- Originea greutății echivalente
- Aplicații
- Utilizare în chimie generală
- metale
- acizi
- Utilizare în analiza volumetrică
- Utilizare în analiza gravimetrică
- Determinarea gravimetrică a nichelului
- Utilizări în chimia polimerilor
- Cum să-l calculez? Exemple
- -Persiunea echivalentă a unui element chimic
- Greutatea echivalentă a calciului
- Greutatea echivalentă a aluminiului
- Greutate echivalentă cu nichel
- -Persiunea echivalentă a unui oxid
- Greutatea echivalentă a oxidului de aluminiu (Al
- -Persiunea echivalentă a unei baze
- Greutatea echivalentă a hidroxidului feros, Fe (OH)
- -Persiunea echivalentă a unui acid
- Greutatea echivalentă a acidului clorhidric, HCl
- Greutatea echivalentă a acidului sulfuric
- -Persiunea echivalentă a unei sări
- Sulfat feric Fe
- Referințe
Greutatea echivalentă (PE) a unei substanțe este cea care participă într - o reacție chimică, și este utilizată ca bază pentru o titrare. În funcție de tipul de reacție, acesta poate fi definit într-un fel sau altul.
Pentru reacțiile acid-bazice, PE este greutatea în grame de substanță necesară pentru a furniza sau reacționa cu un mol de H + (1,008 g); pentru reacții redox, greutatea în grame a substanței care este necesară pentru a furniza sau reacționa cu un mol de electroni.
Sursa: De M.Minderhoud (Fundal alb de Amada44), prin Wikimedia Commons
Pentru reacții de precipitare sau complexare, greutatea substanței necesare pentru a furniza sau reacționa cu un mol de cation monovalent, 1/2 mol de cation divalent, 1/3 mol de cation trivalent . Si asa mai departe.
Deși poate părea un pic complicat la început, unele substanțe se comportă întotdeauna chimic în același mod; prin urmare, nu este dificil să înveți valorile PE date fiind cazurile.
Originea greutății echivalente
John Dalton (1808) a propus greutatea echivalentă a hidrogenului ca unitate de masă. Cu toate acestea, au apărut o serie de obiecții la această abordare. De exemplu, s-a observat că majoritatea elementelor nu au reacționat direct cu hidrogenul pentru a forma compuși simpli (XH).
Mai mult, elementele cu diferite stări de oxidare, de exemplu permanganatul, au mai mult de o greutate echivalentă. Acest lucru a făcut dificilă acceptarea greutății echivalente ca unitate de masă.
Prezentarea lui Dimitri Mendeleev (1869) a tabelului său periodic, în care proprietățile chimice ale elementelor erau legate de ordinea ordonată a greutăților lor atomice, a constituit un argument puternic de către cei care s-au opus folosirii greutății echivalente ca unitate de masa.
De fapt, nu este necesar să folosiți termenul „echivalent”, deoarece orice calcul stoechiometric se poate face în termeni de alunițe. Cu toate acestea, acest termen este adesea folosit și nu trebuie ignorat.
Pentru comoditate, a fost introdus termenul „echivalent”: un echivalent al oricărui acid reacționează cu un echivalent al oricărei baze; un echivalent al oricărui agent oxidant reacționează cu un echivalent al oricărui agent reducător etc.
Aplicații
Utilizare în chimie generală
metale
Utilizarea PE în elemente și compuși chimici a fost înlocuită cu utilizarea masei sale molare. Motivul principal este existența elementelor și a compușilor cu mai mult de o greutate echivalentă.
De exemplu, fierul (Fe), un element cu o greutate atomică de 55,85 g / mol, are două valențe: +2 și +3. Prin urmare, are două greutăți echivalente: când funcționează cu valența +2 greutatea sa echivalentă este de 27,93 g / ech. în timp ce, atunci când utilizați valența +3, greutatea echivalentă este de 18,67 g / ech.
Desigur, nu se poate vorbi despre existența unei greutăți echivalente a Fe, dar poate fi evidențiată existența unei greutăți atomice a Fe.
acizi
Acidul fosforic are o greutate moleculară de 98 g / mol. Când acest disociază acid in H + + H 2 PO 4 - , are o greutate echivalentă de 98 g / echiv, deoarece eliberează 1 mol de H + . Dacă acidul fosforic se disociază în H + + HPO 4 2– , greutatea sa echivalentă este (98 g.mol -1 ) / (2 ec / mol -1 ) = 49 g / ech. În această disociere, H 3 PO 4 eliberează 2 moli de H + .
