Uporabi enakovredno težo in kako jo izračunati (s primeri)



The ekvivalentna teža (PE) snovi je tista, ki sodeluje v kemijski reakciji in se uporablja kot osnova za titracijo. Glede na vrsto reakcije se lahko tako ali drugače opredeli.

Za kislinsko-bazične reakcije je PE masa snovi v gramih, ki je potrebna za dovajanje ali reagiranje z enim molom H+ (1,008 g); pri redoks reakcijah masa snovi v gramih, ki je potrebna za dovajanje ali reagiranje z enim molom elektronov.

Za reakcije obarjanja ali tvorbe kompleksov je masa snovi, ki je potrebna za dovajanje ali reagiranje z enim molom monovalentnega kationa, 1/2 mol dvovalentnega kationa, 1/3 mol trivalentnega kationa . In tako naprej.

Čeprav se na prvi pogled zdi nekoliko zapleteno, se nekatere snovi vedno kemično obnašajo na enak način; zato ni težko ugotoviti vrednosti PE glede na primere.

Indeks

  • 1 Izvor enakovredne teže
  • 2 Uporaba
    • 2.1 Uporaba v splošni kemiji 
    • 2.2 Uporaba pri volumetrični analizi
    • 2.3 Uporaba pri gravimetrični analizi
    • 2.4 Uporaba v kemiji polimerov
  • 3 Kako ga izračunati? Primeri
    • 3.1 - Enakovredna teža kemičnega elementa
    • 3.2 - Ekvivalentna masa oksida
    • 3.3 Ekvivalentna teža osnove
    • 3.4 - Ekvivalentna masa kisline
    • 3.5 - Ekvivalentna teža soli
  • 4 Reference

Izvor enakovredne teže. \ T

John Dalton (1808) je predlagal ekvivalentno težo vodika kot enoto mase. Vendar se je pojavil niz ugovorov temu pristopu. Na primer, poudarjeno je bilo, da večina elementov ni neposredno reagirala z vodikom, da bi tvorila preproste spojine (XH)..

Poleg tega imajo elementi z različnimi oksidacijskimi stanji, na primer permanganat, več kot enakovredno težo. To je oviralo sprejetje enakovredne teže kot enote mase.

Predstavitev njegovega periodičnega sistema Dimitrija Mendelejeva (1869), v katerem so bile kemijske lastnosti elementov povezane z urejenim vrstnim redom njihovih atomskih uteži, je predstavljala močan argument tistih, ki so nasprotovali uporabi ekvivalentne teže kot enote za maso.

Pravzaprav ni potrebno uporabljati izraza "enakovreden", ker je lahko vsak stehiometrični izračun opravljen v obliki molov. Vendar se ta izraz pogosto uporablja in ga ni primerno prezreti.

Za udobje je bil uveden izraz "enakovreden": ekvivalent katere koli kisline reagira z ekvivalentom katere koli baze; Ekvivalent katerega koli oksidacijskega sredstva reagira z ekvivalentom katerega koli reducenta itd..

Uporabe

Uporaba v splošni kemiji

Kovine

Uporaba PE v elementih in kemijskih spojinah je bila nadomeščena z uporabo njene molarne mase. Glavni razlog je obstoj elementov in spojin z več kot enakovredno težo.

Na primer, železo (Fe), element z atomsko maso 55,85 g / mol, ima dve valenci: +2 in +3. Zato ima dve enakovredni uteži: če deluje z valenco +2, je njena ekvivalentna teža 27,93 g / eq; medtem ko je pri uporabi valenca +3 njena ekvivalentna teža 18,67 g / ekv.

Seveda ne moremo govoriti o obstoju enakovredne teže vere, vendar lahko izpostavimo obstoj atomske teže vere..

Kisline

Fosforjeva kislina ima molekulsko maso 98 g / mol. Ta kislina, ko se disociira v H+ + H2PO4-,  Ima ekvivalentno maso 98 g / eq, ker sprosti 1 mol H+. Če fosforna kislina disociira v H+ +  HPO42-, njena ekvivalentna teža je (98 g.mol-1) / (2eq / mol-1) = 49 g / ekv. V tej disociaciji je H3PO4 sprosti 2 moli H+.

Čeprav se ne titrira v vodnem mediju, je H3PO4 lahko disociira v 3 H+  +   PO43-. V tem primeru je ekvivalentna teža (98 g.mol-1) / (3 eq.mol-1= 32,7 g / ekv. H3PO4 dobava v tem primeru 3 moli H+.

