ENAKOVREDNA TEŽA: UPORABE IN KAKO GA IZRAČUNATI (S PRIMERI) - KEMIJA - 2026

Ekvivalentno maso (PE) snovi so tiste, ki sodeluje pri kemični reakciji, in se uporablja kot podlaga za titracijo. Glede na vrsto reakcije jo je mogoče opredeliti tako ali drugače.

Za kislinsko-bazične reakcije je PE teža v gramih snovi, ki je potrebna za preskrbo ali reakcijo z enim molom H ⁺ (1.008 g); za redoks reakcije je teža snovi v gramih, ki je potrebna za preskrbo ali reakcijo z enim molom elektronov.

Vir: avtor M.Minderhoud (Belo ozadje Amada44), prek Wikimedia Commons

Za reakcije obarjanja ali zapletov je teža snovi, ki je potrebna za preskrbo ali reagiranje z enim monovalentnim kationom, 1/2 mova dvovalentnega kationa, 1/3 mola trivalentnega kationa . In tako naprej.

Čeprav se na začetku morda zdi nekoliko zapleteno, se nekatere snovi vedno kemijsko obnašajo enako; zato ni težko naučiti vrednosti PE glede na primere.

Izvor ekvivalentne teže

John Dalton (1808) je kot enoto mase predlagal ekvivalentno maso vodika. Vendar se je pojavilo več nasprotovanj temu pristopu. Na primer, opazili smo, da večina elementov ne reagira neposredno z vodikom in tvori preproste spojine (XH).

Poleg tega imajo elementi z različnimi oksidacijskimi stanji, na primer permanganat, več kot eno ekvivalentno maso. Zaradi tega je bilo težko sprejeti ekvivalentno maso kot enoto mase.

Predstavitev Dimitrija Mendeleeva (1869) njegove periodične tabele, v kateri so bile kemijske lastnosti elementov povezane z urejenim vrstnim redom njihovih atomskih uteži, je bil močan argument tistih, ki so nasprotovali uporabi ekvivalentne teže kot enote maša.

Pravzaprav ni treba uporabljati izraza "ekvivalent", saj je mogoče vsak stehiometrični izračun opraviti v smislu molov. Vendar se ta izraz pogosto uporablja in ga ne smemo prezreti.

Za udobje smo uvedli izraz "ekvivalent": ekvivalent katere koli kisline reagira z ekvivalentom katere koli baze; en ekvivalent katerega koli oksidacijskega sredstva reagira z enim ekvivalentom katerega koli reducirnega sredstva itd.

Prijave

Uporaba v splošni kemiji

Kovine

Uporaba PE v elementih in kemičnih spojinah je bila nadomeščena z uporabo njegove molarne mase. Glavni razlog je obstoj elementov in spojin z več kot enakovredno težo.

Na primer, železo (Fe), element z atomsko maso 55,85 g / mol, ima dve valenciji: +2 in +3. Zato ima dve enakovredni uteži: kadar deluje z valenco +2, njegova ekvivalentna teža znaša 27,93 g / eq; medtem ko je pri uporabi valence +3 njegova ekvivalentna teža 18,67 g / ekv.

Seveda ne moremo govoriti o obstoju enakovredne teže Fe, vendar je mogoče poudariti obstoj atomske teže Fe.

Kisline

Fosforna kislina ima molekulsko maso 98 g / mol. Ko te kisline disociira na H ⁺ + H ₂ PO ₄ ^- , da ima ekvivalentno maso 98 g / ekv, saj sprosti 1 mol H ⁺ . Če fosforjeva kislina disociira na H ⁺ + HPO ₄ ^2– , je njena ekvivalentna teža (98 g.mol ^-1 ) / (2eq / mol ^-1 ) = 49 g / ekv. V tej disociaciji H ₃ PO ₄ sprosti 2 mola H ⁺ .

Čeprav ga v vodnem mediju ni mogoče titrirati, se lahko H ₃ PO ₄ disociira na 3 H ⁺ + PO ₄ ^3– . V tem primeru je ekvivalentna teža (98 g.mol ^-1 ) / (3 ekv. Mol ^-1 ) = 32,7 g / ekv. H ₃ PO ₄ v tem primeru odda 3 mole H ⁺ .

Torej, fosforjeva kislina ima do 3 ekvivalentne teže. Vendar to ni osamljen primer, tako ima na primer žveplova kislina dve enakovredni teži, ogljikova kislina pa tudi.

