Користи се еквивалентна тежина и како је израчунати (са примерима)



Тхе еквивалентна тежина (ПЕ) супстанце је она која учествује у хемијској реакцији и користи се као основа за титрацију. У зависности од типа реакције, може се дефинисати на овај или онај начин.

За реакције киселина-база, ПЕ је тежина супстанце у грамима која је потребна за снабдевање или реаговање са једним молом Х+ (1,008 г); за редокс реакције, тежина у грамима супстанце која је потребна за снабдевање или реаговање са једним молом електрона.

За реакције таложења или комплексног формирања, тежина супстанце која је потребна за снабдевање или реаговање са једним молом моновалентног катјона, 1/2 мол дивалентног катјона, 1/3 мол тровалентног катјона . И тако даље.

Иако се на први поглед може чинити помало компликованим, неке супстанце се увијек понашају кемијски на исти начин; према томе, није тешко научити о вредностима ПЕ у датим случајевима.

Индек

  • 1 Порекло еквивалентне тежине
  • 2 Усес
    • 2.1 Примена у општој хемији 
    • 2.2 Користити у волуметријској анализи
    • 2.3 Употреба у гравиметријској анализи
    • 2.4 Користи се у хемији полимера
  • 3 Како га израчунати? Примери
    • 3.1 - Еквивалентна тежина хемијског елемента
    • 3.2 - Еквивалентна тежина оксида
    • 3.3 Еквивалентна тежина базе
    • 3.4 - Еквивалентна тежина киселине
    • 3.5 - Еквивалентна тежина соли
  • 4 Референце

Порекло еквивалентне тежине

Џон Далтон (1808) је предложио еквивалентну тежину водоника као јединицу масе. Међутим, појавио се низ приговора на овај приступ. На пример, истакнуто је да већина елемената није директно реаговала са водоником да би формирала једноставна једињења (КСХ).

Поред тога, елементи са различитим оксидационим стањима, на пример перманганат, имају више од еквивалентне тежине. То је онемогућило прихватање еквивалентне тежине као јединице масе.

Презентација Димитрија Мендељева (1869) о периодичној табели, у којој су хемијске особине елемената биле повезане са уређеним редоследом њихових атомских тежина, представљала је јак аргумент оних који су се успротивили употреби еквивалентне масе као јединице маса.

Заправо, нема потребе да се користи израз "еквивалент", јер се било који стехиометријски прорачун може извршити у смислу молова. Међутим, овај термин се често користи и није прикладно игнорисати га.

Због погодности, уведен је израз "еквивалент": еквивалент било које киселине реагује са еквивалентом било које базе; Еквивалент било ког оксидационог агенса реагује са еквивалентом било ког редукционог средства, итд..

Усес

Употреба у општој хемији

Метали

Употреба ПЕ у елементима и хемијским једињењима замењена је употребом њене моларне масе. Главни разлог је постојање елемената и једињења са више од еквивалентне тежине.

На пример, гвожђе (Фе), елемент са атомском тежином од 55,85 г / мол, има две валенције: +2 и +3. Према томе, има две еквивалентне тежине: када ради са валенцијом +2, њена еквивалентна тежина је 27,93 г / ек; док, када се користи валенца +3, њена еквивалентна тежина је 18,67 г / ек.

Наравно, не можемо говорити о постојању еквивалентне тежине вјере, али можемо указати на постојање атомске тежине вјере..

Ацидс

Фосфорна киселина има молекулску масу од 98 г / мол. Ова киселина када се дисоцира у Х+ + Х2ПО4-,  Има еквивалентну масу од 98 г / ек, јер ослобађа 1 мол Х+. Ако се фосфорна киселина дисоцира у Х+ +  ХПО42-, његова еквивалентна тежина је (98 г.мол-1) / (2ек / мол-1= 49 г / ек. У овој дисоцијацији је Х3ПО4 ослобађа 2 мола Х+.

Иако се не може титрирати у воденој средини, Х3ПО4 може дисоцирати у 3 Х+  +   ПО43-. У овом случају, еквивалентна тежина је (98 г.мол-1) / (3 ек.мол-1= 32.7 г / ек. Тхе Х3ПО4 испорука у овом случају 3 мола Х+.

