Ekvivalent vektbruk og hvordan man beregner det (med eksempler)

998
Simon Doyle

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

For syre-basereaksjoner er PE vekten i gram av stoffet som kreves for å tilføre eller reagere med ett mol H+ (1,008 g); for redoksreaksjoner, vekten i gram av stoffet som kreves for å tilføre eller reagere med ett mol elektroner.

Kilde: Av M.Minderhoud (hvit bakgrunn av Amada44) [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) eller CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/ by-sa / 3.0 /)], via Wikimedia Commons

For nedbør eller komplekse dannelsesreaksjoner, vekten av stoffet som kreves for å tilføre eller reagere med en mol av et monovalent kation, 1/2 mol av et divalent kation, 1/3 mol av et treverdig kation. Og så videre.

Selv om det kan virke litt komplisert i begynnelsen, oppfører noen stoffer seg alltid kjemisk på samme måte; Derfor er det ikke vanskelig å lære seg PE-verdiene gitt sakene.

Artikkelindeks

  • 1 Opprinnelse med tilsvarende vekt
  • 2 bruksområder
    • 2.1 Bruk i generell 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 -Ekvivalent vekt av et kjemisk element
    • 3.2 -Ekvivalent vekt av et oksid
    • 3.3 -Ekvivalent vekt av en base
    • 3.4 -Ekvivalent vekt av en syre
    • 3,5 -Ekvivalent vekt av et salt
  • 4 Referanser

Opprinnelse med tilsvarende vekt

John Dalton (1808) foreslo ekvivalent vekt av hydrogen som en masseenhet. Imidlertid oppstod en rekke innvendinger mot denne tilnærmingen. For eksempel ble det bemerket at de fleste grunnstoffer ikke reagerte direkte med hydrogen for å danne enkle forbindelser (XH)..

Videre har elementer med forskjellige oksidasjonstilstander, for eksempel permanganat, mer enn en ekvivalent vekt. Dette gjorde det vanskelig å akseptere tilsvarende vekt som en masseenhet..

Presentasjonen av Dimitri Mendeleev (1869) av hans periodiske tabell, der de kjemiske egenskapene til grunnstoffer var relatert til den ordnede rekkefølgen av deres atomvekt, utgjorde et sterkt argument fra de som protesterte mot bruken av tilsvarende vekt som en masseenhet.

Egentlig er det ikke behov for å bruke begrepet "ekvivalent", siden enhver støkiometrisk beregning kan gjøres i form av mol. Imidlertid brukes dette begrepet ofte og bør ikke ignoreres..

For enkelhets skyld ble begrepet "ekvivalent" introdusert: en ekvivalent av en hvilken som helst syre reagerer med en ekvivalent av en hvilken som helst base; en ekvivalent av et hvilket som helst oksidasjonsmiddel reagerer med en ekvivalent av et hvilket som helst reduksjonsmiddel etc..

applikasjoner

Bruk i generell kjemi

Metaller

Bruken av PE i grunnstoffer og kjemiske forbindelser er erstattet av bruk av molær masse. Hovedårsaken er eksistensen av grunnstoffer og forbindelser med mer enn tilsvarende vekt.

For eksempel har jern (Fe), et grunnstoff med en atomvekt på 55,85 g / mol, to valenser: +2 og +3. Derfor har den to ekvivalente vekter: når den fungerer med valens +2 er dens likevekt 27,93 g / ekv. mens, når du bruker valensen +3, er dens ekvivalente vekt 18,67 g / ekv.

Man kan selvfølgelig ikke snakke om eksistensen av en ekvivalent vekt Fe, men eksistensen av en atomvekt Fe kan påpekes..

Syrer

Fosforsyre har en molekylvekt på 98 g / mol. Denne syren ble dissosiert i H+ + HtoPO4-,  har en tilsvarende vekt på 98 g / ekv. siden den frigjør 1 mol H+. Hvis fosforsyre dissosieres i H+ +  HPO4to-, dens tilsvarende vekt er (98 g.mol-1) / (2ekv. / Mol-1) = 49 g / ekv. I denne dissosiasjonen har H3PO4 frigjør 2 mol H+.

