TILSVARENDE VEKT: BRUKER OG HVORDAN DU BEREGNER DET (MED EKSEMPLER) - KJEMI - 2026

Den ekvivalentvekt (PE) av et stoff er det som deltar i en kjemisk reaksjon, og blir anvendt som grunnlag for en titrering. Avhengig av reaksjonstypen, kan den defineres på en eller annen måte.

For syre-base-reaksjoner er PE vekten i gram av stoffet som kreves for å tilføre eller reagere med en mol H ⁺ (1,008 g); for redoksreaksjoner, vekten i gram av stoffet som er nødvendig for å tilføre eller reagere med en mol elektron.

Kilde: Av M.Minderhoud (Hvit bakgrunn av Amada44), via Wikimedia Commons

For utfelling eller kompleksdannende reaksjoner, vekten av stoffet som kreves for å tilføre eller reagere med en mol av en monovalent kation, 1/2 mol av en toverdig kation, 1/3 mol av en trivalent kation . Og så videre.

Selv om det kan virke litt komplisert til å begynne med, oppfører noen stoffer seg alltid kjemisk på samme måte; Derfor er det ikke vanskelig å lære PE-verdiene gitt sakene.

Opprinnelse av ekvivalentvekt

John Dalton (1808) foreslo ekvivalentvekten av hydrogen som en masseenhet. Imidlertid oppstod en rekke innvendinger mot denne tilnærmingen. For eksempel ble det bemerket at de fleste elementer ikke reagerte direkte med hydrogen for å danne enkle forbindelser (XH).

Videre har elementer med forskjellige oksydasjonstilstander, for eksempel permanganat, mer enn en ekvivalentvekt. Dette gjorde det vanskelig å akseptere ekvivalentvekten som en masseenhet.

Presentasjonen av Dimitri Mendeleev (1869) av hans periodiske tabell, der de kjemiske egenskapene til elementene var relatert til den ordnede rekkefølgen av atomvektene, utgjorde et sterkt argument av de som innvendte seg mot bruken av den ekvivalente vekten som en enhet av masse.

Egentlig er det ikke nødvendig å bruke begrepet "ekvivalent", siden noen støkiometrisk beregning kan gjøres i form av føflekker. Imidlertid brukes dette begrepet ofte og bør ikke ignoreres.

For enkelhets skyld ble uttrykket "ekvivalent" introdusert: en ekvivalent av enhver syre reagerer med en ekvivalent av hvilken som helst base; en ekvivalent av hvilket som helst oksydasjonsmiddel reagerer med en ekvivalent av ethvert reduksjonsmiddel, etc.

applikasjoner

Bruk i generell kjemi

metaller

Bruken av PE i elementer og kjemiske forbindelser er erstattet av bruken av dens molære masse. Hovedårsaken er eksistensen av elementer og forbindelser med mer enn en ekvivalentvekt.

For eksempel har jern (Fe), et element med en atomvekt på 55,85 g / mol, to valenser: +2 og +3. Derfor har den to likeverdige vekter: når den fungerer med valence +2, er den tilsvarende vekt 27,93 g / ekv. mens, når du bruker valensen +3, er dens ekvivalentvekt 18,67 g / ekv.

Det er selvfølgelig ikke mulig å snakke om eksistensen av en ekvivalent Fe, men eksistensen av en atomvekt av Fe kan påpekes.

syrer

Fosforsyre har en molekylvekt på 98 g / mol. Når denne syren dissosieres til H ⁺ + H ₂ PO ₄ ^- , har den en ekvivalentvekt på 98 g / ekv., Siden den frigjør 1 mol H ⁺ . Hvis fosforsyre dissosieres til H ⁺ + HPO ₄ ^2– , er dens ekvivalentvekt (98 g.mol ^-1 ) / (2 ekv. / Mol ^-1 ) = 49 g / ekv. I denne dissosiasjonen frigjør H ₃ PO ₄ 2 mol H ⁺ .

Selv om det ikke er titrerbart i et vandig medium, kan H ₃ PO ₄ dissosiere til 3 H ⁺ + PO ₄ ^3– . I dette tilfellet er ekvivalentvekten (98 g.mol ^-1 ) / (3 ekv. Mol ^-1 ) = 32,7 g / ekv. H ₃ PO ₄ leverer i dette tilfellet 3 mol H ⁺ .

Så fosforsyre har opptil 3 likeverdige vekter. Men dette er ikke et isolert tilfelle, så for eksempel har svovelsyre to likeverdige vekter og kullsyre har også.

Bruk i volumetrisk analyse

-For å redusere feilene som kan gjøres under virkningen av veiestoffer, i analytisk kjemi foretrekkes bruk av et stoff med større ekvivalentvekt. For eksempel ved titrering av en natriumhydroksydoppløsning med syrer med forskjellige ekvivalente vekter. Det anbefales bruk av syren med høyest ekvivalentvekt.