Затим, фосфорна киселина има до 3 еквивалентне тежине. Али ово није изолован случај, на пример, сумпорна киселина има две еквивалентне тежине и карбонску киселину такође представља.

Користи се у волуметријској анализи

-Да би се смањиле грешке које се могу извршити током дејства супстанци за мерење, у аналитичкој хемији се преферира употреба супстанце веће еквивалентне тежине. На пример, у процени раствора натријум хидроксида са киселинама различитих еквивалентних тежина. Препоручује се употреба киселине веће еквивалентне тежине.

-У употреби масе чврсте киселине која може реаговати са натријум хидроксидом, имате могућност да бирате између три чврсте киселине: оксалидне киселине дихидрата, калијум фталатне киселине и калијумовог хидрогеноидата, са еквивалентним тежинама, односно од 63.04 г / ек, 204.22 г / ек и 389 г / ек.

У овом случају, пожељно је да се користи калијум водоник пероксид у процени натријум хидроксида, пошто је релативна грешка која се прави при вагању нижа када има већу еквивалентну тежину..

Користи се у гравиметријској анализи

Еквивалентна тежина је дефинисана на свој начин у овој техници за анализу супстанци. Овде, маса талога одговара једном граму аналита. Ово је елемент или једињење од интереса за студију или анализу која се обавља.

У гравиметрији је уобичајено навести резултате анализа као фракцију масе аналита, често изражену као проценат.

Фактор еквиваленције се објашњава као нумерички фактор којим се маса талога множи како би се добила маса аналита, обично изражена у грамима..

Гравиметријско одређивање никла

На пример, у гравиметријском одређивању никла преципитат који га садржи је никал бис (диметилглиоксилат) са моларном масом од 288,915 г / мол. Моларна маса никла је 58,6934 г / мол.

Моларна маса талога између моларне масе никла даје следећи резултат:

288.915 г.мол-1/ 58,6934 г.мол-1 = 4.9224. То значи да је 4.9224 г једињења једнако 1 г никла; или другим речима, 4.9224 г талога садржи 1 г никла.

Фактор еквиваленције се израчунава дељењем моларне масе никла са моларном масом талога који га садржи: 58.693 г.мол-1/ 288.915 г.мол-1 = 0.203151. Ово нам говори да по граму талога који садржи никал има 0.203151 г никла.

Користи се у хемији полимера

У хемији полимера, еквивалентна маса полимеризационог реагенса је маса полимера која има еквивалент реактивности.

То је посебно важно у случају полимера за јоноизмењивање: један еквивалент полимера за јоноизмењиваче може заменити један мол моно-напуњених јона; али само пола мол двоструко набијених јона.

Уобичајено је да се реактивност полимера изрази као инверзна еквивалентна тежина, која је изражена у јединицама ммол / г или мек / г..

Како то израчунати? Примери

-Еквивалентна тежина хемијског елемента

Добија се дељењем њене атомске тежине валенцијом:

Пек = Па / в

Постоје елементи који имају само еквивалентну тежину и елементе који могу имати 2 или више.

Еквивалентна тежина калцијума

Атомска тежина = 40 г / мол

Валенциа = +2

Пек = 40 г.мол-1/2ек.мол-1

20 г / ек

Еквивалентна тежина алуминијума

Атомска тежина = 27 г / мол

Валенциа = +3

Пек = 27 г.мол-1/ 3 ек.мол-1

9 г / ек

Еквивалентна тежина никла

Атомска тежина = 58,71 г / мол

Валенциа = +2 и +3

Никал има две еквивалентне тежине које одговарају када реагује са валенцијом +2 и када реагује са валенцијом +3.

Пек = 58.71 г.мол-1/ 2 ек.мол-1

29,35 г / ек

Пек = 58.71 г.мол-1/ 3 ек.мол-1

19.57 г / ек

-Еквивалентна тежина оксида

Један начин да се израчуна еквивалентна тежина оксида је дељењем његове молекулске тежине између производа металног валенца металним индексом.

Пек = Пм / В · С

Пм = молекулска маса оксида.

В = рушење метала

С = метални индекс

Продукт В · С се назива укупни или нето набој катиона.