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

Så fosforsyre har opptil 3 ekvivalenter. Men dette er ikke et isolert tilfelle, så for eksempel har svovelsyre to likeverdige vekter, og karbonsyre har også.

Bruk i volumetrisk analyse

-For å redusere feil som kan gjøres under virkningen av veiing av stoffer, foretrekkes bruk av et stoff med større ekvivalent vekt i analytisk kjemi. For eksempel i titrering av en natriumhydroksydoppløsning med syrer med forskjellige ekvivalente vekter. Bruk av syren med høyest tilsvarende vekt anbefales.

-Når du bruker massen av en fast syre som kan reagere med natriumhydroksid, har du muligheten til å velge mellom tre faste syrer: oksalsyredihydrat, kaliumsyreftalat og kaliumhydrogenjodat med tilsvarende vekter på henholdsvis 63,04 g / ekv., 204,22 g / ekv. og 389 g / ekv.

I dette tilfellet er det foretrukket å bruke kaliumhydrogenjodatsyre i titrering av natriumhydroksid, siden den relative feilen som veies når den veies er mindre.

Bruk i gravimetrisk analyse

Tilsvarende vekt er definert på sin egen måte i denne stoffanalyseteknikken. Her er det massen av bunnfall som tilsvarer ett gram analyt. Dette er elementet eller forbindelsen av interesse i studien eller analysen som utføres.

I gravimetri er det vanlig å sitere resultatene av analysene som en brøkdel av massen til analytten, ofte uttrykt i prosent..

Ekvivalensfaktoren er forklart som en numerisk faktor som massen av bunnfallet må multipliseres for å oppnå massen av analytten, vanligvis uttrykt i gram..

Gravimetrisk bestemmelse av nikkel

For eksempel, ved gravimetrisk bestemmelse av nikkel, er bunnfallet som inneholder det bis (nikkeldimetylglyoksimat) med en molær masse på 288,915 g / mol. Den molare massen av nikkel er 58,6934 g / mol.

Molarmassen av bunnfallet delt på molarmassen av nikkel gir følgende resultat:

288,915 g.mol-1/ 58,6934 g.mol-1 = 4.9224. Dette betyr at 4,9224 g av forbindelsen tilsvarer 1 g nikkel; eller med andre ord 4,99224 g av bunnfallet inneholder 1 g nikkel.

Ekvivalensfaktoren beregnes ved å dele molarmassen av nikkel med molmassen til bunnfallet som inneholder den: 58,693 g.mol-1/ 288,915 g.mol-1 = 0,203151. Dette forteller oss at per gram nikkelholdig bunnfall er det 0,203151 g nikkel.

Bruk i polymerkjemi

I polymerkjemi er ekvivalentvekten til et polymerisasjonsreagens massen av polymeren som har en ekvivalent reaktivitet.

Det er spesielt viktig når det gjelder ionebytterpolymerer: en ekvivalent av en ionebytterpolymer kan bytte en mol monoladede ioner; men bare en halv mol dobbelt ladede ioner.

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

Hvordan beregner jeg det? Eksempler

-Tilsvarende vekt av et kjemisk element

Det oppnås ved å dele atomvekten med valensen:

Peq = Pa / v

Det er gjenstander som bare har en tilsvarende vekt, og gjenstander som kan ha to eller flere.

Tilsvarende vekt av kalsium

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 ekvivalent vekt

Atomvekt = 58,71 g / mol

Valencia = +2 og +3

Nikkel har to likeverdige vekter som tilsvarer når den reagerer med valens +2 og når den 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

-Tilsvarende vekt av et oksid

En måte å beregne ekvivalentvekten til et oksid er ved å dele molekylvekten med valensproduktet av metallet og metallets tegning..