Deși nu este titrat într-un mediu apos, H 3 PO 4 se poate disocia în 3 H + + PO 4 3– . În acest caz, greutatea echivalentă este (98 g.mol -1 ) / (3 echiv.mol -1 ) = 32,7 g / ech. H 3 PO 4 furnizează în acest caz 3 moli de H + .
Deci, acidul fosforic are până la 3 greutăți echivalente. Dar acesta nu este un caz izolat, așa că, de exemplu, acidul sulfuric are două greutăți echivalente, iar acidul carbonic are și el.
Utilizare în analiza volumetrică
-Pentru a reduce erorile care pot fi comise în timpul acțiunii substanțelor de cântărire, în chimia analitică este preferată utilizarea unei substanțe cu o greutate echivalentă mai mare. De exemplu, în titrarea unei soluții de hidroxid de sodiu cu acizi cu greutăți echivalente diferite. Se recomandă utilizarea acidului cu cea mai mare greutate echivalentă.
-În cazul utilizării masei unui acid solid care poate reacționa cu hidroxid de sodiu, aveți opțiunea de a alege între trei acizi solizi: acid oxalic dihidrat, acid ftalat de potasiu și hidrogenodat de potasiu, cu greutăți echivalente respectiv 63,04 g / ech, 204,22 g / echq și 389 g / ech.
În acest caz, este preferat să se utilizeze acid de hidrogeniodat de potasiu în titrarea hidroxidului de sodiu, deoarece având o greutate echivalentă mai mare, eroarea relativă făcută la cântărirea este mai mică.
Utilizare în analiza gravimetrică
Greutatea echivalentă este definită în felul său în această tehnică de analiză a substanțelor. Aici, masa precipitatului corespunde unui gram de analit. Acesta este elementul sau compusul de interes pentru studiul sau analiza care se realizează.
În gravimetrie, este obișnuit să cităm rezultatele analizelor ca o fracțiune din masa analitului, adesea exprimată în procente.
Factorul de echivalență este explicat ca un factor numeric prin care masa precipitatului trebuie înmulțită pentru a obține masa analitului, exprimată de obicei în grame.
Determinarea gravimetrică a nichelului
De exemplu, în determinarea gravimetrică a nichelului, precipitatul care îl conține este bis (dimetilglyoximat de nichel) cu o masă molară de 288.915 g / mol. Masa molară a nichelului este 58.6934 g / mol.
Masa molară a precipitatului împărțită la masa molară de nichel produce următorul rezultat:
288.915 g.mol -1 / 58.6934 g.mol -1 = 4.9224. Aceasta înseamnă că 4,9224 g compus este egal cu 1 g de nichel; Sau cu alte cuvinte, 4,9224 g precipitat conțin 1 g de nichel.
Factorul de echivalență este calculat împărțind masa molară de nichel la masa molară a precipitatului care îl conține: 58.693 g.mol -1 / 288.915 g.mol -1 = 0.203151. Acest lucru ne spune că pentru fiecare gram de precipitat care conține nichel există 0,203151 g de nichel.
Utilizări în chimia polimerilor
În chimia polimerică, greutatea echivalentă a unui reactiv de polimerizare este masa polimerului care are un echivalent al reactivității.
Este deosebit de important în cazul polimerilor cu schimb de ioni: un echivalent al unui polimer de schimb ionic poate schimba un aluniță de ioni monocharged; dar numai o jumătate de aluniță de ioni dublu încărcați.
Este comună exprimarea reactivității unui polimer ca inversul greutății echivalente, care este exprimat în unități de mmol / g sau meq / g.
Cum să-l calculez? Exemple
-Persiunea echivalentă a unui element chimic
Se obține prin împărțirea greutății sale atomice la valența sa:
Peq = Pa / v
Există articole care au o singură greutate echivalentă și articole care pot avea 2 sau mai multe.
Greutatea echivalentă a calciului
Greutate atomică = 40 g / mol
Valencia = +2
Peq = 40 g.mol -1 / 2eq.mol -1
20 g / ech
Greutatea echivalentă a aluminiului
Greutate atomică = 27 g / mol
Valencia = +3
Peq = 27 g.mol -1 / 3 echiv.mol -1
9 g / ech
Greutate echivalentă cu nichel
Greutate atomică = 58,71 g / mol
Valencia = +2 și +3
Nichelul are două greutăți echivalente care corespund când reacționează cu valența +2 și când reacționează cu valența +3.
Peq = 58,71 g.mol -1 / 2 eq.mol -1
29,35 g / ech
Peq = 58,71 g.mol -1 / 3 eq.mol -1
19,57 g / ech
-Persiunea echivalentă a unui oxid
O modalitate de a calcula greutatea echivalentă a unui oxid este prin împărțirea masei sale moleculare la produsul de valență al metalului și indiciul metalului.
