Az egyenértékű tömeghasználat és annak kiszámítása (példákkal)

az egyenértékű tömeg (PE) egy olyan anyag, amely vegyi reakcióban vesz részt, és a titrálás alapjául szolgál. A reakció típusától függően egy vagy más módon definiálható.

Sav-bázis reakciók esetén a PE az anyag egy gramm H-ra történő adagolásához vagy reagálásához szükséges anyag tömege grammban⁺ (1,008 g); a redox-reakciók esetében az anyag egy grammban kifejezett súlya grammban, ami egy mól elektron megadásához vagy reakciójához szükséges.

A kicsapódás vagy komplexképző reakciók esetében az egy mólnyi monovalens kation, vagy 1/2 mol kétértékű kation, 1/3 mól háromértékű kation beadásához vagy reagálásához szükséges anyag tömege. . És így tovább.

Bár először kissé bonyolultnak tűnhet, egyes anyagok ugyanúgy viselkednek kémiailag; ennélfogva nem nehéz megismerni a PE értékeket az esetek alapján.

index

• 1 Az azonos súlyú eredet
• 2 Használat
  • 2.1. Általános kémiai felhasználás 
  • 2.2 Használat volumetrikus analízisben
  • 2.3. Gravimetriás analízisben
  • 2.4 A polimer kémiai felhasználása
• 3 Hogyan kell kiszámítani? Példák
  • 3.1 - Egy kémiai elem egyenértékű súlya
  • 3.2 - Egy oxid egyenértékű súlya
  • 3.3 Egy bázis egyenértékű súlya
  • 3.4 - Egy sav egyenértékű súlya
  • 3.5 - Egy só egyenértékű tömege
• 4 Referenciák

Az azonos súlyú eredet

John Dalton (1808) a hidrogén ekvivalens tömegét javasolta tömegegységként. Ennek ellenére számos kifogást emeltek. Például rámutattunk arra, hogy az elemek nagy része nem reagált közvetlenül a hidrogénnel, hogy egyszerű vegyületeket képezzen (XH)..

Ezenkívül a különböző oxidációs állapotú elemek, például a permanganát, több mint egyenértékű tömegűek. Ez akadályozta az egyenértékű tömeg tömegegység elfogadását.

Dimitri Mendeleev (1869) időszakos asztali előadása, amelyben az elemek kémiai tulajdonságai az atomtömeg rendezett sorrendjéhez kapcsolódtak, erős érvként szolgáltak azoknak, akik ellenezték az egyenértékű tömeg használatát. tömeg.

Valójában nincs szükség az "egyenértékű" kifejezés használatára, mivel bármilyen sztöchiometrikus számítás elvégezhető a mólokban. Ezt a kifejezést azonban gyakran használják, és nem célszerű figyelmen kívül hagyni.

A kényelem érdekében az "ekvivalens" kifejezést vezettük be: bármely sav egyenértéke bármilyen bázis ekvivalensével reagál; Bármely oxidálószer ekvivalense bármely redukálószerrel egyenértékűre reagál, stb..

alkalmazások

Használat az általános kémia területén

fémek

A PE-k használatát az elemekben és a kémiai vegyületekben a móltömege váltotta fel. Ennek fő oka az, hogy léteznek olyan elemek és vegyületek, amelyek egyenértékűek.

Például a vas (Fe), egy 55,85 g / mol atomtömegű elem, két valenciával rendelkezik: +2 és +3. Ezért két egyenértékű súlya van: amikor a valencia +2-vel működik, az egyenérték súlya 27,93 g / eq; míg a 3-as valencia alkalmazásakor ekvivalens súlya 18,67 g / eq.

Természetesen nem beszélhetünk a hit egyenértékű súlyának létezéséről, de rámutathatunk a hit atomi súlyának létezésére..

savak

A foszforsav molekulatömege 98 g / mol. Ez a sav H-ben disszociálva⁺ + H₂PO₄^-,  Ennek ekvivalens tömege 98 g / ekvivalens, mivel 1 mól H-t szabadít fel⁺. Ha a foszforsav H-ben disszociál⁺ +  MSZH₄^2-, egyenértékű súlya (98 g.mol^-1) / (2 ekv / mol^-1) = 49 g / ekv. Ebben a disszociációban a H₃PO₄ 2 mól H-t szabadít fel⁺.