Peq = Pm / V S

Pm = molekylvekt av oksid.

V = valens av metall

S = underskrift av metallet

Produktet V S kalles kationens totale eller nettolading.

Tilsvarende vekt av aluminiumoksid (AltoELLER3)

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

102 g / mol

Valencia = +3

Abonnement = 2

Peq AltoELLER3 = Pm / V S

Peq AltoELLER3 = 102 g.mol-1/ 3 eqmol-1. to

17 g / ekv

Det er en annen måte å løse dette problemet på grunnlag av støkiometri. I 102 g aluminiumoksid 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 ekvivalent aluminiumsvekt (9 g / ekv.), Beregnes det at det i 54 g aluminium er 6 ekvivalenter aluminium.

Fra egenskapene til ekvivalenter: 6 ekvivalenter aluminium vil reagere med 6 ekvivalenter oksygen for å gi 6 ekvivalenter aluminiumoksid.

I 102 g. av aluminiumoksid er det 6 ekvivalenter.

Derfor:

Al PeqtoELLER3 = 102 g / 6 ekv

17 g / ekv

-Tilsvarende vekt av en base

Den ekvivalente vekten oppnås ved å dele dens molekylvekt med antall oxyhydrylgrupper (OH).

Tilsvarende vekt av jernholdig hydroksid, Fe (OH)to

Molekylvekt = 90 g / mol

OH-nummer = 2

Liten Fe (OH)to = 90 g.mol-1/ 2 ekv. Mol-1

45 g / ekv

-Tilsvarende vekt av en syre

Generelt oppnås det ved å dele molekylvekten med antall hydrogen det gir opp eller frigjør. Imidlertid kan polyrotonsyrer dissosiere eller frigjøre H på forskjellige måter, slik at de kan ha mer enn en ekvivalent vekt..

Tilsvarende vekt av saltsyre, HCl

Tilsvarende vekt HCl = molekylvekt / antall hydrogen

Liten HCl = g.mol-1/ 1 ekv.mol-1

36,5 g / ekv

Tilsvarende vekt av svovelsyre

Svovelsyre (HtoSW4) kan skilles fra på to måter:

HtoSW4 => H+   +    HSO4-

HtoSW4 => 2 H+   +    SW4to-

Når han slipper en H+ din PE er:

Molekylvekt = 98 g / mol

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

98 g / liten

Og når den slipper 2H+:

Molekylvekt = 98 g / mol

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

49 g / ekv

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

-Tilsvarende vekt av et salt

Og til slutt kan ekvivalentvekten til et salt beregnes ved å dele dens molekylvekt med produktet av metallets valens med metallets tegning..

PE = PM / V S

Ferrisulfat Feto(SW4)3

Molekylvekt = 400 g / mol

Jernvalens = +3 ekv. / Mol

Jernavskrift = 2

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

66,67 g / ekv

Referanser

  1. Day, R. A. JR. And Underwood, A. L. Kvantitativ analytisk kjemi. Oversettelse av 5til Engelsk utgave. Redaksjonell Prentice Hall Interamericana
  2. Uorganisk kjemi. (s.f.). Bestemmelse av ekvivalente vekter. Gjenopprettet fra: fullquimica.com
  3. Wikipedia. (2018). Tilsvarende vekt. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org
  4. Redaksjonen av Encyclopaedia Britannica. (2016, 26. september). Tilsvarende vekt. Encyclopædia Britannica. Gjenopprettet fra: britannica.com
  5. Ori, Jack. (30. april 2018). Hvordan beregne ekvivalent vekt. Vitenskapelig. Gjenopprettet fra: sciencing.com
  6. Ekvivalent vekt av en syre Del 2: Titrering av den ukjente syreprøven. (s.f.). Gjenopprettet fra: faculty.uml.edu
  7. Bergstresser M. (2018). Tilsvarende vekt: definisjon og formel. Studere. Gjenopprettet fra: study.com

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.