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法定計量單位在電廠化學(xué)中的應(yīng)用
日期:2025-02-07 11:40
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摘要:
法定計量單位在電廠化學(xué)中的應(yīng)用
法定計量單位是由國家以法令的形式規(guī)定允許使用的計量單位。1984年2月27日,國務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于在我國統(tǒng)一實行法定計量單位的命令》,規(guī)定了我國的計量單位一律采用《中華人民共和國法定計量單位》,并從公布之日起生效。同時頒布了《中華人民共和國法定計量單位》。至此,我國有了一套既以國際單位制為基礎(chǔ),又結(jié)合我國實際情況的、科學(xué)的、實用的法定計量單位。
1 法定計量單位
1.1 法定計量單位的有關(guān)知識
(1) 量
量是物體和現(xiàn)象可以定性區(qū)別并能定量測量的一種屬性,一般稱作物理量。例如長度、質(zhì)量、時間、速度、壓力、濃度等等。
量(物理量)可分為基本量和導(dǎo)出量。
基本量——是彼此獨立的,可以單獨定義其單位的量。1971年第14屆國際計量大會通過決議,選定7個基本量。分別是長度、質(zhì)量、時間、電流、熱力學(xué)溫度、物質(zhì)的量、發(fā)光強度。
導(dǎo)出量——由基本量派生出來的量稱為導(dǎo)出量。如速度就是由長度和時間兩個基本量派生出來的。
(2) 量制
由基本量和導(dǎo)出量構(gòu)成的體系稱為量制。
(3) 計量單位
計量單位是用以度量(或比較)同類量大小的一個標(biāo)準量(或參考量)。由此可見,量具有如下特征:
1) 量存在于某個量制之中;
2) 量是可測的。因為量可定量表達,故必然可測。也就是可與特定的單位的若干倍或若干分之一。例如,長度這個量的大下(量值)就是與單位(1m)相比較而得。無量綱量的單位是1,它來源于兩個相同單位之比,雖然表達為純數(shù),但不能理解為純數(shù),如相對密度0.65;
3) 量是不可數(shù)的。作為一個量來說,可測不可數(shù),一切可以計數(shù)得出的都不能稱為物理量,只能稱計數(shù)量,只能用計數(shù)單位,如“件”、“個”、“次”等等。因為計數(shù)量不能用一個標(biāo)準量去測量或者說去比較一個計數(shù)量;
4) 量獨立于單位。意思是量的大小與單位選擇無關(guān)。例如一個銅標(biāo)準溶液的質(zhì)量濃度ρ(Cu)= 1mg/L =1000μg/L,這說明質(zhì)量濃度不隨單位變化而變化。
由于計量單位可以任意選定,同一個量可有不同的計量單位,如長度單位可以是米,也可以是英尺、市尺等;單位的倍數(shù)和分數(shù)有不同的進位制(10進位、16進位、12進位);很少考慮到量之間的聯(lián)系而涉及到的單位間的聯(lián)系。諸如此類的問題,由于歷史和地域上的原因,使構(gòu)成全部單位的總體變成為缺乏邏輯聯(lián)系的混雜體。這對經(jīng)濟貿(mào)易、科學(xué)交流極為不利。為此,有必要建立一套有主次有聯(lián)系的完整、統(tǒng)一、**、科學(xué)、簡明、實用的計量單位體系,稱為計量單位制。至1971 第14屆國際計量大會通過決議,規(guī)定了國際單位制的7個基本單位。這7個基本單位都有嚴格的定義。其導(dǎo)出單位通過選定的方程式用基本單位來定義,從而使量的單位之間有直接內(nèi)在的物理聯(lián)系,使科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、國際經(jīng)貿(mào)以及日常生活各方面使用的計量單位都能統(tǒng)一。