Nato ima fosforna kislina do 3 enakovredne uteži. Vendar to ni osamljen primer, npr. Ima žveplova kislina dve enakovredni masi in karbonska kislina je prav tako prisotna.

Uporaba v volumetrični analizi

-Za zmanjšanje napak, ki se lahko pojavijo med delovanjem snovi za tehtanje, se za analitsko kemijo raje uporabi snov z večjo enakovredno težo. Na primer, pri vrednotenju raztopine natrijevega hidroksida s kislinami različnih ekvivalentnih uteži. Priporočena je uporaba kisline z večjo ekvivalentno maso.

-Pri uporabi mase trdne kisline, ki lahko reagira z natrijevim hidroksidom, lahko izbirate med tremi trdnimi kislinami: oksidno kislino dihidratom, kalijevo ftalatno kislino in kalijevim hidrogenoiodatom, z ekvivalentnimi masami. 63,04 g / eq, 204,22 g / eq in 389 g / ekv.

V tem primeru je prednostno uporabiti kalijev vodikov peroksid pri vrednotenju natrijevega hidroksida, ker je relativna napaka, ki jo naredimo pri tehtanju, nižja, če ima večjo ekvivalentno težo..

Uporaba v gravimetrični analizi

Ekvivalentna teža je na lasten način opredeljena v tej tehniki za analizo snovi. Tu je masa oborine enaka gramu analita. To je element ali spojina, ki je zanimiva v študiji ali analizi, ki se izvaja.

V gravimetriji je običajno navesti rezultate analiz kot delež mase analita, pogosto izraženo kot odstotek.

Ekvivalentni faktor se pojasni kot numerični faktor, s katerim se masa oborine pomnoži, da dobimo maso analita, običajno izraženo v gramih..

Gravimetrična določitev niklja

Na primer, pri določanju nikeljske gravimetrije je oborina, ki jo vsebuje, nikljev bis (dimetilglioksilat) z molsko maso 288,915 g / mol. Molska masa niklja je 58,6934 g / mol.

Molska masa oborine med molsko maso niklja povzroči naslednji rezultat: \ t

288.915 g.mol-1/ 58,6934 g.mol-1 = 4.9224. To pomeni, da je 4,9224 g spojine enako 1 g niklja; ali z drugimi besedami, 4,99224 g oborine vsebuje 1 g niklja.

Ekvivalentni faktor se izračuna z deljenjem molske mase niklja z molsko maso oborine, ki jo vsebuje: 58,693 g.mol-1/ 288,915 g.mol-1 = 0.203151. To nam pove, da na gram oborine, ki vsebuje nikelj, obstaja 0,203151 g niklja.

Uporablja se v kemiji polimerov

V kemiji polimerov je ekvivalentna masa polimerizacijskega reagenta masa polimera, ki ima ekvivalent reaktivnosti.

To je zlasti pomembno v primeru ionskih izmenjalnih polimerov: en ekvivalent ionsko izmenjalnega polimera lahko zamenja en mol monokomponentnih ionov; vendar le pol mola dvojnih nabitih ionov.

Običajno je reaktivnost polimera izražena kot inverzna ekvivalentna masa, izražena v enotah mmol / g ali meq / g..

Kako ga izračunati? Primeri

-Ekvivalentna teža kemičnega elementa

Dobimo ga tako, da delimo svojo atomsko maso s svojo valenco:

Peq = Pa / v

Obstajajo elementi, ki imajo samo enakovredno težo in elemente, ki lahko imajo 2 ali več.

Ekvivalentna masa kalcija

Atomska masa = 40 g / mol

Valencia = +2

Peq = 40 g.mol-1/2eq.mol-1

20 g / ekv

Ekvivalentna teža aluminija

Atomska masa = 27 g / mol

Valencia = +3

Peq = 27 g.mol-1/ 3 eq.mol-1

9 g / ekv

Ekvivalentna teža niklja

Atomska masa = 58,71 g / mol

Valencia = +2 in +3

Nikelj ima dve enakovredni uteži, ki ustrezata, ko reagira z valenco +2 in ko reagira z valenco +3.

Peq = 58,71 g.mol-1/ 2 eq.mol-1

29,35 g / ekv

Peq = 58,71 g.mol-1/ 3 eq.mol-1

19,57 g / ekv

-Ekvivalentna masa oksida

Eden od načinov za izračun ekvivalentne teže oksida je delitev njegove molekulske mase med produktom kovinske valence s kovinskim indeksom.

