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當(dāng)量和當(dāng)量定律


銅臭 / 2022-07-06

 當(dāng)量的概念、各種化合物當(dāng)量的計算及當(dāng)量定律在分析化學(xué)計算中極其重要，能使計算大為簡化，在進(jìn)行溶液濃度的計算中也常要用到，必須熟練掌握。

一、化合物的當(dāng)量
  在化學(xué)反應(yīng)中，物質(zhì)總是以一定的重量比例進(jìn)行反應(yīng)。以酸堿反應(yīng)為例:
  HCI + NaOH= NaCl+ H?O
  H?SO?+ 2NaOH= Na?SO?+ 2H?O
  H?PO? + 3NaOH= Na?PO? + 3H?O
  上面的反應(yīng)式，1 摩爾(定義見“摩爾濃度”一節(jié)) HCl與1摩爾NaOH作用，而1摩爾H?SO?需NaOH?摩爾，1摩 爾H?PO?需NaOH3摩爾，即化合物相互作用時它們的摩爾數(shù)不相等。為表示化合物相互作用時的數(shù)量關(guān)系，引入當(dāng)量的概念。“當(dāng)量”即化合物相互作用時彼此相當(dāng)?shù)牧?。酸堿反應(yīng)的實質(zhì)是酸分子中的氫離子和堿分子中的氫氧離子相互反應(yīng)生成水，即一個氫離子和一個氫氧離子作用。所以當(dāng)HCI、H?SO?和H?PO?與NaOH完全反應(yīng)時，所需NaOH的OH?數(shù)分別為1, 2, 3。因此化學(xué)上在討論化合物相互反應(yīng)的重量關(guān)系時，就以1.008份重量單位的氫作為標(biāo)準(zhǔn)。這樣對某種物質(zhì)來說就可以找出一個數(shù)值表示它們和1.008份重量氫相反應(yīng)時的重量關(guān)系。這些重量關(guān)系稱為當(dāng)量。某元素或化合物的當(dāng)量以克為單位表示就是該元素或化合物的克當(dāng)量，如果以毫克表示即為該元素或化合物的毫克當(dāng)量。
  1.酸堿當(dāng)量
  在酸堿反應(yīng)中，一種物質(zhì)的酸堿當(dāng)量取決于它在反應(yīng)中給出或接受的H?數(shù)目。如以E代表物質(zhì)的克當(dāng)量，M代表1摩爾物質(zhì)量(克分子量或克式量)，n代表1摩爾物質(zhì)給出或接受H?數(shù)目。則:

  H?PO?是一個三元酸，它的克當(dāng)量必須根據(jù)具體的酸堿反應(yīng)來確定。


  可見多元酸堿的克當(dāng)量不是固定不變的，同一種物質(zhì)在不同的反應(yīng)中有不同的克當(dāng)量。要根據(jù)反應(yīng)進(jìn)行的程度來確定。
  鹽類的克當(dāng)量，可以根據(jù)它們與酸堿反應(yīng)時交換的H?或OH?的數(shù)目來確定。

  因此，確定鹽類的克當(dāng)量同樣也必須根據(jù)具體的反應(yīng)。
  2.氧化還原當(dāng)量
  在氧化還原反應(yīng)中，物質(zhì)的氧化還原當(dāng)量可根據(jù)反應(yīng)中的電子得失或氧化值的變化數(shù)來確定。
E=M/n
  式中E-氧化劑或還原劑的當(dāng)量;
         M-氧化劑或還原劑的式量(分子量、原子量或離子量);
         n-1個分子、原子或離子的氧化劑或還原劑在反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)或氧化數(shù)的改變值。
  計算氧化還原當(dāng)量時，必須根據(jù)反應(yīng)實際情況來決定。
  例1在酸性溶液中KMnO?與Na?C?O?作用，計算KMnO?和Na?C?O?的當(dāng)量。

  例2在酸性溶液中K?Cr?O?與Fe²?作用，計算K?Cr?O?, Fe, FeSO?. (NH) ?SO?.6H?O的當(dāng)量。


  在此反應(yīng)中，每個Cr?O?²?得到6個電子，每個Fe²?失去1 個電子，因此:

  例3 I?與Na?S?O?作用，計算I?和Na?S?O?的當(dāng)量。


  例4 I?與AsO?³?一作用，計算As?O?的當(dāng)量。
  在此反應(yīng)中，每個AsO?³?中的As失去2個電子，而在As?O?分子中含有2個As,所以每個As?O?相當(dāng)于2個As?O?²?，則1個As?O?分子在反應(yīng)中應(yīng)失去4個電子，n=4。

  例5在酸性溶液中，KIO?與KI作用，計算KIO?的當(dāng)量。

  在此反應(yīng)中，每1個IO??中的I,氧化數(shù)由+ 5改變到-1, n =6


  例6計算KHC?O?,+H?O作為酸式鹽和作為還原劑時的克當(dāng)量。

二、克當(dāng)量數(shù)和毫克當(dāng)量數(shù)
  克當(dāng)量數(shù)是物質(zhì)的重量(克) 與該物質(zhì)1 克當(dāng)量重量之比 值，稱為克當(dāng)量數(shù)。以W代表物質(zhì)的重量(克)， E代表物質(zhì)的 克當(dāng)量(克)， 則一定量物質(zhì)的克當(dāng)量數(shù)可用下式表示:
克當(dāng)量數(shù)=W/E
  毫克當(dāng)量數(shù)是物質(zhì)的重量(克)， 與該物質(zhì)1毫克當(dāng)量重量的比值，稱為毫克當(dāng)量數(shù)?？水?dāng)量的千分之一為毫克當(dāng)量。因此:
毫克當(dāng)量數(shù)=W/E×1000
  例求20克H?SO?在中和反應(yīng)中克當(dāng)量數(shù)和毫克當(dāng)量數(shù)。

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