Bár nem vizes közegben titrálható, a H₃PO₄ 3 H-ban disszociálhat⁺  +   PO₄^3-. Ebben az esetben az egyenérték súlya (98 g.mol^-1) / (3 eq.mol^-1) = 32,7 g / ekv. A H₃PO₄ ebben az esetben 3 mol H⁺.

Ezután a foszforsav maximum 3 ekvivalens súlyt tartalmaz. De ez nem egy különálló eset, például a kénsavnak két egyenértékű súlya van, és a szénsav is megjelenik.

Használata volumetrikus analízisben

-Annak érdekében, hogy csökkentsük a mérlegelő anyagok működése során elkövetett hibákat, az analitikai kémia esetében előnyösebb a nagyobb egyenértékű anyag alkalmazása. Például nátrium-hidroxid oldatának különböző ekvivalens tömegű savakkal történő értékelésében. A nagyobb ekvivalens tömegű sav használata javasolt.

-A nátrium-hidroxiddal reagáló szilárd sav tömegének használatakor lehetősége van három szilárd sav közül választani: oxálsav-dihidrát, kálium-ftalát-sav és kálium-hidrogén-jodát, amelyek egyenértékűek a súlyokkal. 63,04 g / eq, 204,22 g / eq és 389 g / ekv.

Ebben az esetben előnyös a kálium-hidrogén-peroxid alkalmazása a nátrium-hidroxid értékelésénél, mivel a méréskor keletkező relatív hiba kisebb, ha nagyobb egyenértékű súlyt kapunk..

Alkalmazása gravimetriás analízisben

Az anyag analízisében az egyenértékű súlyt saját maga határozza meg. Itt a csapadék tömege megfelel az analit egy grammjának. Ez az elem vagy összetevő az érdeklődésre számot tartó tanulmányban vagy elemzésben.

A gravimetriában gyakori, hogy az analízis eredményeit az analit tömegének töredéke, gyakran százalékban kifejezve..

Az ekvivalencia tényezőt olyan numerikus tényezőnek nevezzük, amellyel a csapadék tömegét megszorozzuk, hogy megkapjuk az analit tömegét, általában grammban kifejezve..

A nikkel gravimetriás meghatározása

Például a nikkel-gravimetriás meghatározás során a benne lévő csapadék nikkel-bisz (dimetil-glioxilát), amelynek moláris tömege 288,915 g / mol. A nikkel moláris tömege 58,6934 g / mol.

A nikkel moláris tömege közötti csapadék móltömege a következő eredményt eredményezi:

288,915 g.mol^-1/ 58,6934 g.mol^-1 = 4,9224. Ez azt jelenti, hogy 4,9224 g vegyület 1 g nikkel; Más szóval, 4,9224 g csapadék 1 g nikkelt tartalmaz.

Az ekvivalencia tényezőt úgy számítják ki, hogy a nikkel moláris tömegét az azt tartalmazó csapadék moláris tömegével elosztjuk: 58,693 g.mol.^-1/ 288,915 g.mol^-1 = 0,203151. Ez azt jelenti, hogy a nikkeltartalmú csapadék grammonként 0,203151 g nikkelt tartalmaz.

A polimer kémiai felhasználása

A polimerek kémiájában a polimerizációs reagens ekvivalens súlya a polimer tömege, amely a reaktivitással egyenértékű.

Különösen fontos az ioncserélő polimerek esetében: egy ekvivalens ioncserélő polimer cserélhet egy mól monokompressziós ionokat; de csak két mól kettős töltésű ion.

A polimer reakcióképességét szokásos módon ekvivalens tömegű fordított értékként fejezzük ki, amelyet mmol / g vagy meq / g egységben fejezünk ki..

Hogyan kell kiszámítani? Példák

-Egy kémiai elem egyenértékű súlya

Ezt úgy kapjuk, hogy az atomtömegét valenciájával osztják el:

Peq = Pa / v

Vannak olyan elemek, amelyeknek csak egyenértékű súlya van, és olyan elemekkel rendelkezik, amelyek 2 vagy annál nagyobbak lehetnek.

Kalcium-ekvivalens tömeg

Atomtömeg = 40 g / mol

Valencia = +2

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

20 g / ekv

Az alumínium egyenértékű súlya

Atomtömeg = 27 g / mol

Valencia = +3

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

9 g / ekv

Nikkel egyenértékű tömeg

Atomtömeg = 58,71 g / mol

Valencia = +2 és +3

A nikkelnek két egyenértékű súlya van, amely megfelel a valencia +2-vel való reagálásnak, és amikor a 3-as valenciával reagál.

