greutate echivalentă (PE) al unei substanțe este unul care participă la o reacție chimică și este utilizat 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 a substanței necesare pentru a furniza sau a reacționa cu un mol de H+ (1,008 g); pentru reacțiile redox, greutatea în grame a substanței care este necesară pentru a furniza sau a reacționa cu un mol de electroni.
Pentru precipitații sau reacții de formare complexă, greutatea substanței necesare pentru alimentarea sau reacția cu un mol de cation monovalent, 1/2 mol de cation divalent, 1/3 mol de cation trivalent. Și așa mai departe.
Deși poate părea puțin complicat la început, unele substanțe se comportă întotdeauna chimic în același mod; prin urmare, nu este dificil să învățăm valorile PE pe baza cazurilor.
Indice articol
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 de către 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 al celor care s-au opus utilizării greutății echivalente ca unitate de masă.
De fapt, nu este necesar să se utilizeze termenul „echivalent”, deoarece orice calcul stoichiometric poate fi făcut 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..
Utilizarea PE în elemente și compuși chimici a fost înlocuită cu utilizarea masei sale molare. Motivul principal este existența elementelor și a compușilor cu o greutate mai mare decât 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 valență +2, greutatea sa echivalentă este de 27,93 g / echiv. în timp ce, când se utilizează valența +3, greutatea sa echivalentă este de 18,67 g / echiv.
Desigur, nu se poate vorbi de existența unei greutăți echivalente a Fe, dar poate fi subliniată existența unei greutăți atomice a Fe..
Acidul fosforic are o greutate moleculară de 98 g / mol. Acest acid atunci când este disociat în H+ + HDouăPO4-, are o greutate echivalentă de 98 g / echiv., deoarece eliberează 1 mol de H+. Dacă acidul fosforic se disociază în H+ + HPO4Două-, greutatea sa echivalentă este (98 g.mol-1) / (2 echiv. / Mol-1) = 49 g / echiv. În această disociere H3PO4 eliberează 2 moli de H+.
Deși nu este titrabilă într-un mediu apos, H3PO4 se poate disocia în 3 H+ + PO43-. În acest caz, greutatea echivalentă este (98 g.mol-1) / (3 mol echiv.-1) = 32,7 g / echiv. H3PO4 eliberează în acest caz 3 moli de H+.
Deci, acidul fosforic are până la 3 greutăți echivalente. Dar acesta nu este un caz izolat, deci, de exemplu, acidul sulfuric are două greutăți echivalente, iar acidul carbonic are și el.
-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 diferite greutăți echivalente. Se recomandă utilizarea acidului cu cea mai mare greutate echivalentă.
-Atunci când utilizați masa unui acid solid care poate reacționa cu hidroxidul de sodiu, aveți opțiunea de a alege între trei acizi solizi: acid oxalic dihidrat, ftalat acid de potasiu și hidrogenat de potasiu, cu greutăți echivalente, respectiv, de 63,04 g / echiv., 204,22 g / eq și 389 g / eq.
În acest caz, se preferă utilizarea acidului de hidrogenat de potasiu în titrarea hidroxidului de sodiu, deoarece, având o greutate echivalentă mai mare, eroarea relativă făcută la cântărire este mai mică.
Greutatea echivalentă este definită în felul său în această tehnică de analiză a substanței. Aici, masa precipitatului corespunde unui gram de analit. Acesta este elementul sau compusul de interes din studiul sau analiza care se desfășoară.
În gravimetrie este obișnuit să se citeze rezultatele analizelor ca o fracțiune din masa analitului, adesea exprimată ca procent..
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..
De exemplu, în determinarea gravimetrică a nichelului, precipitatul care îl conține este bis (nichel dimetilglicerat) cu o masă molară de 288,915 g / mol. Masa molară a nichelului este de 58,6934 g / mol.
Masa molară a precipitatului împărțită la masa molară a nichelului produce următorul rezultat:
288,915 g.mol-1/ 58,6934 g.mol-1 = 4,9224. Aceasta înseamnă că 4,9224 g de compus este echivalent cu 1 g de nichel; sau cu alte cuvinte, 4,9224 g de precipitat conțin 1 g de nichel.
Factorul de echivalență se calculează prin împărțirea masei molare a nichelului 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 pe gram de precipitat care conține nichel există 0,203151 g de nichel.
În chimia polimerilor, greutatea echivalentă a unui reactiv de polimerizare este masa polimerului care are un echivalent de reactivitate.
