- Oprindelse af ækvivalentvægt
- Applikationer
- Anvendelse i generel kemi
- Metaller
- syrer
- Anvendelse i volumetrisk analyse
- Anvendelse i gravimetrisk analyse
- Gravimetrisk bestemmelse af nikkel
- Anvendelser inden for polymerkemi
- Hvordan beregnes det? eksempler
- -Ækvivalent vægt af et kemisk element
- Ækvivalent vægt af calcium
- Ækvivalent aluminium
- Nikkelækvivalentvægt
- -Ækvivalent vægt af et oxid
- Ækvivalent vægt af aluminiumoxid (Al
- -Ækvivalent vægt på en base
- Ækvivalent vægt af ferrohydroxid, Fe (OH)
- -Ækvivalent vægt af en syre
- Ækvivalent vægt af saltsyre, HCI
- Ækvivalent svovlsyre
- -Ækvivalent vægt af et salt
- Ferric Sulfate Fe
- Referencer
Den ækvivalente vægt (PE) af et stof er den, der deltager i en kemisk reaktion, og bruges som grundlag for en titrering. Afhængig af reaktionstypen kan den defineres på en eller anden måde.
Ved syre-base-reaktioner er PE vægten i gram af det stof, der kræves for at tilføre eller reagere med en mol H + (1,008 g); for redoxreaktioner, vægten i gram af det stof, der er nødvendigt for at levere eller reagere med en mol elektron.
Kilde: Af M.Minderhoud (Hvid baggrund af Amada44), via Wikimedia Commons
Til præcipitation eller kompleksdannende reaktioner er vægten af det stof, der kræves for at levere eller reagere med en mol af en monovalent kation, 1/2 mol af en divalent kation, 1/3 mol af en trivalent kation. Og så videre.
Selvom det kan virke lidt kompliceret i starten, opfører nogle stoffer sig altid kemisk på samme måde; derfor er det ikke svært at lære PE-værdierne i betragtning af sagerne.
Oprindelse af ækvivalentvægt
John Dalton (1808) foreslog den ækvivalente vægt af brint som en masseenhed. Der opstod imidlertid en række indvendinger mod denne tilgang. For eksempel blev det bemærket, at de fleste elementer ikke reagerede direkte med hydrogen til dannelse af enkle forbindelser (XH).
Endvidere har elementer med forskellige oxidationstilstande, for eksempel permanganat, mere end en ækvivalentvægt. Dette gjorde det vanskeligt at acceptere den ækvivalente vægt som en masseenhed.
Præsentationen af Dimitri Mendeleev (1869) af hans periodiske tabel, hvor de kemiske egenskaber af elementerne var relateret til den ordnede rækkefølge af deres atomvægte, udgjorde et stærkt argument af dem, der modsatte sig brugen af ækvivalentvægt som en enhed af masse.
Det er faktisk ikke nødvendigt at bruge udtrykket "ækvivalent", da enhver støkiometrisk beregning kan udføres med hensyn til mol. Imidlertid bruges dette udtryk ofte og bør ikke ignoreres.
For nemheds skyld blev udtrykket "ækvivalent" indført: en ækvivalent af enhver syre reagerer med en ækvivalent af en hvilken som helst base; en ækvivalent af ethvert oxidationsmiddel reagerer med en ækvivalent af ethvert reduktionsmiddel osv.
Applikationer
Anvendelse i generel kemi
Metaller
Brugen af PE i elementer og kemiske forbindelser er erstattet af brugen af dens molære masse. Hovedårsagen er eksistensen af elementer og forbindelser med mere end en ækvivalentvægt.
For eksempel har jern (Fe), et element med en atomvægt på 55,85 g / mol, to valenser: +2 og +3. Derfor har den to ækvivalente vægte: når den fungerer med valence +2, er dens ækvivalente vægt 27,93 g / ækv. mens valensen +3 bruges, er dens ækvivalente vægt 18,67 g / ækv.
Man kan naturligvis ikke tale om eksistensen af en ækvivalent vægt af Fe, men eksistensen af en atomvægt af Fe kan påpeges.
syrer
Phosphorsyre har en molekylvægt på 98 g / mol. Når denne syre dissocierer til H + + H 2 PO 4 - det har en ækvivalentvægt på 98 g / ækv, idet det frigiver 1 mol af H +. Hvis fosforsyre dissocieres til H + + HPO 4 2–, er dens ækvivalentvægt (98 g.mol -1) / (2ækv / mol -1) = 49 g / ækv. I denne dissociation, H 3 PO 4 releases 2 mol H +.