1.2 我國的法定計量單位
1984年2月27日我國頒布了《中華人民共和國法定計量單位》,具體內(nèi)容包括:
國際單位制(SI)基本單位,7個
國際單位制(SI)單位 國際單位制(SI)輔助單位,2個
國際單位制(SI)具有專門名稱的導(dǎo)出單位,19個
法定計量單位 國家選定的非國際單位制單位
由以上單位構(gòu)成的組合形式的單位
由詞頭和以上單位所構(gòu)成的十進倍數(shù)和分數(shù)單位
法定計量單位分別列于表6-3 ~表6-7
表6-3 國際單位制基本單位
量的名稱 | 單位名稱 | 單位符號 |
長度 | 米 | m |
質(zhì)量 | 千克 | kg |
時間 | 秒 | s |
電流 | 安(培) | A |
熱力學(xué)溫度 | 開(爾文) | K |
物質(zhì)的量 | 摩(爾) | mol |
發(fā)光強度 | 坎(德拉) | cd |
表6-4 國際單位制輔助單位
量的名稱 | SI輔助單位 | ||
單位名稱 | 單位符號 | 用SI基本單位和SI導(dǎo)出單位表示 | |
(平面)角 | 弧度 | rad | 1 rad=1m/m=1 |
立體角 | 球面度 | sr | 1sr=1m2/m2=1 |
表6-5 國際單位制具有專門名稱的導(dǎo)出單位
量的名稱 | SI導(dǎo)出單位 | ||
單位名稱 | 單位符號 | 用SI基本單位和SI導(dǎo)出單位表示 | |
頻率 | 赫(茲) | HZ | 1HZ=1s-1 |
力 | 牛(頓) | N | 1N=1kg·m/s2 |
壓力,壓強,應(yīng)力 | 帕(斯卡) | Pa | 1Pa=1N/m2 |
能(量),功,熱量 | 焦(耳) | J | 1J=1N·m |
功率,輻(射能)通量 | 瓦(特) | W | 1W=1J/s |
電荷(量) | 庫(侖) | C | 1C=1A·s |
電壓,電動勢,電位,(電勢) | 伏(特) | V | 1V=1W/A |
電容 | 法(拉) | F | 1F=1C/V |
電阻 | 歐(姆) | Ω | 1Ω=1V/A |
電導(dǎo) | 西(門子) | S | 1S=1Ω-1 |
磁通(量) | 韋(伯) | Wb | 1Wb=1V·s |
磁通(量)密度,磁感應(yīng)強度 | 特(斯拉) | T | 1T=1Wb/m2 |
電感 | 亨(利) | H | 1H=1Wb/A |
攝氏溫度 | 攝氏度 | ℃ | 1℃=1K |
光通量 | 流(明) | lm | 1 lm=1cd·sr |
(光)照度 | 勒(克斯) | lx | 1 lx=1lm/m2 |
(放射性)活度 | 貝可(勒爾) | Bq | 1 Bq=1 s-1 |
吸收劑量,比授(予)能 比釋動能 | 戈(瑞) | Gy | 1 Gy=1J/kg |
劑量當(dāng)量 | 希(沃特) | Sv | 1 Sv=1J/kg |
表6-6 國家選定的非國際單位制單位
量的名稱 | 單位名稱 | 單位符號 | 換算關(guān)系和說明 |
時間 | 分 小(時) 天(日) | Min H D | 1min=60s 1h=60min=3600s 1d=24h=86400s |
平面角 | (角)秒 (角)分 度 | (”) (’) (o) | 1”=(π/648000)rad 1’=60”=(π/10800)rad 1o=60’=(π/180)rad |
旋轉(zhuǎn)速度 | 轉(zhuǎn)每分 | r/min | 1 r/min=(1/60)s-1 |
長度 | 海里 | n mile | 1 n mile=1852m(只用于航程) |
速度 | 節(jié) | kn | 1kn=1 n mile/h=(1852/3600)m/s(只用于航程) |