Uporaba v volumetrični analizi

-Za zmanjšanje napak, ki bi lahko nastale med delovanjem tehtanja snovi, je v analitični kemiji prednostna uporaba snovi z večjo enakovredno težo. Na primer pri titraciji raztopine natrijevega hidroksida s kislinami različnih ekvivalentnih mas. Priporočamo uporabo kisline z najvišjo ekvivalentno maso.

-Pri uporabi mase trdne kisline, ki lahko reagira z natrijevim hidroksidom, lahko izbirate med tremi trdnimi kislinami: dihidrat oksalne kisline, ftalat kalijeve kisline in kalijev hidroksidat z enakovrednimi utežmi 63,04 g / ekv., 204,22 g / ekv. in 389 g / ekv.

V tem primeru je za titriranje natrijevega hidroksida prednostno uporabiti kalijevega hidrodiodatna kislina, ker ima večja ekvivalentna teža, je relativna napaka, ki jo naredimo pri tehtanju, manjša.

Uporaba pri gravimetrični analizi

V tehniki analize snovi je enakovredna teža določena na svoj način. Tukaj je masa oborine tista, ki ustreza enemu gramu analita. To je element ali sestavina, ki jo zanima študija ali analiza, ki se izvaja.

V gravimetriji je običajno, da rezultate analiz navajamo kot del mase analita, pogosto izražen v odstotkih.

Faktor enakovrednosti je razložen kot številčni faktor, s katerim je treba množiti maso oborine, da dobimo maso analita, običajno izraženo v gramih.

Gravimetrična določitev niklja

Na primer pri gravimetričnem določanju niklja je oborina, ki jo vsebuje, bis (nikelj dimetilglioksimat) z molsko maso 288.915 g / mol. Molarna masa niklja je 58,6934 g / mol.

Molarna masa oborine, deljena z molsko maso niklja, ima naslednji rezultat:

288.915 g.mol ^-1 / 58.6934 g.mol ^-1 = 4.9224. To pomeni, da je 4,9224 g spojine enako 1 g niklja; Ali z drugimi besedami, 4,9224 g oborine vsebuje 1 g niklja.

Faktor enakovrednosti se izračuna tako, da se molska masa niklja deli z molarno maso oborine, ki jo vsebuje: 58.693 g.mol ^-1 / 288.915 g.mol ^-1 = 0.203151. To nam pove, da na gram oborine, ki vsebuje nikelj, 0,203151 g niklja.

Uporaba v polimerni kemiji

V polimerni kemiji je ekvivalentna teža polimerizacijskega reagenta masa polimera, ki ima en ekvivalent reaktivnosti.

Še posebej pomembno je pri ionsko izmenljivih polimerih: en ekvivalent ionskega izmenjevalnega polimera lahko izmenja en mol monopolnjenih ionov; toda le pol mola dvojno nabitih ionov.

Običajno je izraziti reaktivnost polimera kot obratno ekvivalentno maso, izraženo v enotah mmol / g ali meq / g.

Kako izračunati? Primeri

-Ekvivalentna teža kemičnega elementa

Dobi se tako, da se atomska teža deli z valenco:

Peq = Pa / v

Obstajajo predmeti, ki imajo samo eno ekvivalentno maso, in predmeti, ki imajo lahko 2 ali več.

Enakovredna teža kalcija

Atomska teža = 40 g / mol

Valencia = +2

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

20 g / ekv

Enakovredna teža aluminija

Atomska teža = 27 g / mol

Valencia = +3

Peq = 27 g.mol ^-1 / 3 ekv. Mol ^-1

9 g / ekv

Ekvivalentna teža niklja

Atomska teža = 58,71 g / mol

Valencia = +2 in +3

Nikelj ima dve enakovredni uteži, ki ustrezata, kadar reagira z valenco +2 in ko reagira z valenco +3.

Peq = 58,71 g.mol ^-1 / 2 ekv. Mol ^-1

29,35 g / ekv

Peq = 58,71 g.mol ^-1 / 3 ekv. Mol ^-1

19,57 g / ekv

-Ekvivalentna teža oksida

Eden od načinov za izračun ekvivalentne teže oksida je deljenje njegove molekulske mase na valenčni proizvod kovine in napisnik kovine.

Peq = Pm / V S

Pm = molekulska masa oksida.

