Ekvivalent viktanvändning och hur man beräknar det (med exempel)



den ekvivalent vikt (PE) av ett ämne är en som deltar i en kemisk reaktion och används som grund för titrering. Beroende på typ av reaktion kan den definieras på ett eller annat sätt.

För syrabasreaktioner är PE vikt i gram av ämnet som krävs för att tillföra eller reagera med en mol H+ (1,008 g); för redoxreaktioner, vikt i gram av ämnet som krävs för att tillföra eller reagera med en mol elektroner.

För fällningsreaktioner eller komplexbildning, vikten hos det ämne som erfordras för att tillföra eller reagera med en mol av en envärd katjon, halv mol av en tvåvärd katjon, 1/3 mol av trivalent katjon . Och så vidare.

Även om det kan tyckas lite komplicerat först, uppträder vissa ämnen alltid kemiskt på samma sätt; Därför är det inte svårt att lära sig PE-värdena i fallen.

index

  • 1 Ursprung av ekvivalentvikt
  • 2 användningar
    • 2.1 Användning i allmän kemi 
    • 2.2 Användning i volymetrisk analys
    • 2.3 Användning i gravimetrisk analys
    • 2.4 Användning i polymerkemi
  • 3 Hur man beräknar det? exempel
    • 3.1 - Ekvivalent vikt av ett kemiskt element
    • 3.2 - Ekvivalent vikt av en oxid
    • 3,3 ekvivalent vikt av en bas
    • 3.4 - Ekvivalent vikt av en syra
    • 3,5 - ekvivalent vikt av ett salt
  • 4 referenser

Ursprung av ekvivalent vikt

John Dalton (1808) föreslog den ekvivalenta vikten av väte som en massenhet. En rad invändningar mot detta tillvägagångssätt framkom dock. Till exempel påpekades att de flesta av elementen inte reagerade direkt med väte för att bilda enkla föreningar (XH).

Dessutom har elementen med olika oxidationstillstånd, exempelvis permanganat, mer än en ekvivalentvikt. Detta hindrade acceptansen av ekvivalentvikt som en massenhet.

Presentationen av Dimitri Mendeleev (1869) i det periodiska systemet, i vilken de kemiska egenskaperna hos elementen med den ordning beställts av deras atomvikter var ansluten, var ett starkt argument invända användning ekvivalentvikt som en enhet massa.

Det är egentligen inte nödvändigt att använda termen "ekvivalent", eftersom någon stökiometrisk beräkning kan göras i form av mol. Men denna term används ofta och det är inte bekvämt att ignorera det.

För enkelhets skyld infördes termen "ekvivalent": en ekvivalent av vilken som helst syra reagerar med en ekvivalent av vilken som helst bas; En ekvivalent av något oxidationsmedel reagerar med en ekvivalent av något reducerande medel etc..

tillämpningar

Använd i allmänhet kemi

metaller

Användningen av PE i elementen och kemiska föreningar har ersatts av användningen av dess molära massa. Den främsta orsaken är förekomsten av element och föreningar med mer än en ekvivalent vikt.

Till exempel har järn (Fe), ett element med en atomvikt på 55,85 g / mol, två valenser: +2 och +3. Därför har den två ekvivalenta vikter: när den fungerar med valens +2 är dess ekvivalenta vikt 27,93 g / ekv; medan, när du använder valens +3, är dess ekvivalenta vikt 18,67 g / ekv.

Naturligtvis kan vi inte tala om förekomsten av en likvärdig vikt av tro, men vi kan påpeka förekomsten av en atomvikt av tro.

syror

Fosforsyra har en molekylvikt av 98 g / mol. Denna syra när den dissocieras i H+ + H2PO4-,  Den har en ekvivalentvikt av 98 g / ekv, eftersom den frisätter 1 mol H+. Om fosforsyra dissocierar i H+ +  HPO42-, dess ekvivalenta vikt är (98 g.mol-1) / (2eq / mol-1) = 49 g / ekv. I denna dissociation har H3PO4 släpper ut 2 mol H+.

