Tilsvarende vægtanvendelser og hvordan man beregner det (med eksempler)



den ækvivalent vægt (PE) af et stof er en, der deltager i en kemisk reaktion, og anvendes som grundlag for en titrering. Afhængigt af typen af ​​reaktion kan den defineres på en eller anden måde.

For syrebasereaktioner er PE vægten i gram af stoffet, der skal forsyne eller reagere med en mol H+ (1,008 g); til redox reaktioner, vægten i gram af stoffet, der skal tilføres eller reagere med en mol elektroner.

For fældningsreaktioner eller kompleksdannelse, vægten af ​​det stof, der kræves for at levere eller reagere med et mol af en monovalent kation, 1/2 mol af en divalent kation, 1/3 mol trivalent kation . Og så videre.

Selvom det måske forekommer lidt kompliceret i starten, opfører nogle stoffer altid kemisk på samme måde; Derfor er det ikke svært at lære de PE-værdier, der er angivet i sagerne.

indeks

  • 1 Oprindelse af ækvivalent vægt
  • 2 anvendelser
    • 2.1 Anvendes generelt i kemi 
    • 2.2 Anvendelse i volumetrisk analyse
    • 2.3 Anvendelse i gravimetrisk analyse
    • 2.4 Anvendelser i polymerkemi
  • 3 Sådan beregnes det? eksempler
    • 3.1 - Ækvivalent vægt af et kemisk element
    • 3.2 - Ækvivalent vægt af et oxid
    • 3,3 ækvivalentvægt af en base
    • 3.4 - Ækvivalent vægt af en syre
    • 3,5 - ækvivalent vægt af et salt
  • 4 referencer

Oprindelse af ækvivalent vægt

John Dalton (1808) foreslog den ækvivalente vægt af hydrogen som en masseenhed. En række indvendinger mod denne fremgangsmåde opstod imidlertid. For eksempel blev det påpeget, at de fleste af elementerne ikke reagerede direkte med hydrogen for at danne enkle forbindelser (XH).

Derudover har elementerne med forskellige oxidationstilstande, for eksempel permanganat, mere end en ækvivalent vægt. Dette forhindrede accept af den tilsvarende vægt som en massenhed.

Præsentationen af ​​Dimitri Mendelejev (1869) i det periodiske system, hvor de kemiske egenskaber af elementerne med ordren bestilt af deres atomvægt var tilsluttet, var et stærkt argument indsigelse brug ækvivalentvægt som en enhed masse.

Faktisk er der ikke behov for at bruge udtrykket "ækvivalent", da enhver støkiometrisk beregning kan udføres i form af mol. Men dette udtryk bruges ofte, og det er ikke praktisk at ignorere det.

For nemheds skyld blev udtrykket "ækvivalent" indført: et ækvivalent af en hvilken som helst syre reagerer med et ækvivalent af en hvilken som helst base; En ækvivalent af et hvilket som helst oxidationsmiddel reagerer med et ækvivalent af et hvilket som helst reduktionsmiddel mv..

applikationer

Anvendes generelt i kemi

metaller

Anvendelsen af ​​PE i elementerne og kemiske forbindelser er blevet erstattet af brugen af ​​dens molære masse. Hovedårsagen er eksistensen af ​​elementer og forbindelser med mere end en ækvivalent vægt.

For eksempel har jern (Fe), et element med en atomvægt på 55,85 g / mol, to valenser: +2 og +3. Derfor har den to ækvivalente vægte: når den virker med valens +2, er den tilsvarende vægt 27,93 g / eq; mens ved brug af valensen +3 er dens ækvivalente vægt 18,67 g / eq.

Selvfølgelig kan vi ikke tale om eksistensen af ​​en tilsvarende vægt af tro, men vi kan påpege eksistensen af ​​en atomvægt af tro.

syrer

Fosforsyre har en molekylvægt på 98 g / mol. Denne syre er dissocieret i H+ + H2PO4-,  Den har en ækvivalentvægt på 98 g / eq, da det frigiver 1 mol H+. Hvis phosphorsyren dissocieres i H+ +  HPO42-, dens ækvivalente vægt er (98 g.mol-1) / (2eq / mol-1) = 49 g / ækv. I denne dissociation er H3PO4 frigiver 2 mol H+.

Skønt det ikke er titrerbart i et vandigt medium, vil H3PO4 kan dissociere i 3 H+  +   PO43-. I dette tilfælde er den ækvivalente vægt (98 g.mol-1) / (3 ækv-1) = 32,7 g / ækv. H3PO4 levering i dette tilfælde 3 mol H+.

