Tilsvarende vektbruk og beregning av det (med eksempler)



den ekvivalentvekt (PE) av et stoff er en som deltar i en kjemisk reaksjon, og brukes som grunnlag for en titrering. Avhengig av type reaksjon kan den defineres på en eller annen måte.

For syrebasereaksjoner er PE vekten i gram av stoffet som kreves for å forsyne eller reagere med en mol H+ (1,008 g); for redoksreaksjoner, vekten i gram av stoffet som kreves for å forsyne eller reagere med en mol elektroner.

For utfellingsreaksjoner eller kompleksdannelse, vekten av det stoff som er nødvendig for å tilføre eller reagere med et mol av en enverdig kation, 1/2 mol av et toverdig kation, 1/3 mol av treverdig kation . Og så videre.

Selv om det kan virke litt komplisert først, oppfører noen stoffer seg kjemisk på samme måte. Derfor er det ikke vanskelig å lære PE-verdiene gitt tilfellene.

index

  • 1 Opprinnelse av ekvivalentvekt
  • 2 bruksområder
    • 2.1 Bruk generelt kjemi 
    • 2.2 Bruk i volumetrisk analyse
    • 2.3 Bruk i gravimetrisk analyse
    • 2.4 Bruk i polymerkjemi
  • 3 Hvordan beregne det? eksempler
    • 3.1 - Ekvivalentvekt av et kjemisk element
    • 3.2 - Ekvivalentvekt av et oksyd
    • 3,3 ekvivalentvekt av en base
    • 3.4 - Ekvivalentvekt av en syre
    • 3,5 - Ekvivalentvekt av et salt
  • 4 referanser

Opprinnelse av ekvivalentvekt

John Dalton (1808) foreslo den ekvivalente vekten av hydrogen som en massenhet. Imidlertid oppstod en rekke innvendinger mot denne tilnærmingen. For eksempel ble det påpekt at de fleste elementene ikke reagerte direkte med hydrogen for å danne enkle forbindelser (XH).

I tillegg har elementene med forskjellige oksidasjonstilstander, for eksempel permanganat, mer enn en ekvivalentvekt. Dette hindret aksept av ekvivalentvekten som en massenhet.

Presentasjonen av Dimitri Mendeleev (1869) i det periodiske system, hvor de kjemiske egenskapene til de elementer med rekkefølgen beordret ved deres atomvekter var koblet, ble et sterkt argument innvende bruk ekvivalentvekt som en enhet masse.

Faktisk er det ikke nødvendig å bruke termen "ekvivalent", siden noen støkiometrisk beregning kan gjøres når det gjelder mol. Dette begrepet brukes imidlertid ofte, og det er ikke praktisk å ignorere det.

For enkelhets skyld ble uttrykket "ekvivalent" innført: et ekvivalent av hvilken som helst syre reagerer med en ekvivalent av hvilken som helst base; En ekvivalent av noe oksidasjonsmiddel reagerer med en ekvivalent av noe reduksjonsmiddel, etc..

søknader

Bruk generelt kjemi

metaller

Bruken av PE i elementene og kjemiske forbindelser er blitt erstattet av bruken av dens molare masse. Hovedårsaken er eksistensen av elementer og forbindelser med mer enn en ekvivalentvekt.

For eksempel har jern (Fe), et element med en atomvekt på 55,85 g / mol, to valenser: +2 og +3. Derfor har den to ekvivalente vekter: når den virker med valens +2, er den tilsvarende vekten 27,93 g / eq; mens ved bruk av valens +3 er dens ekvivalente vekt 18,67 g / eq.

Selvfølgelig kan vi ikke snakke om eksistensen av en tilsvarende vekt av tro, men vi kan påpeke eksistensen av en atomvikt av troen.

syrer

Fosforsyre har en molekylvekt på 98 g / mol. Denne syren når den dissocieres i H+ + H2PO4-,  Den har en ekvivalentvekt på 98 g / ekv, siden den frigjør 1 mol H+. Hvis fosforsyre dissocierer i H+ +  HPO42-, dens ekvivalente vekt er (98 g.mol-1) / (2eq / mol-1) = 49 g / ekv. I denne dissosiasjonen er H3PO4 frigjør 2 mol H+.

