的原子量是元素当量的整数倍数,这个整数倍数恰等于该元素的化合价。
故 元素的当量 = 元素的原子量 / 元素的化合价(绝对值)
即元素的当量也就是该元素对它的1价所相当的重量。
运用这个公式,我们可以从原子量和化合价直接计算出元素的当量。例如铝的原子量为27,其化合价为3,则铝的当量 = 27 / 3 = 9。
2、化合物的当量
当元素化合时彼此间总有一个相当的量,各元素即按这个相当的量彼此化合或置换。下面研究化合物在参加反应时重量间的关系。从任何化学反应方程式看,反应物之间的克分子数总是一定的,因而它们的重量比也应是一定的。
通氢气入受热的氧化铜上,生成紫红色的铜和水。
CuO + H2=加热=Cu+H2O
63.6+16 1*2
=79.6 =2
氧化铜与氢的重量比为79.6 : 2即39.8 : 1,即和1份重氢反应的氧化铜重为39.8份重。39.8就是氧化铜的当量。
我们把某化合物和1当量的氢,或1当量的氧,或1当量的任何其他物质完全作用时所需要的量,叫做该化合物的当量。
下面再研究酸、碱中和反应的基本数量关系。例如氢氧化钠分别与盐酸、硫酸反应。
NaOH + HCl = NaCl + H2O
1分子 1分子
11eeff23+16+1 1+35.5
=40 =36.5
2NaOH + H2SO4=Na2SO4+2H2O
2分子 1分子
2(23+16+1) 1*2+32+16*4
=2*40 =98
即40 49
在上面两个反应中,同样是1个分子量(即40)氢氧化钠,却可以分别中和1个分子量(36.5)盐酸,1/2个分子量(49)硫酸。这是什么原因呢?这是因为盐酸是一价酸,硫酸是二价酸,所以1个分子量的氢氧化钠分别要与1个分子量盐酸、1/2个分子量硫酸发生完全的反应。
由此可见碱和不同的酸发生中和反应时,总是以一定重量比来进行反应的。这里与40份重氢氧化钠反应所需的盐酸、硫酸分别为36.5份重、49份重,所以盐酸、硫酸的当量分别为36.5和49。
11eeff
我们再研究一下碱与盐的复分解反应。
2NaOH + MgCl2=2NaCl+Mg(OH)2
2分子 1分子
2*40 24+71
=95
即40 47.5
可以看出1个分子量(40)氢氧化钠能与1/2个分子量(47.5)氯化镁完全反应,所以氯化镁的当量为47.5。
我们再比较一下化合物(酸、碱、盐)的分子量和当量,不难看出分子量是当量的整数倍这个倍数等于化合物分子中元素或根的正或负化合价总数的绝对值。
由此得出下列公式:
化合物的当量=化合物的分子量/正价或负价总数(绝对值)
可见化合物的当量也对一价(正价或负价的绝对值)所相当的重量。
运用这个公式,可以直接计算出化合物的当量来,例如求硫酸铝的当量。
硫酸铝Al2(S(O4)3 M=27*2+3(32+16*4)=342
故 硫酸铝的当量为342/(3*2)=57。
因为许多元素彼此化合时,在不同条件下能生成几种化合物。例如碳与氧完全燃烧生成二氧化碳,不完全燃烧则生成一氧化碳,所以根据这些不同化合物的分子组成或化合反应来计算,就有不同的当量数值,在CO2中碳与氧重量比为3 : 8,但在CO中碳与氧重量比为6 : 8,可见碳的当量分别为3和6。但是,无论如何,同一元素的各个不同的当量之间,总是互成简单整数比。例如在CO2和CO中碳的当量比为3 : 6即1 : 2。
又如氯化钠与浓硫酸反应,因温度不同而发生不同的反应:
H2SO4 + 2NaCl= 500℃以上 =Na2SO411eeff + 2HCl↑ (1)
H2SO4 + NaCl= 常温 =NaHSO4 + HCl↑ (2)
在(1)反应中和N(
)a(
)C
)l
)一个分子量(即58.5)反应,需H2SO41/2个分子量(即49),而第(2)反应中和一个分子量N