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

29,35 g / ekv

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

19,57 g / ekv

-Egy oxid egyenértékű súlya

Az oxid ekvivalens tömegének kiszámításának egyik módja a molekulatömeg megoszlása ​​a fémváltozás terméke között a fémindexrel.

Peq = Pm / V · S

Pm = az oxid molekulatömege.

V = fémbontás

S = fém index

A V · S terméket a kation teljes vagy nettó töltésének nevezzük.

Az alumínium-oxid egyenértékű tömege (Al₂O₃)

Molekulatömeg = 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^-1/ 3 eqmol^-1. 2

17 g / ekv

A sztöchiometrián alapuló másik probléma megoldására van lehetőség. 102 g alumínium-oxidban 54 g alumíniumot és 48 gramm oxigént tartalmaz.

Peq del Al = Atomtömeg / Valencia

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

9 g / ekv

Az alumínium (9 g / eq) egyenérték súlya alapján kiszámítottuk, hogy 54 g alumíniumban 6 ekvivalens alumínium van..

Ezután az ekvivalens tulajdonságaitól 6 ekvivalens alumíniumot 6 ekvivalens oxigénnel reagáltatva 6 ekvivalens alumínium-oxidot kapunk..

102 g-ban. alumínium-oxid 6 ekvivalens.

ezért:

Peq of Al₂O₃ = 102 g / 6 ekv

17 g / ekv

-Egy alap egyenértékű súlya

Az ekvivalens súlyt úgy kapjuk meg, hogy a molekulatömegét az oxi-hidril-csoportok (OH) számával elosztjuk..

Ferro-hidroxid, Fe (OH) egyenértékű tömege₂

Molekulatömeg = 90 g / mol

OH szám = 2

Peq Fe (OH)₂ = 90 g^-1/ 2 eq.mol^-1

45 g / ekv

-Egy sav egyenértékű súlya

Általában azt úgy kapjuk, hogy molekulatömegét a hidrogéntartalmú vagy kibocsátó hidrogén számával osztjuk el. A poliprotonikus savak azonban különféle formákban disszociálhatnak vagy szabadulhatnak fel, így több, mint egyenértékű tömegük lehet.

Egyenértékű sósav, sósav

Egyenértékű HCl = molekulatömeg / hidrogénszám

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

36,5 g / ekv

A kénsav egyenértékű tömege

A kénsav (H₂SW₄) kétféleképpen lehet elválasztani:

H₂SW₄ => H⁺   +    HSO₄^-

H₂SW₄ => 2 H⁺   +    SW₄^2-

Amikor egy H-ot elengedsz⁺ A PE a következő:

Molekulatömeg = 98 g / mol

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

98 g / peq

És amikor kiadja a 2H-ot⁺:

Molekulatömeg = 98 g / mol

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

49 g / ekv

Ugyanezen okból a foszforsav (H)₃PO₄) 98 g / mol molekulatömegű, legfeljebb három ekvivalens súlyt tartalmazhat: 98 g / eq, 49 g / eq és 32,67 g / eq.

-Egy só egyenértékű súlya

Végül pedig kiszámíthatja a só egyenértékű tömegét, osztva a molekulatömegét a fém értékének terméke között a fém indexével..

PE = PM / V · S

Fe vas-szulfát₂(SO₄)₃

Molekulatömeg = 400 g / mol

Valencia vas = +3 eq / mol

Vas alszám = 2

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

66,67 g / ekv

referenciák

1. Nap, R. A. JR. És Underwood, A. L. Quantitative Analytical Chemistry. Translation 5^hogy Angol nyelvű kiadás. Szerkesztő Prentice Hall Interamericana
2. Szervetlen kémia (N.d.). Az oxidok egyenértékű tömegének meghatározása. A lap eredeti címe: fullquimica.com
3. Wikipedia. (2018). Egyenértékű súly. Lap forrása: en.wikipedia.org
4. Az Encyclopaedia Britannica szerkesztői. (2016. szeptember 26.). Egyenértékű súly. Encyclopædia Britannica. A lap eredeti címe: britannica.com
5. Ori, Jack. (2018. április 30.). Az egyenértékű súly kiszámítása. Sciencing. A lap eredeti címe: sciencing.com
6. A sav 2. részének egyenértékű tömege: az ismeretlen savminta titrálása. (N.d.). Lap forrása: faculty.uml.edu
7. Bergstresser M. (2018). Egyenértékű súly: meghatározás és képlet. Tanulmány. Visszaváltva: study.com