Selv om det ikke er titrerbart i et vandig medium, vil H3PO4 kan dissociere i 3 timer+  +   PO43-. I dette tilfellet er ekvivalentvekten (98 g.mol-1) / (3 ekv.mol-1) = 32,7 g / ekv. H3PO4 levering i dette tilfellet 3 mol H+.

Deretter har fosforsyre opp til 3 ekvivalente vekter. Men dette er ikke et isolert tilfelle, for eksempel svovelsyre har to ekvivalente vekter og karbonsyre presenterer også.

Bruk i volumetrisk analyse

-For å redusere feilene som kan bli begått under påvirkning av veiestoffer, er anvendelsen av et stoff med større ekvivalent vekt foretrukket i analytisk kjemi. For eksempel i evalueringen av en løsning av natriumhydroksyd med syrer med forskjellige ekvivalente vekter. Bruken av syren med større ekvivalentvekt anbefales.

-Ved anvendelse av massen til en fast syre som kan reagere med natriumhydroksyd, har man valget mellom tre faste syrer dihydrat oksalsyre, surt kaliumftalat og hidrogenoiodato kalium-ekvivalent-vekter på henholdsvis på 63,04 g / ekv, 204,22 g / ekv og 389 g / ekv.

I dette tilfelle er det foretrukket å anvende i evalueringen av natriumhydroksyd hidrogenoiodato-kalium som har ekvivalentvekt høyere relative feil som er forpliktet til veie er mindre.

Bruk i gravimetrisk analyse

Tilsvarende vekt er definert på egen måte i denne teknikken for analyse av stoffer. Her er det massen av presipitat som tilsvarer ett gram av analyten. Dette er elementet eller forbindelsen av interesse i studien eller analysen som blir gjort.

I gravimetri er det vanlig å sitere resultatene av analysene som en brøkdel av analytens masse, ofte uttrykt som en prosentandel.

Ekvivalensfaktoren forklares som en numerisk faktor hvorved massen av bunnfallet multipliseres for å oppnå analytens masse, vanligvis uttrykt i gram.

Gravimetrisk bestemmelse av nikkel

For eksempel, i den gravimetrisk bestemmelse av den utfelte nikkelholdige det er det bis (dimetylglyoksimato nikkel) som har en molekylvekt på 288,915 g / mol. Molmassen av nikkel er 58,6934 g / mol.

Den molare masse av bunnfallet mellom molmassen av nikkel gir følgende resultat:

288,915 g.mol-1/ 58,6934 g.mol-1 = 4,9244. Dette betyr at 4,9244 g av forbindelsen er 1 g nikkel; eller med andre ord inneholder 4,9244 g av bunnfallet 1 g nikkel.

Ekvivalensfaktoren beregnes ved å dividere molarmassen av nikkel ved molarmassen av utfellingen som inneholder den: 58,693 g.mol-1/ 288,915 g.mol-1 = 0,203151. Dette forteller oss at per gram av det nikkelholdige bunnfallet er 0,203151 g nikkel.

Bruk i polymerkjemi

I polymerenes kjemi er ekvivalentvekten av et polymeriseringsreagens massen av polymeren som har en ekvivalent reaktivitet.

Det er spesielt viktig i tilfelle ionbytterpolymerer: En ekvivalent av en ionbytterpolymer kan bytte ut en mol monokargede ioner; men bare en halv mol av dobbelt ladede ioner.

Det er vanlig å uttrykke reaktiviteten til en polymer som den inverse av ekvivalentvekten, som uttrykkes i enheter av mmol / g eller meq / g.

Hvordan beregne det? eksempler

-Ekvivalent vekt av et kjemisk element

Den er oppnådd ved å dele sin atomvekt med dens valens:

Peq = Pa / v

Det er elementer som kun har en ekvivalent vekt og elementer som kan ha 2 eller flere.

Kalsiumkvivalentvekt

Atomvekt = 40 g / mol

Valencia = +2

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

20 g / ekv

Tilsvarende vekt av aluminium

Atomvekt = 27 g / mol

Valencia = +3

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

9 g / ekv

Nikkel ekvivalentvekt

Atomvekt = 58,71 g / mol

Valencia = +2 og +3

Nikkel har to ekvivalente vekter som svarer til når det reagerer med valens +2 og når det reagerer med valens +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

-Ekvivalentvekt av et oksyd

En måte å beregne ekvivalentvekten av et oksyd på, er ved å dele sin molekylvekt mellom produktet av metallvalensen ved metallabonnementet.

