Закон постоянства состава позволил установить количественные соотношения, в которых различные химические элементы соединяются между собой, Д. Дальтон ввёл в науку понятие о соединительных весах элементов, впоследствии названных эквивалентами.

Эквивалентной массой элемента

называют такое его количество, которое соединяется единицей (точнее 1,008)массы водорода или с 8 единицами массы кислорода или замещает эти же количества в их соединениях.

Теперь эквивалентом элемента называют такое его количество, которое взаимодействует с 1 молем атомов водорода. Например, в соединениях HCl, H2S, NH3, CH4 эквивалент хлора, серы, азота и углерода равен соответственно 1, 1/2, 1/3 и 1/4 моль. Масса 1 эквивалента элемента называется эквивалентной массой.

В приведённых выше примерах эквивалентная масса хлора равна 35,5 г/моль, серы — 16 г/моль, азота — 4,67 г/моль, углерода — 3 г/моль. Из опытных данных следует, что единица массы водорода эквивалентна (равноценна) 8 единицам массы кислорода, или 16 единицах массы серы или 9 единицам массы алюминия, или 35,5 единицам массы хлора и т. д.

Введение в химию понятия эквивалент позволило сформулировать закон эквивалентов:

вещества вступают в реакцию в количествах, пропорциональных их эквивалентам.

При решении некоторых задач удобно пользоваться другой формулировкой закона: массы реагирующих веществ пропорциональны их эквивалентным массам.

Для

определения эквивалентной массы элемента необходимо знать состав его соединения с другим элементом, эквивалентная масса которых известна.

Пример.

1.

Определим эквивалентную массу и эквивалент кальция, если известно, что при сгорании 0,5 г этого металла образуется 0,7 г оксида.

Следовательно оксид содержит 0,5 г металла и 0,2 г кислорода, а эквивалентная масса кислорода 8 г/моль, отсюда:

0,5 г металла взаимодействует с 0,2 г кислорода,

а Мeg(X) взаимодействует c 8 г кислорода

Мeg(X) = = 20 г/моль.

Эквивалент кальция равен 1/2 моля.

Пример.

2. Определить Мeg(Al) и эквивалент алюминия, зная, что в хлориде алюминия содержится 20,2 % алюминия.

Хлор в соединениях с металлами имеет валентность 1, следовательно Мeg(Cl) = 35,5 г/моль, отсюда:

Мeg(Al) соединяется с 35,5 г хлора,

а 20,2 г -”- с 79,5 г

Мeg(Al) = = 9 г/моль

Эквивалент алюминия равен 1,3 моль.

Если один элемент образует с другим элементом несколько соединений, то его эквивалентная масса в этих соединениях неодинакова. Например, сера с кислородом образует диоксид серы SO2 и триоксид серы SO3. В первом соединении на 8 единиц массы кислорода приходится 8 единиц массы серы. В триоксиде серы на 8 единиц массы кислорода приходится 5,3 единицы массы серы. Следовательно, в диоксиде серы её эквивалент равен 1/4 моль, а в триоксиде 1/6 моль.

Важной характеристикой химического элемента является его валентность.

Валентностью называется свойство атомов данного элемента присоединять или замещать в соединении определённое число атомов другого элемента. За единицу валентности принята валентность атома водорода, которая во всех соединениях равна единице. Валентность элемента выражается только целым числом.

Валентность, эквивалентная масса и молярная масса связаны соотношением:

М(Х) = В·Мeg(X).

Из этого уравнения следует, что эквивалентная масса элемента можно рассчитать, разделив мольную массу атомов элемента на его валентность.

Понятие об эквиваленте и эквивалентной массе распространяются и на сложные вещества. Химическим эквивалентом сложного вещества