質(zhì)量 | 噸 原子質(zhì)量單位 | T U | 1t=1000kg 1u≈1.660540×10-27kg |
體積 | 升 | L,(l) | 1L=1dm3=10-3m3 |
能 | 電子伏 | eV | 1eV=1.602177×10-19J |
級差 | 分貝 | dB | |
線密度 | 特(克斯) | tex | 1tex=1g/km |
面積 | 公頃 | hm2 | 1hm2=104m2 |
表6-7 用于構(gòu)成十進倍數(shù)和分數(shù)單位的詞頭
所表示的因素 | 詞 頭 名 稱 | 詞頭符號 |
1024 | 堯[它](yotta) | Y |
1021 | 澤[它](zrtta) | Z |
1018 | 艾[可薩](exa) | E |
1015 | 拍[它](peta) | P |
1012 | 太[拉](tera) | T |
109 | 吉[伽](giga) | G |
106 | 兆(mega) | M |
103 | 千(kilo) | k |
102 | 百(hecto) | h |
101 | 十(deca) | da |
10-1 | 分(deci) | d |
10-2 | 厘(cemi) | c |
10-3 | 毫(milli) | m |
10-6 | 微(micro) | μ |
10-9 | 納[諾](nano) | n |
10-12 | 皮[可](pico) | p |
10-15 | 飛[母托](femto) | f |
10-18 | 阿[托](atto) | a |
10-21 | 仄[普托](zepto) | z |
10-24 | 幺[科托](yocto) | y |
注:① 周、月、年(年的符號為a)為一般常用時間單位。
② [ ]內(nèi)的字,是在不致混淆的情況下,可以省略的字。
③ ()內(nèi)的字為前者的同義語。
④ 平面角單位度、分、秒的符號不處于數(shù)字后時,用括號。
⑤ 升的符號中,小寫字母l為備用符號。
⑥ r為轉(zhuǎn)的符號。
⑦ 人民生活和貿(mào)易中,質(zhì)量習(xí)慣稱為重量。
⑧ 公里為千米的俗稱,符號為km。
⑨ 104稱為萬,108稱為億,1012稱為萬億,這類數(shù)字的使用不受詞頭名稱的影響,但不應(yīng)與詞頭混淆。
量和單位有其相應(yīng)的名稱和符號,即量有量的名稱和量的符號;單位有單位名稱和單位符號。量的符號用字母表示時(如長度用L表示),應(yīng)使用斜體;單位符號也應(yīng)使用字母(如在論文中,“……靜止5min,”不應(yīng)寫成“……靜止5分鐘,”),只有在小學(xué)、初中的教科書和普通書刊中才使用中文符號。有關(guān)的使用規(guī)則請讀者參閱有關(guān)法定計量單位的文件和書籍。
2 化學(xué)分析中常用的量及其單位
2.1 常用的量和單位
化學(xué)分析中常用的量及其單位列于表6-8 中
表6-8 化學(xué)分析中常用的一些量和單位
國家標(biāo)準規(guī)定的名稱和符號 | 應(yīng)廢除的名稱和符號 | ||||
量的名稱 | 量的符號 | 單位名稱 | 單位符號 | 量的名稱及符號 | 單位名稱及符號 |
相對原子質(zhì)量 相對分子質(zhì)量 | Ar Mr | 無量綱 | 原子量、分子量、當(dāng)量、式量 | ||
物質(zhì)的量 | N | 摩(爾) 毫摩(爾) 微摩(爾) | mol mmol μmol | 克分子數(shù) 克原子數(shù) 克當(dāng)量數(shù) 克式量數(shù) | 克分子 克原子 克當(dāng)量 克式量 |
摩爾質(zhì)量 | M | 千克每摩(爾) 克每摩(爾) | kg/mol g/mol | 克分子 克原子 克當(dāng)量 克式量 | 克 g 克 g 克 g 克 g |