Еквивалентна тежина алуминијум оксида (Ал2О3)

Молекулска тежина = Ал (2 к 27 г / мол) + О (3 к 16 г / мол)

102 г / мол

Валенциа = +3

Подиндекс = 2

Пек Ал2О3 = Пм / В · С

Пек Ал2О3 = 102 г.мол-1/ 3 екмол-1. 2

17 г / ек

Постоји још један начин да се овај проблем реши на основу стехиометрије. У 102 г алуминијум оксида налази се 54 грама алуминијума и 48 грама кисеоника.

Пек дел Ал = Атомска тежина / Валенсија

27 г.мол-1/ 3 ек.мол-1

9 г / ек

На основу еквивалентне масе алуминијума (9 г / ек) израчунато је да у 54 г алуминијума има 6 еквивалената алуминијума.

Затим из својстава еквивалената: 6 еквивалената алуминијума ће реаговати са 6 еквивалената кисеоника да би се добило 6 еквивалената алуминијум оксида.

У 102 г. алуминијум оксида има 6 еквивалената.

Стога:

Пек оф Ал2О3 = 102 г / 6 екв

17 г / ек

-Еквивалентна тежина базе

Еквивалентна маса се добија дељењем његове молекулске тежине са бројем оксихидрилних група (ОХ)..

Еквивалентна тежина железовог хидроксида, Фе (ОХ)2

Молекуларна тежина = 90 г / мол

ОХ број = 2

Пек Фе (ОХ) \ т2 = 90 г.мол-1/ 2 ек.мол-1

45 г / ек

-Еквивалентна тежина киселине

Уопштено, добија се дељењем његове молекулске тежине бројем водоника који даје или ослобађа. Међутим, полипротонске киселине могу дисоцирати или ослободити свој Х у различитим облицима, тако да могу имати више од еквивалентне тежине.

Еквивалентна тежина хлороводоничне киселине, ХЦл

Еквивалентна тежина ХЦл = молекулска тежина / број водоника

Пек ХЦл = г.мол-1/ 1 ек.мол-1

36,5 г / ек

Еквивалентна тежина сумпорне киселине

Сумпорна киселина (Х2СО4) може се раздвојити на два начина:

Х2СО4 => Х+   +    ХСО4-

Х2СО4 => 2 Х+   +    СО42-

Када отпустите Х+ Ваш ПЕ је:

Молекуларна тежина = 98 г / мол

Пек = 98 г.мол-1/ 1 ек.мол-1

98 г / пек

И када ослободи 2Х+:

Молекуларна тежина = 98 г / мол

Пек = 98 г.мол-1/ 2 ек.мол-1

49 г / ек

Из истог разлога фосфорна киселина (Х3ПО4) молекулске тежине 98 г / мол, може имати до три еквивалентне тежине: 98 г / ек, 49 г / ек и 32,67 г / ек.

-Еквивалентна тежина соли

И на крају, можете израчунати еквивалентну тежину соли дељењем њене молекуларне тежине између производа валенције метала индексом метала.

ПЕ = ПМ / В · С

Фе фериц сулфате2(СО4)3

Молекуларна тежина = 400 г / мол

Валенсија гвожђа = +3 ек / мол

Индекс жељеза = 2

Пек = 400 г.мол-1/ 3 ек.мол-1 к 2

66,67 г / ек

Референце

  1. Даи, Р. А. ЈР. Анд Ундервоод, А. Л. Квантитативна аналитичка хемија. Превод 5а Енглисх едитион. Уводник Прентице Халл Интерамерицана
  2. Неорганска хемија (с.ф.). Одређивање еквивалентних маса оксида. Добављено из: фуллкуимица.цом
  3. Википедиа. (2018). Еквивалентна тежина. Преузето са: ен.википедиа.орг
  4. Уредници енциклопедије Британница. (26. септембар 2016.) Еквивалентна тежина. Енцицлопӕдиа Британница. Преузето са: британница.цом
  5. Ори, Јацк. (30. април 2018). Како израчунати еквивалентну тежину. Сциенцинг. Добављено из: сциенцинг.цом
  6. Еквивалентна тежина киселине део 2: Титрација непознатог узорка киселине. (с.ф.). Преузето са: фацулти.умл.еду
  7. Бергстрессер М. (2018). Еквивалентна тежина: Дефиниција и формула. Студија. Преузето са: студи.цом