Peq = Pm / V · S

Pm = molekylvekt av oksydet.

V = metallrulling

S = metallabonnement

Produktet V · S refereres til som total eller nettladning av kation.

Tilsvarende vekt av aluminiumoksid (Al2O3)

Molekylvekt = 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 / ekv

Det er en annen måte å løse dette problemet på basert på støkiometri. I 102 g aluminiumoksyd er det 54 gram aluminium og 48 gram oksygen.

Peq del Al = Atomvekt / Valencia

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

9 g / ekv

Basert på den tilsvarende vekten av aluminium (9 g / eq) beregnes det at i 54 g aluminium er det 6 ekvivalenter aluminium.

Deretter fra reaksjonene av ekvivalenterne: 6 ekvivalenter aluminium vil reagere med 6 ekvivalenter oksygen for å gi 6 ekvivalenter aluminiumoksyd.

I 102 g. av aluminiumoksyd er det 6 ekvivalenter.

derfor:

Peq av Al2O3 = 102 g / 6 ekv

17 g / ekv

-Tilsvarende vekt av en base

Ekvivalentvekten oppnås ved å dividere molekylvekten ved antall oksyhydrylgrupper (OH).

Ekvivalentvekt av jernholdig hydroksyd, Fe (OH)2

Molekylvekt = 90 g / mol

OH nummer = 2

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

45 g / ekv

-Ekvivalentvekt av en syre

Generelt er det oppnådd ved å dele sin molekylvekt med antall hydrogen som gir eller frigjør. Polyprotonsyrer kan imidlertid dissociere eller frigjøre H i ulike former, slik at de kan ha mer enn en ekvivalentvekt.

Ekvivalentvekt av saltsyre, HCI

Ekvivalent vekt HCl = molekylvekt / hydrogennummer

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

36,5 g / ekv

Tilsvarende vekt av svovelsyre

Svovelsyren (H2SW4) kan løses på to måter:

H2SW4 => H+   +    HSO4-

H2SW4 => 2 H+   +    SW42-

Når du slipper en H+ Din PE er:

Molekylvekt = 98 g / mol

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

98 g / peq

Og når det slipper ut 2H+:

Molekylvekt = 98 g / mol

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

49 g / ekv

Av samme grunn fosforsyre (H3PO4) med molekylvekt 98 g / mol, kan ha opptil tre ekvivalente vekter: 98 g / ekv, 49 g / ekv og 32,67 g / ekv.

-Ekvivalentvekt av et salt

Og til slutt kan du beregne ekvivalentvekten av et salt ved å dele sin molekylvekt mellom produktet av valensen av metallet ved abonnementet av metallet.

PE = PM / V · S

Fe ferrisulfat2(SO4)3

Molekylvekt = 400 g / mol

Valencia av jern = +3 ekv. / Mol

Iron subscript = 2

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

66,67 g / eq

referanser

  1. Day, R. A. JR. Og Underwood, A. L. Quantitative Analytical Chemistry. Oversettelse av 5til Engelsk utgave. Editorial Prentice Hall Interamericana
  2. Uorganisk kjemi (N.d.). Bestemmelse av ekvivalente vekter av oksider. Hentet fra: fullquimica.com
  3. Wikipedia. (2018). Ekvivalent vekt. Hentet fra: en.wikipedia.org
  4. Editors of Encyclopaedia Britannica. (26. september 2016). Ekvivalent vekt. Encyclopædia Britannica. Hentet fra: britannica.com
  5. Ori, Jack. (30. april 2018). Slik beregner du ekvivalentvekt. Sciencing. Hentet fra: sciencing.com
  6. Den ekvivalente vekten av en syre del 2: Titrering av den ukjente syreprøven. (N.d.). Hentet fra: faculty.uml.edu
  7. Bergstresser M. (2018). Tilsvarende vekt: Definisjon og formel. Study. Hentet fra: study.com