Fastän det inte är titrerbart i ett vattenhaltigt medium, kommer H3PO4 kan dissociera i 3 H+  +   PO43-. I detta fall är ekvivalentvikten (98 g.mol-1) / (3 ekv.mol-1) = 32,7 g / ekv. H3PO4 leverans i detta fall 3 mol H+.

Sedan har fosforsyra upp till 3 ekvivalenta vikter. Men detta är inte ett isolerat fall, till exempel svavelsyra har två ekvivalenta vikter och kolsyra presenterar också.

Använd i volymetrisk analys

-För att minska de fel som kan begås under verkan av vägande ämnen föredras användningen av ett ämne med större ekvivalentvikt i analytisk kemi. Till exempel vid utvärderingen av en lösning av natriumhydroxid med syror med olika ekvivalenta vikter. Användningen av syran med större ekvivalentvikt rekommenderas.

-I användningen av massan av en fast syra, som kan reagera med natriumhydroxid, har en möjlighet att välja mellan tre fasta syror dihydrat oxalsyra, kaliumsyra ftalat och hidrogenoiodato kalium ekvivalentvikter respektive av 63,04 g / ekv, 204,22 g / ekv och 389 g / ekv.

I detta fall föredras att man använder kaliumväteperoxid vid utvärderingen av natriumhydroxid, eftersom det relativa fel som görs vid vägning är lägre när man har större ekvivalentvikt..

Användning i gravimetrisk analys

Ekvivalentvikten definieras på egen väg i denna teknik för analys av ämnen. Här är det massan av fällning som motsvarar ett gram av analyten. Detta är det element eller sammansatt intresse av den undersökning eller analys som görs.

I gravimetri är det vanligt att citera analysernas resultat som en fraktion av analytens massa, ofta uttryckt som en procentandel.

Ekvivalensfaktorn förklaras som en numerisk faktor genom vilken massan av fällningen multipliceras för att erhålla analytens massa, vanligtvis uttryckt i gram.

Gravimetrisk bestämning av nickel

I nickelgravimetrisk bestämning är exempelvis fällningen innehållande nickelbis (dimetylglyoxylat) med en molvikt av 288,915 g / mol. Molmassan av nickel är 58,6934 g / mol.

Fällningens molära massa mellan molens molmassa ger följande resultat:

288,915 g.mol-1/ 58,6934 g.mol-1 = 4,9244. Detta innebär att 4,92424 g av föreningen är lika med 1 g nickel; eller med andra ord innehåller 4,92424 g fällningen 1 g nickel.

Ekvivalensfaktorn beräknas genom att nickelns molvikt fördelas med molmassan i fällningen som innehåller den: 58,693 g.mol-1/ 288,915 g.mol-1 = 0,203151. Detta berättar att per gram av den nickelhaltiga fällningen finns 0,203151 g nickel.

Användningar i polymerkemi

I polymerens kemi är den ekvivalenta vikten av ett polymeriseringsreagens massan av polymeren som har en ekvivalent reaktivitet.

Det är särskilt viktigt för jonbytarpolymerer: en ekvivalent av en jonbytarpolymer kan utbyta en mol monokalerade joner; men bara en halv mol dubbla laddade joner.

Det är vanligt att uttrycka polymerens reaktivitet som den inverse av ekvivalentvikten, vilken uttrycks i enheter av mmol / g eller meq / g.

Hur man beräknar det? exempel

-Ekvivalent vikt av ett kemiskt element

Den erhålls genom att dividera sin atomvikt genom sin valens:

Peq = Pa / v

Det finns element som endast har en ekvivalent vikt och element som kan ha 2 eller mer.

Kalciumekvivalentvikt

Atomvikten = 40 g / mol

Valencia = +2

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

20 g / ekv

Ekvivalent vikt av aluminium

Atomvikten = 27 g / mol

Valencia = +3

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

9 g / ekv

Nickel ekvivalentvikt

Atomvikten = 58,71 g / mol

Valencia = +2 och +3

Nickel har två ekvivalenta vikter motsvarande när det reagerar med valens +2 och när det reagerar med valens +3.

