Хімічний еквівалент

Ще алхіміки зрозуміли, що речовини взаємодіють одна з іншою у певних, наперед визначених природою речовин та умовами взаємодії, відношеннях (т.зв. «стехіометричні співвідношення»). Спочатку для фіксації цих відношень використовували маси, і побачити якісь закономірності у відношеннях мас взаємодіючих речовин було дуже складно. Попри це, саме тоді був закладений ґрунт для пізнішого формулювання закону еквівалентів. Формулювання закону кратних відношень, подальше впорядкування хімічних елементів у періодичну систему і введення поняття кількості речовини з відповідною одиницею вимірювання (моль) дали змогу встановити, що кількості речовин, які входять до реакції, пропорційні невеликим цілим числам. Це є вираженням того факту, що молекула входить до реакції з одною чи кількома іншими молекулами. Тепер якщо захотіти подальшого спрощення, а саме щоб речовини, виміряні в якихось величинах, взаємодіяли одна із одною 1:1, то виявиться, що достатньо взяти таку фізичну величину, як кількість речовини, але вимірювати нею не самі речовини, а їхні еквіваленти.

Еквівалент речовини — це така її кількість, що хімічно еквівалентна 1 моль атомів Гідрогену, ½ моль атомів Оксигену чи еквівалентній кількості будь-якої іншої речовини. Тут "хімічно еквівалентна 1 моль атомів Гідрогену" означає: з'єднується з 1 моль атомів Гідрогену або заміщує таку саму кількість атомів Гідрогену в хімічних реакціях.

Також раніше замість поняття молярної маси еквіваленту використовували «нову одиницю» грам-еквівалент, а зрідка ще й замість поняття кількості речовини еквіваленту — «нову одиницю» моль-еквівалент.

Спосіб визначення еквіваленту речовини, а саме числа еквівалентності z(X), суттєво залежить від типу хімічної реакції. В реакціях обміну визначають обмінний еквівалент, або просто еквівалент. В окисно-відновних реакціях визначають електрохімічний еквівалент. Також можна визначити еквівалент атома чи стійкої групи атомів у сполуці, фактично так само, як обмінний еквівалент.

Для еквівалентів визначають ті ж самі величини, що й для речовин. З урахуванням того, що для частинки X число еквівалентності z означає еквівалент ¹⁄_zX, відповідні формули виписати легко.

• Молярна маса еквівалентів:

${\displaystyle M({\frac {1}{z}}{\text{X}})={\frac {1}{z}}\cdot M({\text{X}})}$

• Кількість речовини еквівалентів:

${\displaystyle n({\frac {1}{z}}{\text{X}})=z\cdot n({\text{X}})}$

Завдяки такому вигляду співвідношень, масу речовини обчислюють однаково як за молярними величинами, так і за еквівалентними:

${\displaystyle m({\text{X}})=n({\text{X}})\cdot M({\text{X}})=n({\frac {1}{z}}{\text{X}})\cdot M({\frac {1}{z}}{\text{X}})}$

Інколи для еквівалентних величин використовують синонімічні позначення M_екв(X), n_екв(X).

Звичайне правило обчислення молекулярної маси речовини X, яка складається з аніону An та Kt, та той факт, що еквіваленти з'єднуються в кількісному співвідношенні 1:1, дають таку формулу:

${\displaystyle M({\frac {1}{z({\text{X}})}}{\text{X}})=M({\frac {1}{z({\text{An}})}}{\text{An}})+M({\frac {1}{z({\text{Kt}})}}{\text{Kt}})}$

Із поняття кількості речовини еквівалентів можна вивести молярну концентрацію еквівалентів (застаріле «нормальність»):

${\displaystyle N={\frac {n({\frac {1}{z}}{\text{X}})}{V}}}$,

де V — об'єм розчину.

• Закон еквівалентів

• IUPAC Gold Book. Процитовано 4 листопада 2014. (англ.)
• ЕКВІВАЛЕНТ ХІМІЧНИЙ // Фармацевтична енциклопедія

• Эквивалент химический // Химическая энциклопедия : в 5 т. / гл. ред. Н. С. Зефиров. — М. : Большая Рос. энцикл., 1998. — Т. 5 : Триптофан — Ятрохимия. — Стб. 802. — Библиогр. в конце ст. — ISBN 5-85270-310-9.(рос.)