2. Способы выражения концентрации растворов: массовая доля вещества в растворе, молярная концентрация, молярная концентрация эквивалента (или нормальная концентрация), массовая концентрация (или титр). Химический эквивалент, закон эквивалентов. Эквивалентная масса вещества, её связь с молярной массой, фактор эквивалентности. Правила расчёта фактора эквивалентности для различных классов неорганических соединений.

Способы выражения концентрации

• Массовая доля: \(w = m(B)/m(раствора)\); в процентах \(w\% = w \cdot 100\%\).
• Молярная концентрация: \(c(B) = n(B)/V(раствора)\), обычно выражается в моль/л.
• Молярная концентрация эквивалента: \(c_{экв} = n_{экв}/V\), единица — моль-экв/л. Традиционное название — нормальная концентрация.
• Массовая концентрация: \(\beta = m(B)/V(раствора)\), например, г/л. Титр — масса растворённого вещества в одном миллилитре раствора, например, г/мл.

Здесь \(m(B)\) — масса растворённого вещества, \(n(B)\) — его количество, а \(V\) — объём раствора.

Эквивалент вещества — условная доля его количества, которая в данной реакции соответствует одному молю частиц обмена: например, одному молю \(H^+\), \(OH^-\) или электронов. Число эквивалентов \(n_{экв}=z n\), где \(z\) — фактор эквивалентности. Закон эквивалентов: вещества реагируют в количествах, пропорциональных их эквивалентам; для реакций без побочных процессов \(n_{экв}(A)=n_{экв}(B)\).

Эквивалентная масса \(M_{экв}=M f_{экв}=M/z\), где \(M\) — молярная масса, а \(f_{экв}=1/z\) — фактор эквивалентности. Фактор зависит от конкретной реакции.

• Для кислоты \(z\) — число протонов, отдаваемых одной формульной единицей в данной реакции. Например, при полной нейтрализации \(H_2SO_4\): \(z=2\).
• Для основания \(z\) — число групп \(OH^-\), способных нейтрализоваться. Например, для \(Ca(OH)_2\): \(z=2\).
• Для соли в реакции обмена \(z\) определяют по суммарному заряду катионов или анионов, участвующих в реакции, на формульную единицу. Для \(Na_2CO_3\) при полной нейтрализации карбонат-иона \(z=2\).
• Для оксидов и других соединений \(z\) определяют из уравнения конкретной реакции по числу передаваемых протонов, гидроксид-ионов или электронов на формульную единицу; одного универсального значения вне реакции нет.
• В окислительно-восстановительной реакции для окислителя или восстановителя \(z\) равно числу принятых или отданных электронов на формульную единицу.

В кислотно-основной реакции при известном \(z\): \(c_{экв}=z c\). При расчётах сначала записывают уравнение реакции и лишь затем устанавливают фактор эквивалентности.