Стехиометрические законы химии. Пшестанчик В.Р - 22 стр.

UptoLike

Рубрика: 

22
лярной массой , эквиваленту вещества (в молях) соответствует эквивалент-
ная масса (г/моль).
Если заметить, что 1 моль атомов водорода (не молекул Н
2
!) как раз и
имеет массу 1 г, то, очевидно, определения эквивалентных масс и эквива-
лентов привязаны к одному и тому же объекту (водороду) в одном и том же
соотношении.
В принципе, к этим понятиям и определениям надо вернуться после
обсуждения представлений о количестве вещества, чтобы лучше уяснить их
современное содержание. Но необходимо иметь в виду, что сами эти поня-
тия возникли в химии как одни из исходных. Они не требовали никаких
других знаний , кроме процентного содержания элементов в соединениях.
Именно поэтому здесь закон эквивалентов рассматривается предварительно,
хотя в СИ
5
понятие «эквивалент» производное от понятия «моль» .
В законе эквивалентов отчетливо проявляется основная особенность
химических взаимодействий два элемента (или два любых вещества) мо-
гут соединяться между собой только в строго определенных массовых со -
отношениях, зависящих от природы реагирующих веществ. Понятия «хи-
мический эквивалент» и «эквивалентная масса» являются переходом от аб -
страктных количественных соотношений , от формальных для химии массо-
вых единиц (граммы, фунты и т. п .) к специфическим химическим количест-
вам . Переход от закона сохранения массы к закону эквивалентов это ог -
ромный шаг вперед в понимании специфики химических взаимодействий .
Одинаковые массы для различных веществ оказывают совершенно разное
химическое действие. Если взять, например , 1 г водорода и 1 г кислорода, то
в химическом отношении эти количества совершенно различны и неравно-
ценны. Точно также 40 г NaOH и 40 г HCl оказывают разное химическое
действие и не реагируют между собой без остатка (химически равноценны,
эквивалентны 40 г NaOH и 36,5 г HCl).
Здесь уместно отметить, что в школе нередко отсутствует четкое по-
нимание различий между массами веществ и их химическими количества-
ми. Причины этого многообразны. Одной из них является недостаточное
понимание определения моля как единицы количества вещества. С другой
стороны, интуитивно масса также ощущается как некое количество вещест-
ва. Встречающиеся «разъяснения» типа «количество вещества измеряется в
молях, а масса это не количество вещества» не способствуют уяснению
различий между этими понятиями. Не последнюю роль здесь играет и то,
что из всех способов выражения состава, существующих в химии, в средней
школе приводится только массовая доля, а также то, что в программе отсут-
ствует закон эквивалентов, а обсуждается лишь закон сохранения массы . Это
также приводит к преувеличению роли массы в качестве «мерила» химиче-
ского взаимодействия . Не случайно, в ответ на вопрос, например , «какая бу-
дет реакция среды, если смешать растворы, содержащие по 50 г NaOH и
HNO
3
» , в ответ можно услышать «нейтральная» (!?). Между тем массовая
5
Бытующее выражение «Система СИ» не совсем удачно, т.к . в сокращении СИ уже присутствует
слово «система» . Получается «Система Система Интернациональная» .
                                                 22

ляр ной м ассой, эк виваленту вещ ества (в м олях) соответствует эк вивалент-
ная м асса(г/м оль).
      Е слизам етить, что 1 м оль ат о м о в водор ода(нем олек ул Н 2 !) к ак р аз и
им еет м ассу 1 г, то, очевидно, оп р еделения эк вивалентных м асс иэк вива-
лентов п р ивязаны к одном у итом у ж еобъек ту (водор оду) в одном итом ж е
соотнош ении.
      В п р инцип е, к этим п онятиям и оп р еделениям надо вер нуться п осле
обсуж дения п р едставлений ок оличествевещ ества, чтобы лучш еуяснитьих
совр ем енное содер ж ание. Н о необходим о им еть в виду, что сам иэтип оня-
тия воз ник ли в хим ии к ак одни из исходных. О ни не тр ебовали ник ак их
др угих знаний, к р ом е п р оцентного содер ж ания элем ентов в соединениях.
И м енно п оэтом у здесьз ак он эк вивалентов р ассм атр ивается п р едвар ительно,
хотя в СИ 5 п онятие«эк вивалент» – п р оизводноеотп онятия «м оль» .
      В зак оне эк вивалентов отчетливо п р оявляется основная особенность
хим ическ их взаим одействий – два элем ента(илидвалю бых вещ ества) м о-
гут соединяться м еж ду собой тольк о в с т ро го о пре д е ле нных м ас с о вых с о -
о т но ше ния х, зависящ их о т приро д ы р еагир ую щ их вещ еств. П онятия «хи-
м ическ ий эк вивалент» и«эк вивалентная м асса» являю тся п ер еходом от аб-
стр ак тных к оличественных соотнош ений, отф ор м альных для хим иим ассо-
вых единиц (гр ам м ы, ф унты ит.п .) к сп ециф ическ им химич е с ким к оличест-
вам . П ер еход от з ак она сохр анения м ассы к з ак ону эк вивалентов – это ог-
р ом ный ш аг вп ер ед в п оним аниисп ециф ик и хим ическ их вз аим одействий.
О динак овые м ассы для р аз личных вещ еств ок аз ываю т совер ш енно р азное
хим ическ оедействие. Е сливзять, нап р им ер , 1 г водор одаи1 г к ислор ода, то
в хим ическ ом отнош енииэтик оличествасовер ш енно р азличны инер авно-
ценны. Т очно так ж е 40 г NaOH и 40 г HCl ок азываю т р аз ное хим ическ ое
действие инер еагир ую т м еж ду собой без остатк а(хим ическ ир авноценны,
эк вивалентны 40 г NaOH и36,5 г HCl).
      Здесь ум естно отм етить, что в ш к оле нер едк о отсутствует четк ое п о-
ним ание р азличий м еж ду м ассам и вещ еств и их хим ическ им ик оличества-
м и. П р ичины этого м ногообр азны. О дной из них является недостаточное
п оним ание оп р еделения м оля к ак единицы к оличествавещ ества. С др угой
стор оны, интуитивно м ассатак ж е ощ ущ ается к ак нек оек оличество вещ ест-
ва. В стр ечаю щ иеся «р азъяснения» тип а«к оличество вещ естваиз м ер яется в
м олях, а м асса – это не к оличество вещ ества» не сп особствую т уяснению
р азличий м еж ду этим и п онятиям и. Н е п оследню ю р оль з десь игр ает и то,
чтоиз всех сп особов выр аж ения состава, сущ ествую щ их в хим ии, в ср едней
ш к олеп р иводится тольк о м ассовая доля, атак ж ето, что в п р огр ам м еотсут-
ствуетз ак он эк вивалентов, аобсуж дается лиш ьзак он сохр анения м ассы. Э то
так ж е п р иводит к п р еувеличению р олим ассы в к ачестве «м ер ила» хим иче-
ск ого взаим одействия. Н еслучайно, в ответнавоп р ос, нап р им ер , «к ак ая бу-
дет р еак ция ср еды, если см еш ать р аствор ы, содер ж ащ ие п о 50 г NaOH и
HNO3» , в ответ м ож но услыш ать – «нейтр альная» (!?). М еж ду тем м ассовая
5
  Бытую щ ее выр аж ение «Систем а СИ » не совсем удачно, т.к . в сок р ащ ении СИ уж е п р исутствует
слово«систем а» . П олучается «Систем аСистем аИ нтер национальная» .