摩爾體積 | Vm | 立方米每摩(爾) 升每摩(爾) | m3/mol L/mol | ||
物質(zhì)B的濃度 (物質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度) | cB | 摩(爾)每立方米 摩(爾)每升 | mol/ m3 mol/ L | 摩爾濃度 克分子濃度 當(dāng)量濃度 式量濃度 | 克分子每升M 克當(dāng)量每升N 克式量每升 |
溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度 | bB、mB | 摩(爾)每千克 | mol/kg | 重量克分子濃度 | |
溶質(zhì)B的質(zhì)量濃度 | ρB | 千克每立方米 克每升 毫克每升 微克每升 納克每升 | kg/m3 g/L mg/L μg/L n g/L | ppm ppb | |
物質(zhì)B的質(zhì)量分數(shù) | ωB | 無量綱 | 重量百分數(shù) | ||
密度 相對密度 | ρ d | 千克每立方米 克每立方厘米 無量綱 | kg/m3 g/cm3 | 比重 比重 | |
壓力 壓強 | P | 帕(斯卡) 千帕 | Pa kPa | 標(biāo)準大氣壓atm 毫米汞柱mmHg | |
熱力學(xué)溫度 攝氏溫度 | T T | 開(爾文) 攝氏度 | K ℃ | **溫度 華氏溫度 | 開氏度oK 華氏度℉ |
摩爾吸收系數(shù) | K | 平方米每摩爾 | m2/mol |
2.2 幾個重要的量和單位表達式
(1) 物質(zhì)的量(n)
物質(zhì)的量是七個基本量之一,“物質(zhì)的量”這四個字是一個整體,泛指物質(zhì)B時,可寫成nB。其單位是摩爾(mol)。對物質(zhì)的量的概念理解為物質(zhì)的量是反映某系統(tǒng)中物質(zhì)基本單元多少的物理量。
物質(zhì)由確定性質(zhì)的微粒組成(分子)。對這樣的物質(zhì)用一定數(shù)目的基本單元(微粒)為單位進行度量,就有利于化學(xué)計量,因為物質(zhì)都有固定的組成,就是說組成某物質(zhì)的元素的原子以一定比例關(guān)系組成該物質(zhì)的分子,顯然,在眾多的化學(xué)反應(yīng)中,要進行化學(xué)計量必須要對參加反應(yīng)的各物質(zhì)的基本微粒(分子、原子、離子、電子)的數(shù)目上做文章。
(2) 摩爾(mol)
摩爾是物質(zhì)的量的單位。定義為:
摩爾是一系統(tǒng)物質(zhì)的量,該系統(tǒng)中所包含的基本單元數(shù)與0.012千克碳—12的原子數(shù)目相等。在使用摩[爾]時應(yīng)指明基本單元,可以是原子、分子、離子、電子及其他粒子,或是這些粒子的特定組合。
對于物質(zhì)的量及其單位的理解和使用上注意:
1) 物質(zhì)的量(n)與質(zhì)量(m)是彼此完全獨立的兩個基本量。n是與基本單元數(shù)成正比的一個物理量,與基本單元的形式有關(guān)。m是物質(zhì)慣性或引力場成正比的量,與基本單元的形式無關(guān)。
對于一個物質(zhì)(B)而言,nB正比于mB,但對于一系統(tǒng)中不同物質(zhì)之間的物質(zhì)的量之比,不等于它們的質(zhì)量比,即n(H2)/ n(O2)≠m(H2)/ m(O2)。因此,1mol(H2SO4)=98g這種寫法是錯誤的,1mol(H2SO4)的質(zhì)量是98g的寫法是正確的。
2) 使用物質(zhì)的量(n)及其單位(mol)時,必須指明基本單元,基本單元可以是原子、分子、離子、原子團、電子、光子及其他粒子或這些粒子的特定組合。
