HVAD ER DEN MILLIEKVIVALENTE? (BEREGNINGSEKSEMPLER) - KEMI

Den tusindækvivalent, som navnet antyder, er en tusindedel af et ækvivalent. Selvom det er et udtryk for koncentration, der er til lille nytte sammenlignet med molaritet, bruges det fortsat i fysiologi og medicin, fordi nogle stoffer af interesse i dem er elektrisk ladet.

Dvs. de er ioniske stoffer, som har en lav koncentration, så den ekstracellulære og intracellulære koncentration af disse ioner, f.eks: Na ⁺, K ⁺, Ca ²⁺, Cl ^- og HCO ₃, normalt udtrykt som milliækvivalenter / liter (mEq / L). Som et eksempel er den ekstracellulære kaliumkoncentration 5 mEq / L.

Milliekvivalenter bruges som millimol for at indikere koncentrationen af ioner i opløsning.

Den ækvivalente vægt eller gramækvivalent er mængden af et stof, der er i stand til at producere eller kombinere med en mol negative ladninger eller med en mol positive ladninger. Det er også mængden af et stof, der erstatter eller reagerer med en mol hydrogenioner (H ⁺) i en oxid-basereaktion.

Hvis forskere blev spurgt om deres præference mellem millimol eller milliekvivalent, ville de svare unisont, at de foretrækker millimol. Disse er lettere at forstå, bruge og er også uafhængige af den reaktion, der udføres med analytten eller arten af interesse.

Beregningseksempler

Et element i løsning

En vandig opløsning indeholder 36 g calcium i ion form (Ca2 ⁺) i 300 ml deraf. At vide, at atomvægten af calcium er 40 u, og dens valens er 2: beregne koncentrationen af calcium i opløsningen udtrykt i mEq / L.

Den ækvivalente vægt af et element er lig med dets atomvægt divideret med dets valens. Når vi udtrykker atomvægten i mol, og ved, at hver mol calcium har to ækvivalenter, har vi:

pEq = (40 g / mol) / (2ækv. / mol)

= 20 g / ækv

Det skal bemærkes, at atomvægten ikke har nogen enheder (uden for amu), medens den ækvivalente vægt udtrykkes i enheder (g / ækv.). Nu udtrykker vi koncentrationen af Ca ²⁺ i g / L:

Gram Ca ²⁺ / liter = 36 g / 0,3 l

= 120 g / l

Men vi ved, at hver ækvivalent har en masse på 20 g. Derfor kan vi beregne de samlede ækvivalenter i løsning:

Ækvivalenter / liter = koncentration (g / L) / ækvivalentvægt (g / ækv.)

Ækv / L = (120 g / l) / (20 g / ækv.)

= 6 ækv. / L

Og hver ækvivalent indeholder endelig 1000 milliekvivalenter:

mEq / L = 6 ækv. / l 1000 mEq / ækv

= 6.000 mEq / L

En base eller alkalier

En base er ifølge Bronsted-Lowry en forbindelse, der er i stand til at acceptere protoner. Mens Lewis er Lewis, er en base en forbindelse, der er i stand til at opgive eller dele et par elektroner.

Vi ønsker at beregne koncentrationen i mEq / L af en opløsning af 50 mg calciumhydroxid, Ca (OH) ₂, i 250 ml vandig opløsning. Den molære masse af calciumhydroxid er lig med 74 g / mol.

Vi fortsætter med følgende formel:

Den ækvivalente vægt af en base = molekylvægt / hydroxyltal

Og derfor, Den ækvivalente vægt af Ca (OH) ₂ = molekylvægt / 2

pEq = (74 g / mol) / (2ækv. / mol)

= 37 g / ækv

Den ækvivalente vægt kan udtrykkes som mg / mEq (37 mg / mEq), hvilket forenkler beregningen. Vi har 250 ml eller 0,250 L opløsning, det volumen, hvori 50 mg Ca (OH) ₂ opløses; vi beregner de opløste for en liter:

mg calciumhydroxid / L = 50 mg (1 L / 0,25 L)

= 200 mg / l

Derefter, mEq / L = koncentration (mg / L) / pEq (mg / mEq)

= (200 mg / l) / (37 mg / mEq)

= 5,40 mEq / L

En syre

Den ækvivalente vægt af en syre er lig med dens molære masse divideret med dens brinttal. Når man ved dette, viser analysen af orthophosphorsyre (H ₃ PO ₄), at den kan dissocieres fuldstændigt på følgende måde:

H ₃ PO4 <=> 3 H ⁺ + PO ₄ ^3-

I dette tilfælde:

pEq = pm / 3

Da phosphorsyre dissocierer frigivelse af 3 H ⁺ -ioner, det vil sige 3 mol positiv ladning. Imidlertid kan phosphorsyre ufuldstændigt dissociere til H ₂ PO4 ^- eller HPO ₄ ^2-.