Selvom det ikke er titrerbart i et vandigt medium, H 3 PO 4 kan dissocieres til 3 H + + PO 4 3-. I dette tilfælde er den ækvivalente vægt (98 g.mol -1) / (3 ækv.mol -1) = 32,7 g / ækv. H 3 PO 4 leverer i dette tilfælde 3 mol H +.
Således har fosforsyre op til 3 ækvivalente vægte. Men dette er ikke et isoleret tilfælde, så for eksempel har svovlsyre to ækvivalente vægte, og kulsyre også har.
Anvendelse i volumetrisk analyse
-For at mindske de fejl, der kan begås under indvirkningen af vejning af stoffer, foretrækkes i analytisk kemi brug af et stof med større ækvivalentvægt. F.eks. Ved titrering af en natriumhydroxidopløsning med syrer med forskellige ækvivalente vægte. Det anbefales at bruge syren med den højeste ækvivalentvægt.
-I brugen af massen af en fast syre, der kan reagere med natriumhydroxid, har du muligheden for at vælge mellem tre faste syrer: oxalsyredihydrat, kaliumsyrththalat og kaliumhydrogeniodat med tilsvarende vægt henholdsvis 63,04 g / ækv., 204,22 g / ækv. og 389 g / ækv.
I dette tilfælde foretrækkes det at anvende kaliumhydrogeniodatsyre til titrering af natriumhydroxid, da den relative fejl ved vejning er mindre, da det har en større ækvivalentvægt.
Anvendelse i gravimetrisk analyse
Den ækvivalente vægt er defineret på sin egen måde i denne stofanalyseteknik. Her er det bundfaldsmassen, der svarer til et gram analyt. Dette er det element eller forbindelsen af interesse i den undersøgelse eller analyse, der udføres.
Ved gravimetri er det almindeligt at citere resultaterne af analyserne som en brøkdel af massen af analytten, ofte udtrykt som en procentdel.
Ækvivalensfaktoren forklares som en numerisk faktor, hvormed massen af bundfaldet skal multipliceres for at opnå massen af analytten, normalt udtrykt i gram.
Gravimetrisk bestemmelse af nikkel
F.eks. I den gravimetriske bestemmelse af nikkel er bundfaldet, der indeholder det, bis (nikkel-dimethylglyoximat) med en molmasse på 288.915 g / mol. Den molære masse af nikkel er 58,6934 g / mol.
Den molære masse af bundfaldet divideret med den molære masse af nikkel giver følgende resultat:
288,915 g.mol -1 / 58,6934 g.mol -1 = 4,9224. Dette betyder, at 4.9224 g af forbindelsen er lig med 1 g nikkel; Eller med andre ord: 4.9224 g af bundfaldet indeholder 1 g nikkel.
Ækvivalensfaktoren beregnes ved at dividere den molære masse af nikkel med den molære masse af bundfaldet, der indeholder det: 58,693 g.mol -1 / 288,915 g.mol -1 = 0,203151. Dette fortæller os, at pr. Gram af det nikkelholdige bundfald er der 0,203151 g nikkel.
Anvendelser inden for polymerkemi
I polymerkemi er den ækvivalente vægt af et polymerisationsreagens massen af den polymer, der har en ækvivalent af reaktivitet.
Det er især vigtigt i tilfælde af ionbytterpolymerer: en ækvivalent af en ionbytterpolymer kan udveksle en mol monocharged ioner; men kun en halv mol dobbeltopladede ioner.
Det er almindeligt at udtrykke en polymers reaktivitet som den inverse med ækvivalentvægten, der udtrykkes i enheder mmol / g eller meq / g.
Hvordan beregnes det? eksempler
-Ækvivalent vægt af et kemisk element
Det opnås ved at dele sin atomvægt med dens valens:
Peq = Pa / v
Der er emner, der kun har en ækvivalentvægt, og genstande, der kan have 2 eller flere.
Ækvivalent vægt af calcium
Atomvægt = 40 g / mol
Valencia = +2
Peq = 40 g.mol -1 /2eq.mol -1
20 g / ækv
Ækvivalent aluminium
Atomvægt = 27 g / mol
Valencia = +3
Peq = 27 g.mol -1 / 3 ækv.mol -1
9 g / ækv
Nikkelækvivalentvægt
Atomvægt = 58,71 g / mol
Valencia = +2 og +3
Nikkel har to ækvivalente vægte, der svarer til, når det reagerer med valence +2, og når det reagerer med valence +3.
Peq = 58,71 g.mol -1 / 2 ækv.mol -1
29,35 g / ækv
Peq = 58,71 g.mol -1 / 3 ækv.mol -1
19,57 g / ækv
-Ækvivalent vægt af et oxid
En måde at beregne den ækvivalente vægt af et oxid på er ved at dele dens molekylvægt med metalets valensprodukt og metalets underskrift.