3) 既然摩爾是物質(zhì)的量的單位,則一系統(tǒng)中物質(zhì)的量就定量地表達為其單位(mol)的若干倍或若干分之一。在使用中要注意不能把物質(zhì)的量稱為摩爾數(shù),如“氧原子的摩爾數(shù)是2”的說法是錯誤的,應(yīng)說成“氧原子的物質(zhì)的量是2摩爾”。
4) 歷來,在化學(xué)中一直把摩爾作為克分子,克原子來使用,現(xiàn)在把摩爾作為七個基本單位之一,其含義與克分子、克原子是不同的,它是具有十分明確和嚴格定義的物質(zhì)的量的單位。。只要嚴格按照定義指明基本單元,那末以前用的克分子、克原子、克離子、克當(dāng)量等都可用摩爾代替。因此1 molH2SO4不能稱作1克分子H2SO4。表6-9是摩爾與舊概念(摩爾、克分子、克原子等)的比較。
5) 不要在以前應(yīng)用克分子、克原子等概念的一些場合簡單地直接套用摩爾,如以前說“1克原子的碳等于12g”,而應(yīng)說成“1摩爾碳原子的質(zhì)量是12g”或者說“碳原子的摩爾質(zhì)量是12g/mol”。
表6-9 摩爾與舊概念“摩爾”、克分子、克原子等的比較
名稱與 符號 | 法定計量單位摩(爾) | 應(yīng)廢除的克分子、克原子、克離子、克當(dāng)量、等舊概念“摩爾” |
定義 | 見摩爾的定義 | 以克為單位表示的原子量、分子量或當(dāng)量 |
用法 示例 | 1 molH3PO4質(zhì)量是98克 1 mol(1/2H3PO4)質(zhì)量是49克 1 mol(1/3H3PO4)質(zhì)量是32.7克 | 1克分子磷酸是98克或1摩爾磷酸是98克 1克當(dāng)量磷酸是49克 1克當(dāng)量磷酸是32.7克 |
對應(yīng) 的量 | 物質(zhì)的量n | 不明確,本身既可以視為類似于摩爾質(zhì)量的量,又可以作為相當(dāng)于新概念摩爾的單位,甚至還作為濃度單位 |
(3) 摩爾質(zhì)量(M)
摩爾質(zhì)量定義為“質(zhì)量m除以物質(zhì)的量n,即M =m/n。單位是kg/mol、g/mol或g/mmol。
摩爾質(zhì)量可理解為每單位物質(zhì)的量的質(zhì)量。由定義可知,摩爾質(zhì)量是包含了物質(zhì)的量(n)的導(dǎo)出量,故具體應(yīng)用摩爾質(zhì)量時,必須指明基本單元。對同一物質(zhì),如規(guī)定的基本單元不同,其摩爾質(zhì)量也不同。如硫酸,若以1/2H2SO4作基本單元,則M(1/2H2SO4)= 49.04g/mol,若以H2SO4作基本單元,則M(H2SO4)= 98.07g/mol。
摩爾質(zhì)量以g/mol為單位時,它的數(shù)值就等于物質(zhì)(規(guī)定的基本單元)的相對分子量或相對原子量,所以一般情況下,只要確定基本單元,就可知其摩爾質(zhì)量,如M( HCl)= 36.5g/mol,M(KMnO4)=158.03g/mol,M(1/5KMnO4)=31.61 g/mol。
應(yīng)注意的是,不能把g/mol為單位表示的摩爾質(zhì)量看作就是克分子量、克原子量、克當(dāng)量,按過去的概念可以說NaOH的克分子量是40g,現(xiàn)在應(yīng)說成NaOH的摩爾質(zhì)量是40g/mol。摩爾質(zhì)量是在化學(xué)分析中經(jīng)常用到的一個重要的量,在分析化學(xué)中常常需要先求得摩爾質(zhì)量,而求摩爾質(zhì)量的關(guān)鍵是根據(jù)反應(yīng)式確定待測組分的基本單元。一旦確定了基本單元,就等于得出了摩爾質(zhì)量。
3 量間的換算關(guān)系
常用的量有摩爾質(zhì)量、物質(zhì)的量、質(zhì)量、物質(zhì)的量濃度和質(zhì)量分數(shù)等。它們之間的換算關(guān)系可用公式來表示。
nB = =CBV (6-18)
m = nBMB =CBMBV (6-19)