Derefter har phosphorsyren op til 3 ækvivalente vægte. Men dette er ikke et isoleret tilfælde, for eksempel svovlsyre har to ækvivalente vægte, og kulsyre præsenterer også.

Anvendes i volumetrisk analyse

-For at reducere de fejl, der kan begås under påvirkning af vejningsstoffer, er anvendelsen af ​​et stof med større ækvivalentvægt foretrukket i analytisk kemi. For eksempel i evalueringen af ​​en opløsning af natriumhydroxid med syrer med forskellige ækvivalente vægte. Brugen af ​​syren med større ækvivalentvægt anbefales.

-Ved anvendelsen af ​​massen af ​​en fast syre, som kan reagere med natriumhydroxid, man har valget mellem tre faste syrer dihydrat oxalsyre, kalium syre phthalat og hidrogenoiodato kalium ækvivalentvægte henholdsvis på 63,04 g / eq, 204,22 g / eq og 389 g / eq.

I dette tilfælde foretrækkes det at anvende i evalueringen af ​​natriumhydroxid hidrogenoiodato syre kalium som havende ækvivalentvægt større relativ fejl, der er forpligtet til at veje er mindre.

Anvendes i gravimetrisk analyse

Den tilsvarende vægt defineres på sin egen måde i denne teknik til analyse af stoffer. Her er det bundfaldet, der svarer til et gram af analyten. Dette er elementet eller forbindelsen af ​​interesse i den undersøgelse eller analyse, der udføres.

I gravimetri er det almindeligt at citere resultaterne af analyserne som en brøkdel af analytens masse, ofte udtrykt som en procentdel.

Ækvivalensfaktoren forklares som en numerisk faktor, hvormed bundfaldets masse multipliceres for at opnå analytens masse, sædvanligvis udtrykt i gram.

Gravimetrisk bestemmelse af nikkel

For eksempel i gravimetrisk bestemmelse af det udfældede nikkelholdige det det er bis (dimethylglyoximato nikkel) med en molekylvægt på 288,915 g / mol. Den molære masse af nikkel er 58,6934 g / mol.

Fældningens molære masse mellem molens masse af nikkel frembringer følgende resultat:

288,915 g.mol-1/ 58,6934 g.mol-1 = 4,9244. Dette betyder, at 4,9244 g af forbindelsen er lig med 1 g nikkel; eller med andre ord indeholder 4,99224 g bundfaldet 1 g nikkel.

Ækvivalensfaktoren beregnes ved at dividere molmassen af ​​nikkel ved molarmen af ​​bundfaldet, der indeholder det: 58,693 g.mol-1/ 288,915 g.mol-1 = 0,203151. Dette fortæller os, at pr. Gram af det nikkelholdige bundfald er 0,203151 g nikkel.

Anvendelse i polymerkemi

I polymerens kemi er den tilsvarende vægt af et polymeriseringsreagens massen af ​​polymeren, der har en ækvivalent reaktivitet.

Det er især vigtigt i tilfælde af ionbytterpolymerer: En ækvivalent af en ionbytterpolymer kan udveksle en mol monokargede ioner; men kun en halv mol af dobbelt ladede ioner.

Det er sædvanligt at udtrykke reaktiviteten af ​​en polymer som den inverse af den ækvivalente vægt, som udtrykkes i enheder af mmol / g eller meq / g.

Hvordan beregnes det? eksempler

-Ækvivalent vægt af et kemisk element

Det opnås ved at dividere sin atomvægt ved sin valens:

Peq = Pa / v

Der er elementer, der kun har en ækvivalent vægt og elementer, som kan have 2 eller flere.

Calciumækvivalentvægt

Atomvægt = 40 g / mol

Valencia = +2

Peq = 40 g.mol-1/2eq.mol-1

20 g / ækv

Tilsvarende vægt af aluminium

Atomvægt = 27 g / mol

Valencia = +3

Peq = 27 g.mol-1/ 3 eq.mol-1

9 g / eq

Nikkelækvivalentvægt

Atomvægt = 58,71 g / mol

Valencia = +2 og +3

Nikkel har to ækvivalente vægte svarende til når det reagerer med valens +2 og når det reagerer med valens +3.

Peq = 58,71 g.mol-1/ 2 eq.mol-1

29,35 g / ækv

Peq = 58,71 g.mol-1/ 3 eq.mol-1

19,57 g / ækv

-Ækvivalent vægt af et oxid

En måde at beregne den ækvivalente vægt af et oxid på er ved at dividere sin molekylvægt mellem produktet af metalvalensen ved metalabonnementet.