Este deosebit de important în cazul polimerilor cu schimb de ioni: un echivalent al unui polimer cu schimb de ioni poate schimba un mol de ioni mono-încărcați; dar doar o jumătate de mol de ioni dublu încărcați.
Este obișnuit să se exprime reactivitatea unui polimer ca inversă a greutății echivalente, care este exprimată în unități de mmol / g sau meq / g.
Se obține împărțind greutatea sa atomică la valența sa:
Peq = Pa / v
Există obiecte care au o singură greutate echivalentă și obiecte care pot avea 2 sau mai multe.
Greutatea atomică = 40 g / mol
Valencia = +2
Peq = 40 g.mol-1/2eq.mol-1
20 g / echiv
Greutatea atomică = 27 g / mol
Valencia = +3
Peq = 27 g mol-1/ 3 echiv. Mol-1
9 g / echiv
Greutatea atomică = 58,71 g / mol
Valencia = +2 și +3
Nichelul are două greutăți echivalente corespunzătoare atunci când reacționează cu valența +2 și când reacționează cu valența +3.
Peq = 58,71 g.mol-1/ 2 echiv. Mol-1
29,35 g / echiv
Peq = 58,71 g.mol-1/ 3 echiv. Mol-1
19,57 g / echiv
O modalitate de a calcula greutatea echivalentă a unui oxid este prin împărțirea greutății sale moleculare la produsul de valență al metalului și la indicele metalului..
Peq = Pm / V S
Pm = greutatea moleculară a oxidului.
V = valența metalului
S = indicele metalului
Produsul V S se numește taxa totală sau netă a cationului.
Greutate moleculară = Al (2 x 27 g / mol) + O (3 x 16 g / mol)
102 g / mol
Valencia = +3
Indice = 2
Peq AlDouăSAU3 = Pm / V S
Peq AlDouăSAU3 = 102 g.mol-1/ 3 eqmol-1. Două
17 g / echiv
Există o altă modalitate de a rezolva această problemă bazată pe stoichiometrie. În 102 g de oxid de aluminiu sunt 54 de grame de aluminiu și 48 de grame de oxigen.
Peq del Al = Greutate atomică / Valencia
27 g mol-1/ 3 echiv. Mol-1
9 g / echiv
Pe baza greutății echivalente a aluminiului (9 g / echiv.), 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. de oxid de aluminiu există 6 echivalenți.
Prin urmare:
Al PeqDouăSAU3 = 102 g / 6 echiv
17 g / echiv
Greutatea echivalentă se obține prin împărțirea greutății sale moleculare la numărul de grupe oxidril (OH).
Greutate moleculară = 90 g / mol
Numărul OH = 2
Fe mic (OH)Două = 90 g.mol-1/ 2 echiv. Mol-1
45 g / echiv
În general, se obține împărțind greutatea moleculară la numărul de hidrogen pe care îl renunță sau îl eliberează. Cu toate acestea, acizii polirotonici își pot disocia sau elibera H-ul în diferite moduri, astfel încât pot avea mai mult de o greutate echivalentă..
Greutate echivalentă HCI = greutate moleculară / număr de hidrogen
HCl mic = g.mol-1/ 1 echiv. Mol-1
36,5 g / echiv
Acid sulfuric (HDouăSW4) poate fi disociat în două moduri:
HDouăSW4 => H+ + HSO4-
HDouăSW4 => 2 H+ + SW4Două-
Când eliberează un H+ PE-ul tău este:
Greutate moleculară = 98 g / mol
Peq = 98 g mol-1/ 1 echiv. Mol-1
98 g / mic
Și când eliberează 2H+:
Greutate moleculară = 98 g / mol
Peq = 98 g mol-1/ 2 echiv. Mol-1
49 g / echiv
Din același motiv, acidul fosforic (H3PO4) cu greutate moleculară 98 g / mol, poate avea până la trei greutăți echivalente: 98 g / eq, 49 g / eq și 32,67 g / eq.
Și, în cele din urmă, greutatea echivalentă a unei sări poate fi calculată prin împărțirea greutății sale moleculare la produsul valenței metalului la indicele metalului..
PE = PM / V S
Greutate moleculară = 400 g / mol
Valența fierului = +3 echiv / mol
Indice de fier = 2
Peq = 400 g.mol-1/ 3 echiv. Mol-1 x 2
66,67 g / echiv
Nimeni nu a comentat acest articol încă.