CB = = (6-20)
MB = = (6-21)
wB = (6-22)
式中 m——表示組分(或基本單元)B的質(zhì)量;
ms——代表混合物的質(zhì)量;
wB——表示組分B的質(zhì)量分數(shù)。
這些關(guān)系式非常重要,不僅要理解,而且應(yīng)能熟練使用。
例6-1某一重鉻酸鉀溶液,已知c(1/6K2Cr2O7) =0.0170mol/L,體積為5000ml,求
① 所含的1/6K2Cr2O7的物質(zhì)的量n(1/6K2Cr2O7)。
②如果將此溶液取出500ml后,再加500ml水混勻,求*后溶液的濃度c(K2Cr2O7)。
解①:V=5000ml=5.000L,c(1/6K2Cr2O7) = 0.0170mol/L
n(1/6K2Cr2O7)=c(1/6K2Cr2O7)V =0.0170×5.000 = 0.0850 mol
②:取出500ml溶液 V = 500 ml= 0.500L
n(1/6K2Cr2O7)= 0.0850mol-0.0170 mol/L×0.500L = 0.0765 mol
又加進去500 ml水,總體積仍保持5.000L,則
c(1/6K2Cr2O7)=0.0765/5.000 = 0.0153 mol/L
因題意要求c(K2Cr2O7),所以應(yīng)轉(zhuǎn)換基本單元,即
c(K2Cr2O7)=c(1/6K2Cr2O7)/6 = 0.0153/6= 0.00255 mol/L。
例6-2欲配制c(SO4-2)= 0.01000mol/L的溶液500ml,應(yīng)取AlNH4(SO4)2·12H2O多少克?
解:配制c(SO4-2)= 0.01000mol/L的溶液500ml需要SO4-2的質(zhì)量為
0.01000 mol/L×0.500L×96g/mol = 0.48 g
AlNH4(SO4)2·12H2O的摩爾質(zhì)量為453.32g/mol,其中含有SO4-2192 g,今欲獲得0.48 gSO4-2,應(yīng)稱取
m[AlNH4(SO4)2·12H2O] = 0.48 g×453.32 g/mol÷192 g = 1.133 g
例6-3 一瓶硫酸溶液,如果以1/2H2SO4為基本單元,則濃度c(1/2H2SO4)(過去我們所說的“當(dāng)量濃度“)應(yīng)該是以H2SO4為單元的濃度c(H2SO4)(相當(dāng)于過去我們所說的”摩爾濃度“)的2倍,即c(1/2H2SO4)= 2c(H2SO4),假如一瓶硫酸,c(H2SO4)=0.1000mol/L。那末c(1/2 H2SO4)=2×0.1000 mol/L = 0.2000 mol/L。
同理 c(1/6K2Cr2O7)= 6c(K2Cr2O7)
c(1/5KMnO4)= 5c(KMnO4)
c(1/2Na2CO3)= 2c(Na2CO3)
c(1/2Ca2+)= 2c(Ca2+)。
4 等物質(zhì)的量規(guī)則
等物質(zhì)的量規(guī)則可表達為:在化學(xué)反應(yīng)中,消耗了的兩反應(yīng)物的物質(zhì)的量相等。或者說在滴定分析中,達到化學(xué)計量點(理論終點)時,標(biāo)準物的物質(zhì)的量等于被測物的物質(zhì)的量。
化學(xué)計量點就是指被廢除的“等當(dāng)點“,也可稱為等物質(zhì)的量點,即n1 =n2。因為n=cv,所以
c1V1=c2V2 (6-23)
(這與當(dāng)量定律的N1V1=N2V2的形式相同)。在應(yīng)用當(dāng)量定律時,必須知道某物質(zhì)的當(dāng)量值,進而求得當(dāng)量濃度。同樣,現(xiàn)在使用等物質(zhì)的量規(guī)則時,首先知道某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量(確定摩爾質(zhì)量的關(guān)鍵是正確選定基本單元),進而可求得物質(zhì)的量濃度。