Peq = Pm / V · S

Pm = molekulska masa oksida.

V = rušenje kovin

S = kovinski indeks

Produkt V · S se imenuje skupni ali čisti naboj kationa.

Ekvivalentna masa aluminijevega oksida (Al2O3)

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

102 g / mol

Valencia = +3

Podindeks = 2

Peq Al2O3 = Pm / V · S

Peq Al2O3 = 102 g.mol-1/ 3 eqmol-1. 2

17 g / ekv

Obstaja še en način za reševanje tega problema, ki temelji na stehiometriji. V 102 g aluminijevega oksida je 54 gramov aluminija in 48 gramov kisika.

Peq del Al = Atomska teža / Valencia

27 g.mol-1/ 3 eq.mol-1

9 g / ekv

Na podlagi ekvivalentne teže aluminija (9 g / eq) je izračunano, da v 54 g aluminija obstaja 6 ekvivalentov aluminija.

Nato iz lastnosti ekvivalentov: 6 ekvivalentov aluminija reagira s 6 ekvivalenti kisika, kar daje 6 ekvivalentov aluminijevega oksida..

V 102 g. aluminijevega oksida je 6 ekvivalentov.

Zato:

Peq Al2O3 = 102 g / 6 ekv

17 g / ekv

-Enakovredna teža osnove

Ekvivalentna teža je dobljena z deljenjem njene molekulske mase s številom oksihidrilnih skupin (OH)..

Ekvivalentna masa železovega hidroksida, Fe (OH) \ t2

Molekulska masa = 90 g / mol

OH število = 2

Peq Fe (OH)2 = 90 g.mol-1/ 2 eq.mol-1

45 g / ekv

-Ekvivalentna teža kisline

Na splošno ga dobimo tako, da delimo svojo molekulsko maso s številom vodika, ki se pridobi ali sprosti. Vendar poliprotonske kisline lahko disociirajo ali sproščajo svoj H v različnih oblikah, tako da lahko imajo več kot ekvivalentno težo.

Ekvivalentna masa klorovodikove kisline, HCl

Ekvivalentna masa HCl = molekulska masa / število vodika

Peq HCl = g.mol-1/ 1 eq.mol-1

36,5 g / ekv

Ekvivalentna masa žveplove kisline

Žveplova kislina (H2SO4) lahko ločimo na dva načina:

H2SO4 => H+   +    HSO4-

H2SO4 => 2 H+   +    SO42-

Ko sproščate H+ Vaš PE je:

Molekulska masa = 98 g / mol

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

98 g / peq

In ko sprosti 2H+:

Molekulska masa = 98 g / mol

Peq = 98 g.mol-1/ 2 eq.mol-1

49 g / ekv

Iz istega razloga fosforna kislina (H3PO4) z molekulsko maso 98 g / mol, lahko imajo do tri ekvivalentne teže: 98 g / eq, 49 g / eq in 32,67 g / ekv..

-Ekvivalentna teža soli

In končno, lahko izračunamo ekvivalentno težo soli tako, da delimo njeno molekulsko maso med produktom valence kovine s spodnjim indeksom kovine..

PE = PM / V · S

Fe železov sulfat2(SO4)3

Molekulska masa = 400 g / mol

Valencia železa = +3 eq / mol

Indeks železa = 2

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

66,67 g / ekv

Reference

  1. Day, R. A. JR. In Underwood, A. L. Kvantitativna analitska kemija. Prevod 5a Angleška izdaja. Uvodnik Prentice Hall Interamericana
  2. Anorganska kemija (s.f.). Določanje ekvivalentnih uteži oksidov. \ T Vzpostavljeno iz: fullquimica.com
  3. Wikipedija. (2018). Enakovredna teža. Vzpostavljeno iz: en.wikipedia.org
  4. Uredniki enciklopedije Britannica. (26. september 2016). Enakovredna teža. Enciklopedija Britannica. Vzpostavljeno iz: britannica.com
  5. Ori, Jack. (30. april 2018). Kako izračunati enakovredno težo. Sciencing. Vzpostavljeno iz: sciencing.com
  6. Ekvivalentna teža kislinskega dela 2: Titracija neznanega kislinskega vzorca. (s.f.). Vzpostavljeno iz: faculty.uml.edu
  7. Bergstresser M. (2018). Enakovredna teža: definicija in formula. Študija. Vzpostavljeno iz: study.com