Peq = Pm / V S
Pm = molekylvægt af oxidet.
V = valens af metal
S = underskrift af metal
Produktet V · S kaldes kationens samlede eller nettopladning.
Ækvivalent vægt af aluminiumoxid (Al
Molekylvægt = Al (2 x 27 g / mol) + O (3 x 16 g / mol)
102 g / mol
Valencia = +3
Abonnement = 2
PEQ Al 2 O 3 = Pm / V S
PEQ Al 2 O 3 = 102 g.mol -1 / 3 eqmol -1. to
17 g / ækv
Der er en anden måde at løse dette problem baseret på støkiometri. I 102 g aluminiumoxid er der 54 gram aluminium og 48 gram ilt.
Peq del Al = Atomvægt / Valencia
27 g.mol -1 / 3 ækv.mol -1
9 g / ækv
Baseret på den ækvivalente vægt af aluminium (9 g / ækv.) Beregnes det, at der i 54 g aluminium er 6 ækvivalenter aluminium.
Derefter fra egenskaberne ved ækvivalenterne: 6 ækvivalenter aluminium reagerer med 6 ækvivalenter ilt for at give 6 ækvivalenter aluminiumoxid.
I 102 g af aluminiumoxid er der 6 ækvivalenter.
Dermed:
Lille Al 2 O 3 = 102 g / 6 ækv
17 g / ækv
-Ækvivalent vægt på en base
Den ækvivalente vægt opnås ved at dividere dens molekylvægt med antallet af oxyhydrylgrupper (OH).
Ækvivalent vægt af ferrohydroxid, Fe (OH)
Molekylvægt = 90 g / mol
OH-nummer = 2
Peq Fe (OH) 2 = 90 g.mol -1 / 2 ækvivalenter -1
45 g / ækv
-Ækvivalent vægt af en syre
Generelt opnås det ved at dividere dens molekylvægt med antallet af brint, det giver op eller frigiver. Polyrotonsyrer kan dog adskille eller frigive deres H på forskellige måder, så de kan have mere end en ækvivalentvægt.
Ækvivalent vægt af saltsyre, HCI
HCI ækvivalentvægt = molekylvægt / antal brint
Peq HCI = g.mol -1 / 1 ækv.mol -1
36,5 g / ækv
Ækvivalent svovlsyre
Svovlsyre (H 2 SO 4) kan dissociere på to måder:
H 2 SO 4 => H + + HSO 4 -
H 2 SO 4 => 2H + + SO 4 2-
Når han frigiver en H +, er hans PE:
Molekylvægt = 98 g / mol
Peq = 98 g.mol -1 / 1 ekv.mol -1
98 g / lille
Og når du frigiver 2H +:
Molekylvægt = 98 g / mol
Peq = 98 g.mol -1 / 2 ækv.mol -1
49 g / ækv
Af samme grund, phosphorsyre (H 3 PO 4) med molekylvægt 98 g / mol, kan have op til tre ækvivalentvægte: 98 g / ækv, 49 g / ækv og 32.67 g / ækv.
-Ækvivalent vægt af et salt
Og til sidst kan den ækvivalente vægt af et salt beregnes ved at dividere dens molekylvægt med produktet af metallets valens og underskrift af metallet.
PE = PM / V S
Ferric Sulfate Fe
Molekylvægt = 400 g / mol
Jernvalens = +3 ækv. / Mol
Jernunderskrift = 2
Peq = 400 g.mol -1 / 3 ækv.mol -1 x 2
66,67 g / ækv
Referencer
- Dag, RA JR. Og Underwood, AL kvantitativ analytisk kemi. Oversættelse af den 5. til den engelske udgave. Redaktionel Prentice Hall Interamericana
- Uorganisk kemi. (Sf). Bestemmelse af ækvivalente vægte af oxider. Gendannes fra: fullquimica.com
- Wikipedia. (2018). Ækvivalent vægt. Gendannet fra: en.wikipedia.org
- Redaktørerne af Encyclopaedia Britannica. (2016, 26. september). Ækvivalent vægt. Encyclopædia Britannica. Gendannes fra: britannica.com
- Ori, Jack. (30. april 2018). Sådan beregnes ækvivalentvægt. Sciencing. Gendannes fra: sciencing.com
- Den ækvivalente vægt af en syre Del 2: Titrering af den ukendte syreprøve. (Sf). Gendannes fra: fakultet.uml.edu
- Bergstresser M. (2018). Ækvivalent vægt: Definition & formel. Undersøgelse. Gendannes fra: study.com