)aCl(即58.5)反应需硫酸1个分子量(98)。可见前者硫酸的当量为49,后者则为98。所以物质的当量必须从实际出发,对具体反应情况作具体分析,进行计算,不能硬套公式。
3、物质的克当量和克当量数
物质或元素的当量是一个比值,是一个不名数。为了使用方便,也和克分子量一样,在11eeff生产或科研上常用克为单位表示当量。元素或化合物的当量,以克为单位来表示,则此一定的量,叫做元素或化合物的克当量。克当量一般以E来表示。
例如 硫酸钠M(Na2SO4)=23*2+32+16*4=142,
故 E Na2(SO4)=142克/2=71克。
一克当量的硫酸钠是71克重,10克当量的硫酸钠为71*10=710克,0.1克当量硫酸钠应为71*0.1=7.1克。可见物质的克当量可以是1个或10个或0.1个等等整数或小数倍。我们把元素或物质的克当量的多少或克当量的个数叫做克当量数。
根据上面计算,可见克当量与克当量数之间有以下关系:
克当量 * 克当量数 = 物质的重量克数
由于元素或化合物的克当量可以从元素的原子量和物质的分子量推算出来都是一个定数,因此根据以上公式,我们可以进行克当量数和物质重量克数的互算。
4、当量定律
上面已经学到,1当量的氢只能和1当量的氧或1当量的氯化合,1当量的氢氧化钠只能和1当量的盐酸、1当量的硫酸、1当量的磷酸发生中和反应,1克当量的元素只能与1克当量的其它元素化合,1克当量的碱只能与1克当量的酸中和。可见当两种元素或化合物发生完全反应时,它们的克当量数一定相同。这就叫做当量定律。
用克当量来研究物质发生化学反应时的重量关系,甚为简便,因任何物质间只要克当量数相等就可以完全进行反应。但是物质间反应时它们的克分子数却没有这种关系,氢氧化钠与盐酸反应,其克分子数是1 : 1关系,但氢氧化钠与硫酸、磷酸反应,其克分子数则分别为2 : 1和3 : 1,所以生产和科研上常用克当量来表示反应物之间的重量关系。
根据当量定律,可以计算元素或11eeff化合物的克当量。
5、当量浓度
以克作单位,在数值上等于化合物的当量,这一定重量叫做化合物的一个克当量(克当量)。
例如,HCl的当量为36.5/1=36.5,则36.5克为HCl的一个克当量。
又如,H2SO4的当量为98/2=49,则49克为H2SO4的一个克当量。
再如,H3PO4的当量为98/3=32.7,则32.7克为H3PO4的一个克当量。
用1升溶液中含有溶质的克当量数来表示的浓度叫做当量浓度(用N表示)。
例如,1升溶液中含有硫酸49克(即1个克当量)则其当量浓度为1N。
又如,1升溶液中含有硫酸98克(即2个克当量)则其当量浓度为2N。
再如,1升溶液中含有硫酸24.5克(即0.5个克当量)则其当量浓度为0.5N。
前以叙述,当两种物质完全作用时,它们的克当量数相等。这就是当量定律。
如果反应在溶液中进行,当两种溶液恰好完全作用时,那么这两种溶液中所含溶质的克当量数也必然相等。
设 N1为第一种溶液的当量浓度
N2为第二种溶液的当量浓度
当两种溶液中的溶质完全作用时,用去第一种溶液为V1升,第二种溶液为V2升。
那么V1N1为第一种溶液V1升中所含溶质的克当量数,V2N2为第二种溶液V2升中所含溶质的克当量数。
即有 V1N1=V2N2
这个公式在生产实践和科学实验中常用来进行计算溶液之间反应时所需溶液的体积,溶液的当量浓度,以及溶质的重量。

热功当量 编辑

---指热量与功的单位之间的数量关系, 热功当量的单位有焦耳/卡、千克力*米/千卡等。

TNT当量 编辑

---常用于核爆炸时所释放能量与TNT炸药爆炸能量的比较。

词意 编辑

科学技术上指与某标准数量相对应的某个数量,如化学当量、热功当量、核装置的TNT当量——《现汉》
词条标签:
理学 化学