Определите fэкв и Мэкв марганца, реагирующего с кислородом, если при реакции образуется: а) MnO, б) MnO2, в) Mn2O3.
Решение
Эквивалент — это реальная или условная частица вещества, которая в кислотно-основных реакциях равноценна (может присоединять, замещать или содержать) одному катиону (атому) водорода или одному электрону в окислительно-восстановительной реакции.
Фактор эквивалентности fЭ — число, обозначающее, какая доля реальной частицы вещества эквивалентна одному катиону водорода в данной кислотно-основной реакции или одному электрону в окислительно-восстановительной реакции
. Его рассчитывают на основании стехиометрических коэффициентов данной реакции.
Единицей количества эквивалента (как любой структурной единицы вещества) является моль. Масса одного моль эквивалента вещества называется молярной массой эквивалента (Мэ). Она равна произведению фактора эквивалентности на молярную массу вещества: MЭ = fЭ · М (г/моль).
Запишем уравнения реакций:
а) 2Mn0 + O2 = 2Mn+2O
Mn0 - 2ē = Mn+2
Один атом марганца отдает 2 электрона, следовательно, 1ē соответствует ½ частицы и fЭ( Mn) = ½
MЭ = fЭ · М
М( Mn) = 55 г/моль – молярная масса марганца
MЭ = fЭ · М = ½ ∙ М( Mn) = ½ ∙ 55 г/моль = 27,5 г/моль – молярная масса эквивалента
б) Mn0 + O2 = Mn+4O2
Mn0 - 4ē = Mn+4
Один атом марганца отдает 4 электрона, следовательно, 1ē соответствует 1/4 частицы и fЭ( Mn) = 1/4
MЭ = fЭ · М
М( Mn) = 55 г/моль – молярная масса марганца
MЭ = fЭ · М = 1/4 ∙ М( Mn) = 1/4 ∙ 55 г/моль = 13,75 г/моль – молярная масса эквивалента
в) 4Mn0 + 3O2 = 2Mn+32O3
Mn0 - 3ē = Mn+3
Один атом марганца отдает 3 электрона, следовательно, 1ē соответствует 1/3 частицы и fЭ( Mn) = 1/3
MЭ = fЭ · М
М( Mn) = 55 г/моль – молярная масса марганца
MЭ = fЭ · М = 1/3 ∙ М( Mn) = 1/3 ∙ 55 г/моль = 18,33 г/моль – молярная масса эквивалента