《關(guān)于基本單元的選擇方法》
在化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物之間是有嚴格的計量關(guān)系,按等物質(zhì)的量規(guī)則,選擇基本單元的原則是使兩反應(yīng)物具有相等的基本單元數(shù),或者說使兩反應(yīng)物的基本單元數(shù)之比為1:1,只要基本單元數(shù)相等就可滿足等物質(zhì)的量規(guī)則,根據(jù)這一原則,在選擇基本單元時,可先確定某一反應(yīng)物的基本單元,例如酸堿反應(yīng)中,習(xí)慣以一價的酸或堿的相對分子量數(shù)值作為它們的摩爾質(zhì)量,NaOH的摩爾質(zhì)量為40g/mol,HCl的摩爾質(zhì)量為36.5 g/mol,然后可確定與它們反應(yīng)的酸或堿的摩爾質(zhì)量。
2NaOH + H2SO4 =Na2SO4 + 2H2O
顯然,在這個反應(yīng)中,反應(yīng)物NaOH用2mol,則與之反應(yīng)的H2SO4也應(yīng)是2mol(符合等物質(zhì)的量規(guī)則),于是H2SO4的基本單元應(yīng)該是1/2H2SO4,其摩爾質(zhì)量是98/2 = 49 g/mol。
2 MnO4-+5C2O42-+ 16H+ =2Mn2++10CO2 + 8H2O
在這個反應(yīng)中,選擇1/5MnO4作基本單元,由反應(yīng)式可看出,2MnO4-就包含10個基本單元,故5C2O42-也包含10個基本單元,即草酸的基本單元為1/2H2C2O4。這樣符合等物質(zhì)的量規(guī)則,同時也可看出,要確定基本單元,首先要把反應(yīng)方程式配平。
例6-4 取濃度為c(1/2H2C2O4)= 0.1024 mol/L的草酸溶液50.00mL,用待標(biāo)定的KMnO4溶液滴定,滴定至終點時耗去KMnO4溶液26.38 mL,計算高錳酸鉀溶液的準確濃度c(KMnO4)。
解:反應(yīng)方程式為
2MnO4-+5C2O42-+ 16H+ =2Mn2++10CO2 + 8H2O
根據(jù)反應(yīng)方程式,分別選擇1/5 KMnO4和1/2H2C2O4為基本單元,則有
n(1/5 KMnO4)=n(1/2H2C2O4)
即 c(1/5KMnO4)V(1/5KMnO4) = c(1/2H2C2O4)V(1/2H2C2O4)
c(1/5KMnO4) =c(1/2H2C2O4)V(1/2H2C2O4)/V(1/5KMnO4)
= 0.01024mol/L×50.00mL/26.38mL
= 0.1941 mol/L
換算成 c(KMnO4)= 1/5×c(1/5KMnO4)
= 1/5×0.1941 mol/L
=0.0388 mol/L
在絡(luò)合滴定中,若Ca2+和Mg2+的基本單元選定為1/2Ca2+和1/2Mg2+(即摩爾質(zhì)量分別為20 g/mol和12g/mol,數(shù)值上和以前的當(dāng)量值一樣),則絡(luò)合劑EDTA的基本單元必定是1/2EDTA。
因此,我們可以利用經(jīng)過配平的化學(xué)反應(yīng)方程式,確定物質(zhì)的基本單元,便確定了摩爾質(zhì)量,從而熟練地應(yīng)用等物質(zhì)的量規(guī)則。例如
6Fe2++Cr2O72-+14H+= 6Fe3++2Cr3++7H2O
以Fe2+作基本單元,則重鉻酸鉀的基本單元為1/6Cr2O72-;
以6Fe2+作基本單元,則重鉻酸鉀的基本單元為Cr2O72-;
以3Fe2+作基本單元,則重鉻酸鉀的基本單元為1/2Cr2O72-;
以2Fe2+作基本單元,則重鉻酸鉀的基本單元為1/3Cr2O72-。