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

29,35 g / ekv

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

19,57 g / ekv

-Ekvivalent vikt av en oxid

Ett sätt att beräkna den ekvivalenta vikten av en oxid är genom att dividera dess molekylvikt mellan produkten av metallvalensen med metallavskriften.

Peq = Pm / V · S

Pm = molekylvikt av oxiden.

V = metall rivning

S = metallprenumeration

Produkten V · S kallas total eller nettobelastning av katjonen.

Ekvivalent vikt av aluminiumoxid (Al2O3)

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

102 g / mol

Valencia = +3

Subindex = 2

Peq Al2O3 = Pm / V · S

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

17 g / ekv

Det finns ett annat sätt att lösa detta problem baserat på stökiometri. I 102 g aluminiumoxid finns 54 gram aluminium och 48 gram syre.

Peq del Al = Atomvikten / Valencia

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

9 g / ekv

Baserat på motsvarande vikt av aluminium (9 g / ekv) beräknas det att i 54 g aluminium finns 6 ekvivalenter aluminium.

Sedan kommer från ekvivalenternas egenskaper: 6 ekvivalenter aluminium att reagera med 6 ekvivalenter syre för att ge 6 ekvivalenter aluminiumoxid.

I 102 g. av aluminiumoxid finns 6 ekvivalenter.

därför:

Peq av Al2O3 = 102 g / 6 ekv

17 g / ekv

-Ekvivalent vikt av en bas

Ekvivalentvikten erhålles genom att dividera dess molekylvikt med antalet oxihydrylgrupper (OH).

Ekvivalent vikt av järnhydroxid, Fe (OH)2

Molekylvikt = 90 g / mol

OH-nummer = 2

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

45 g / ekv

-Ekvivalent vikt av en syra

Generellt erhålles det genom att dividera dess molekylvikt med antalet väte som ger eller släpper ut. Polyprotonsyror kan dock dissociera eller släppa sin H i olika former, så att de kan ha mer än en ekvivalent vikt.

Ekvivalent vikt av saltsyra, HCl

Ekvivalent vikt HCl = molekylvikt / väteantal

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

36,5 g / ekv

Ekvivalent vikt av svavelsyra

Svavelsyran (H2SW4) kan dissocieras på två sätt:

H2SW4 => H+   +    HSO4-

H2SW4 => 2 H+   +    SW42-

När du släpper ut en H+ Din PE är:

Molekylvikt = 98 g / mol

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

98 g / peq

Och när det släpper ut 2H+:

Molekylvikt = 98 g / mol

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

49 g / ekv

Av samma anledning fosforsyra (H3PO4) med molekylvikt 98 g / mol kan ha upp till tre ekvivalenta vikter: 98 g / ekv, 49 g / ekv och 32,67 g / ekv.

-Ekvivalent vikt av ett salt

Och äntligen kan man beräkna ekvivalentvikt av ett salt genom att dela sin molekylvikt mellan produkten av metallens valens genom abonnenten av metallen.

PE = PM / V · S

Fe ferrisulfat2(SO4)3

Molekylvikt = 400 g / mol

Valencia av järn = +3 ekv / mol

Iron subscript = 2

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

66,67 g / ekv

referenser

  1. Day, R. A. JR. Och Underwood, A. L. Quantitative Analytical Chemistry. Översättning av 5till Engelsk utgåva. Editorial Prentice Hall Interamericana
  2. Oorganisk kemi (N.D.). Bestämning av ekvivalenta vikter av oxider. Hämtad från: fullquimica.com
  3. Wikipedia. (2018). Ekvivalent vikt. Hämtad från: en.wikipedia.org
  4. Editors of Encyclopaedia Britannica. (26 september 2016). Ekvivalent vikt. Encyclopædia Britannica. Hämtad från: britannica.com
  5. Ori, Jack. (30 april 2018). Hur man beräknar ekvivalent vikt. Sciencing. Hämtad från: sciencing.com
  6. Den ekvivalenta vikten av en sur del 2: Titrering av den okända syran provet. (N.D.). Hämtad från: faculty.uml.edu
  7. Bergstresser M. (2018). Ekvivalent vikt: definition och formel. Study. Hämtad från: study.com