I det første tilfælde:

pEq = pm / 1

Da phosphorsyre til dannelse af H ₂ PO ₄ ^- frigiver kun én H ⁺.

I det andet tilfælde:

pEq = pm / 2

Da fosforsyre til dannelse af HPO ₄ ^2- frigiver 2 H ⁺.

Så hvor mange mEq / L har en vandig opløsning af 15 gram dibasisk natriumphosphat (Na ₂ HPO ₄), hvis molære masse er 142 g / mol, og opløses i 1 liter opløsning?

PEQ Na ₂ HPO4 = molekylvægt / 2

= (142 g / mol) / (2 mEq / mol)

= 71 g / ækv

Og vi beregner Eq / L:

Ækv / L = (gram / liter) / (gram / ækvivalent)

= (15 g / l) / (71 g / ækv.)

= 0,211 ækv / l

Endelig multiplicerer vi denne værdi med 1000:

mEq / L = 0,211 Eq / L 1000 mEq / Eq

= 211 mEq / l Na ₂ HPO ₄

Rust af et metal

Den ækvivalente vægt af et oxid er lig med dets molære masse divideret med underskriptet af metallet ganget med metalets valens.

En opløsning indeholder 40 gram bariumoxid (BaO) opløst i 200 ml vandig opløsning. Beregn antallet af milliequivalents BaO i dette volumen. Den molære masse af bariumoxid er 153,3 g / mol.

pEq af BaO = (molekylvægt) / (Ba valence Ba-underskrift)

= (153,3 g / mol) / (1 x 2)

= 76,65 g / ækv

Men vi ved, at der er 40 g opløst BaO, så:

Ækvivalent / 200 ml = (40 g Ba / 200 ml) / (76,65 g / ækv.)

= 0,52 ækv. / 200 ml

Bemærk, at hvis vi udfører divisionen ovenfor, vil vi have ækvivalenterne i 1 liter opløsning; erklæringen beder os om at være i 200 ml. Til sidst multiplicerer vi den opnåede værdi med 1000:

mEq / 200 ml = 0,52 ækv. / 200 ml 1000 mEq / ækv

= 520 ml / 200 ml

Et salt

For at beregne den ækvivalente vægt af et salt følges den samme procedure, der blev anvendt til et metaloxid.

Det er ønskeligt at opnå 50 mækv af ferrichlorid (FeCl ₃) fra en opløsning af saltet indeholdende 20 gram / liter. Jernchlorids molekylvægt er 161,4 g / mol: hvilket volumen af opløsningen skal tages?

Vi beregner dens ækvivalente vægt:

PEQ FeCl ₃ = (161,4 g / mol) / (1 x 3 Eq / mol)

= 53,8 g / ækv

Men der er 20 g i opløsningen, og vi ønsker at bestemme, hvor mange FeCl _3- ækvivalenter der er opløst:

Ækv / L = koncentration (g / L) / ækvivalentvægt (g / ækv.)

Ækv / L = (20 g / l) / (53,8 g / ækv.)

= 0,37 Eq / L FeCl ₃

Værdi, der i milliequivalents er:

Jernchlorid mEq / L = 0,37 Eq / L 1000 mEq / Eq

= 370 mEq / l FeCl ₃

Men vi vil ikke have 370 mEq men 50 mEq. Derfor beregnes volumen V, der skal tages, som følger:

V = 50 mEq (1000 ml / 370 mEq)

= 135,14 ml

Dette resultat blev opnået ved hjælp af konverteringsfaktor, skønt en simpel regel på tre også ville have fungeret.

Endelig kommentar

Ækvivalenterne er relateret til ladningen af komponenterne i en reaktion. Et antal ækvivalenter af en kation reagerer med det samme antal ækvivalenter af en anion til dannelse af det samme antal ækvivalenter af det producerede salt.

Dette udgør en fordel ved forenkling af de støkiometriske beregninger, da det i mange tilfælde eliminerer behovet for at afbalancere ligningerne; en proces, der kan være besværlig. Dette er den fordel, at milliequivalents har over millimol.

Referencer

Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi. (8. udgave). CENGAGE Læring.
Day, R., & Underwood, A. (1989). Kvantitativ analytisk kemi (femte udgave). PEARSON Prentice Hall.
Wikipedia. (2019). Tilsvarende. Gendannet fra: es.wikipedia.org
Kemi. (Sf). Bestemmelse af ækvivalente syrer. Gendannes fra: fullquimica.com
Beck, Kevin. (06. november 2019). Sådan beregnes en milliekvivalent. Sciencing.com. Gendannes fra: sciencing.com

HVAD ER DEN MILLIEKVIVALENTE? (BEREGNINGSEKSEMPLER) - KEMI - 2025