V = valenca kovine

S = kovinski podpis

Izdelek V · S se navaja kot skupni ali neto naboj kationa.

Enakovredna teža aluminijevega oksida (Al

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

102 g / mol

Valencia = +3

Naročnik = 2

Peq Al ₂ O ₃ = Pm / V S

Peq Al ₂ O ₃ = 102 g.mol ^-1 / 3 ekvmol ^-1 . dva

17 g / ekv

Obstaja še en način reševanja tega problema na podlagi stehiometrije. V 102 g aluminijevega oksida je 54 gramov aluminija in 48 gramov kisika.

Peq del Al = Atomska teža / Valencia

27 g.mol ^-1 / 3 ekv.mol ^-1

9 g / ekv

Na podlagi ekvivalentne mase aluminija (9 g / ekv.) Izračunamo, da je v 54 g aluminija 6 ekvivalentov aluminija.

Potem iz lastnosti ekvivalentov: 6 ekvivalentov aluminija reagira s 6 ekvivalentov kisika, da dobimo 6 ekvivalentov aluminijevega oksida.

Leta 102 g. aluminijevega oksida je 6 ekvivalentov.

Tako:

Majhno od Al ₂ O ₃ = 102 g / 6 ekv

17 g / ekv

-Ekvivalentna teža baze

Ekvivalentna teža dobimo tako, da delimo njeno molekulsko maso na število oksihidrilnih skupin (OH).

Enakovredna teža železovega hidroksida, Fe (OH)

Molekularna teža = 90 g / mol

OH številka = 2

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

45 g / ekv

-Ekvivalentna teža kisline

Na splošno jo dobimo tako, da delimo molekulsko maso na število vodika, ki ga odda ali sprosti. Vendar lahko polirotonske kisline disociirajo ali sprostijo svoj H na različne načine, tako da imajo lahko več kot eno ekvivalentno maso.

Enakovredna teža klorovodikove kisline, HCl

Ekvivalentna masa HCl = molekulska masa / število vodika

Peq HCl = g.mol ^-1 / 1 ekv.mol ^-1

36,5 g / ekv

Enakovredna teža žveplove kisline

Žveplova kislina (H ₂ SO ₄ ) lahko disocira na dva načina:

H ₂ SO ₄ => H ⁺ + HSO ₄ ^-

H ₂ SO ₄ => 2 H ⁺ + SO ₄ ^2-

Ko sprosti H ^{+, je} njegov PE:

Molekularna teža = 98 g / mol

Peq = 98 g.mol ^-1 / 1 ekv.mol ^-1

98 g / majhno

Ko izdate 2H ⁺ :

Molekularna teža = 98 g / mol

Peq = 98 g.mol ^-1 / 2 ekv. Mol ^-1

49 g / ekv

Iz istega razloga ima lahko fosforjeva kislina (H ₃ PO ₄ ) molekulske mase 98 g / mol do tri ekvivalentne teže: 98 g / ekv, 49 g / ekv in 32,67 g / ekv.

- Enakovredna teža soli

In končno, lahko ekvivalentno maso soli izračunamo tako, da delimo njeno molekulsko maso na produkt valencije kovine in vložka kovine.

PE = PM / V S

Železov sulfat Fe

Molekularna teža = 400 g / mol

Valenca železa = +3 ekv / mol

Železni podpis = 2

Peq = 400 g.mol ^-1 / 3 ekv. Mol ^-1 x 2

66,67 g / ekv

Reference

1. Dan, RA JR. In Underwood, AL kvantitativna analitična kemija. Prevod 5. izdaje ^v angleščino. Uredništvo Prentice Hall Interamericana
2. Anorganska kemija. (sf). Določitev ekvivalentne mase oksidov. Pridobljeno: fullquimica.com
3. Wikipedija. (2018). Enakovredna teža. Pridobljeno: en.wikipedia.org
4. Uredniki Encyclopeedia Britannica. (2016, 26. septembra). Enakovredna teža. Encyclopædia Britannica. Pridobljeno: britannica.com
5. Ori, Jack. (30. april 2018). Kako izračunati ekvivalentno maso. Sciaching. Pridobljeno: sciaching.com
6. Enakovredna teža kisline 2. del: Titracija vzorca neznane kisline. (sf). Pridobljeno: fakulteta.uml.edu
7. Bergstresser M. (2018). Enakovredna teža: Definicija in formula. Študij. Pridobljeno: study.com