Peq = Pm / V · S

Pm = molekylvægt af oxidet.

V = metal nedrivning

S = metal subscript

Produktet V · S kaldes kationens samlede eller nettostyring.

Ækvivalent vægt af aluminiumoxid (Al2O3)

Molekylvægt = Al (2 x 27 g / mol) + O (3 x 16 g / mol)

102 g / mol

Valencia = +3

Subindex = 2

Peq Al2O3 = Pm / V · S

Peq Al2O3 = 102 g.mol-1/ 3 eqmol-1. 2

17 g / eq

Der er en anden måde at løse dette problem baseret på støkiometri. I 102 g aluminiumoxid er der 54 gram aluminium og 48 gram oxygen.

Peq del Al = Atomvægt / Valencia

27 g.mol-1/ 3 eq.mol-1

9 g / eq

Baseret på den tilsvarende vægt af aluminium (9 g / eq) beregnes det, at der i 54 g aluminium er 6 ækvivalenter aluminium.

Derefter reagerer 6 ækvivalenter aluminium af egenskaberne af ækvivalenterne med 6 ækvivalenter oxygen for at give 6 ækvivalenter aluminiumoxid.

I 102 g. af aluminiumoxid er der 6 ækvivalenter.

Derfor:

Peq af Al2O3 = 102 g / 6 ækv

17 g / eq

-Ækvivalent vægt af en base

Den ækvivalente vægt opnås ved at dividere dens molekylvægt med antallet af oxyhydrylgrupper (OH).

Ækvivalent vægt af ferrohydroxid, Fe (OH)2

Molekylvægt = 90 g / mol

OH nummer = 2

Peq Fe (OH)2 = 90 g.mol-1/ 2 eq.mol-1

45 g / ækv

-Ækvivalent vægt af en syre

Generelt opnås det ved at dividere dets molekylvægt ved antallet af hydrogen, som giver eller frigiver. Polyprotonsyrer kan dog dissociere eller frigive deres H i forskellige former, så de kan have mere end en ækvivalent vægt.

Tilsvarende vægt af saltsyre, HCI

Ækvivalent vægt HCI = molekylvægt / brinttal

Peq HC1 = g.mol-1/ 1 eq.mol-1

36,5 g / ækv

Ækvivalent vægt af svovlsyre

Svovlsyre (H2SW4) kan adskilles på to måder:

H2SW4 => H+   +    HSO4-

H2SW4 => 2 H+   +    SW42-

Når du slipper en H+ Din PE er:

Molekylvægt = 98 g / mol

Peq = 98 g.mol-1/ 1 eq.mol-1

98 g / peq

Og når det frigiver 2H+:

Molekylvægt = 98 g / mol

Peq = 98 g.mol-1/ 2 eq.mol-1

49 g / ækv

Af samme grund er phosphorsyre (H3PO4) med molekylvægt 98 g / mol, kan have op til tre ækvivalente vægte: 98 g / eq, 49 g / eq og 32,67 g / eq.

-Ækvivalent vægt af et salt

Og endelig kan du beregne den tilsvarende vægt af et salt ved at dividere sin molekylvægt mellem produktet af valens af metal ved abonnementet af metallet.

PE = PM / V · S

Fe ferrisulfat2(SO4)3

Molekylvægt = 400 g / mol

Valencia af jern = +3 ækv. / Mol

Iron subscript = 2

Peq = 400 g.mol-1/ 3 eq.mol-1 x 2

66,67 g / ækv

referencer

  1. Day, R. A. JR. Og Underwood, A. L. Quantitative Analytical Chemistry. Oversættelse af 5til Engelsk udgave. Editorial Prentice Hall Interamericana
  2. Uorganisk kemi (N.D.). Bestemmelse af ækvivalente vægte af oxider. Hentet fra: fullquimica.com
  3. Wikipedia. (2018). Ækvivalent vægt. Hentet fra: en.wikipedia.org
  4. Editors of Encyclopaedia Britannica. (26. september 2016). Ækvivalent vægt. Encyclopædia Britannica. Hentet fra: britannica.com
  5. Ori, Jack. (30. april 2018). Sådan beregnes ækvivalent vægt. Sciencing. Hentet fra: sciencing.com
  6. Den ækvivalente vægt af en syredel 2: Titrering af den ukendte syreprøve. (N.D.). Hentet fra: faculty.uml.edu
  7. Bergstresser M. (2018). Ækvivalent Vægt: Definition & Formel. Undersøgelse. Hentet fra: study.com