Peq = Pm / V S
Pm = greutatea moleculară a oxidului.
V = valența metalului
S = subscriptie de metal
Produsul V · S este denumit încărcare totală sau netă a cationului.
Greutatea echivalentă a oxidului de aluminiu (Al
Greutate moleculară = Al (2 x 27 g / mol) + O (3 x 16 g / mol)
102 g / mol
Valencia = +3
Abonament = 2
Pech Al 2 O 3 = Pm / V S
Pech Al 2 O 3 = 102 g.mol -1 / 3 eqmol -1 . Două
17 g / ech
Există un alt mod de a rezolva această problemă pe baza stoichiometriei. În 102 g de oxid de aluminiu există 54 de grame de aluminiu și 48 de grame de oxigen.
Peq del Al = Greutatea atomică / Valencia
27 g.mol -1 / 3 echiv.mol -1
9 g / ech
Pe baza greutății echivalente a aluminiului (9 g / ech.), Se calculează că în 54 g de aluminiu există 6 echivalenți de aluminiu.
Apoi, din proprietățile echivalenților: 6 echivalenți de aluminiu vor reacționa cu 6 echivalenți de oxigen pentru a da 6 echivalenți de oxid de aluminiu.
În 102 g. din oxid de aluminiu există 6 echivalenți.
Prin urmare:
Mici Al 2 O 3 = 102 g / 6 echiv
17 g / ech
-Persiunea echivalentă a unei baze
Greutatea echivalentă este obținută prin împărțirea masei sale moleculare la numărul de grupări oxihidril (OH).
Greutatea echivalentă a hidroxidului feros, Fe (OH)
Greutate moleculară = 90 g / mol
Numărul OH = 2
Peq Fe (OH) 2 = 90 g.mol -1 / 2 echiv.mol -1
45 g / ech
-Persiunea echivalentă a unui acid
În general, se obține prin împărțirea greutății sale moleculare la numărul de hidrogen pe care îl dă sau îl eliberează. Cu toate acestea, acizii polotonici se pot disocia sau elibera H în diferite moduri, astfel încât pot avea mai mult de o greutate echivalentă.
Greutatea echivalentă a acidului clorhidric, HCl
Greutate echivalentă HCl = greutate moleculară / număr de hidrogen
Peq HCl = g.mol -1 / 1 echiv.mol -1
36,5 g / ech
Greutatea echivalentă a acidului sulfuric
Acidul sulfuric (H 2 SO 4 ) se poate disocia în două moduri:
H 2 SO 4 => H + + HSO 4 -
H 2 SO 4 => 2 H + + SO 4 2-
Când eliberează un H + , PE este:
Greutate moleculară = 98 g / mol
Peste = 98 g.mol -1 / 1 echiv.mol -1
98 g / mic
Și când eliberezi 2H + :
Greutate moleculară = 98 g / mol
Peste = 98 g.mol -1 / 2 echiv.mol -1
49 g / ech
Din același motiv, acidul fosforic (H 3 PO 4 ) cu greutatea moleculară 98 g / mol, poate avea până la trei greutăți echivalente: 98 g / ech, 49 g / ech și 32,67 g / ech.
-Persiunea echivalentă a unei sări
Și în sfârșit, greutatea echivalentă a unei sări poate fi calculată prin împărțirea greutății sale moleculare la produsul din valența metalului și subscripția metalului.
PE = PM / V S
Sulfat feric Fe
Greutate moleculară = 400 g / mol
Valența de fier = +3 echivalenți / mol
Abonament de fier = 2
Peq = 400 g.mol -1 / 3 echiv.mol -1 x 2
66,67 g / ech
Referințe
- Ziua, RA JR. Și Underwood, AL Chimie Analitică Cantitativă. Traducerea ediției a 5- a în engleză. Editorial Prentice Hall Interamericana
- Chimie anorganică. (Sf). Determinarea greutăților echivalente ale oxizilor. Recuperat de la: fullquimica.com
- Wikipedia. (2018). Greutate echivalentă. Recuperat de la: en.wikipedia.org
- Redactorii Encyclopaedia Britannica. (2016, 26 septembrie). Greutate echivalentă. Encyclopædia Britannica. Recuperat de la: britannica.com
- Ori, Jack. (30 aprilie 2018). Cum se calculează greutatea echivalentă. Sciencing. Recuperat de la: știința.com
- Greutatea echivalentă a unei părți acide 2: Titrarea eșantionului de acid necunoscut. (Sf). Recuperat din: facultate.uml.edu
- Bergstresser M. (2018). Greutate echivalentă: definiție și formulă. Studiu. Recuperat din: studiu.com