-I bruk av massen av en fast syre som kan reagere med natriumhydroksyd, har du muligheten til å velge mellom tre faste syrer: oksalsyredihydrat, kaliumsyrtaltalat og kaliumhydrogeniodat, med tilsvarende vekter henholdsvis 63,04 g / ekv., 204,22 g / ekv. og 389 g / ekv.

I dette tilfellet er det foretrukket å bruke kaliumhydrogenjodatsyre ved titrering av natriumhydroksyd, siden den har en større ekvivalentvekt, og den relative feilen som blir gjort når den veies er mindre.

Bruk i gravimetrisk analyse

Ekvivalentvekten er definert på sin egen måte i denne stoffanalyseteknikken. Her er det massen av bunnfall som tilsvarer ett gram av analytten. Dette er elementet eller forbindelsen av interesse i studien eller analysen som blir utført.

I gravimetri er det vanlig å sitere resultatene fra analysene som en brøkdel av massen til analytten, ofte uttrykt i prosent.

Ekvivalensfaktoren forklares som en numerisk faktor ved hvilken massen til bunnfallet må multipliseres for å oppnå massen til analytten, vanligvis uttrykt i gram.

Gravimetrisk bestemmelse av nikkel

For eksempel, i den gravimetriske bestemmelse av nikkel, er bunnfallet som inneholder det bis (nikkel-dimetylglyoksimat) med en molmasse på 288,915 g / mol. Molmassen av nikkel er 58,6934 g / mol.

Den molære massen til bunnfallet dividert med den molære massen av nikkel gir følgende resultat:

288,915 g.mol ^-1 / 58,6934 g.mol ^-1 = 4,9224. Dette betyr at 4,9224 g av forbindelsen tilsvarer 1 g nikkel; Eller med andre ord, 4.9224 g av bunnfallet inneholder 1 g nikkel.

Ekvivalensfaktoren beregnes ved å dele den molære massen av nikkel med den molære massen til bunnfallet som inneholder det: 58,693 g.mol ^-1 / 288,915 g.mol ^-1 = 0,203151. Dette forteller oss at per gram av det nikkelholdige bunnfallet er det 0,203151 g nikkel.

Bruker innen polymerkjemi

I polymerkjemi er ekvivalentvekten til et polymerisasjonsreagens massen til polymeren som har en ekvivalent reaktivitet.

Det er spesielt viktig når det gjelder ionebytterpolymerer: en ekvivalent av en ionebytterpolymer kan utveksle en mol ensfargede ioner; men bare et halvt mol dobbeltladede ioner.

Det er vanlig å uttrykke reaktiviteten til en polymer som invers med ekvivalentvekten, som uttrykkes i enheter av mmol / g eller mekv / g.

Hvordan beregne det? eksempler

-Ekvivalent vekt av et kjemisk element

Det oppnås ved å dele sin atomvekt med sin valens:

Peq = Pa / v

Det er elementer som bare har en likeverdig vekt og elementer som kan ha 2 eller flere.

Ekvivalent vekt av kalsium

Atomvekt = 40 g / mol

Valencia = +2

Peq = 40 g.mol ^{-1 /} 2q.mol ^-1

20 g / ekv

Tilsvarende vekt av aluminium

Atomvekt = 27 g / mol

Valencia = +3

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

9 g / ekv

Nikkelekvivalentvekt

Atomvekt = 58,71 g / mol

Valencia = +2 og +3

Nikkel har to likeverdige vekter som tilsvarer når det reagerer med valens +2 og når det reagerer 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 vekt av et oksid

En måte å beregne den ekvivalente vekten til et oksyd er ved å dele dens molekylvekt med valensproduktet til metallet og underskriften til metallet.

Peq = Pm / V S

Pm = oksydets molekylvekt.

V = valens av metall

S = abonnement av metall

Produktet V · S blir referert til som kationens totale eller netto ladning.

Tilsvarende vekt av aluminiumoksyd (Al

Molekylvekt = 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 / ekv

Det er en annen måte å løse dette problemet basert på støkiometri. I 102 g aluminiumoksyd er det 54 gram aluminium og 48 gram oksygen.

Peq del Al = Atomvekt / Valencia

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

9 g / ekv

Basert på ekvivalentvekten til aluminium (9 g / ekv.), Er det beregnet at i 54 g aluminium er det 6 ekvivalenter aluminium.

Fra egenskapene til ekvivalenter: 6 ekvivalenter aluminium vil reagere med 6 ekvivalenter oksygen for å gi 6 ekvivalenter aluminiumoksyd.

I 102 g. av aluminiumoksyd er det 6 ekvivalenter.

Og dermed:

Liten av Al ₂ O ₃ = 102 g / 6 ekv

17 g / ekv

-Ekvivalent vekt av en base

Ekvivalentvekten oppnås ved å dele dens molekylvekt med antall oksyhydrylgrupper (OH).

Ekvivalent vekt av jernholdig hydroksyd, Fe (OH)

Molekylvekt = 90 g / mol

OH-nummer = 2

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

45 g / ekv

-Ekvivalent vekt av en syre

Generelt oppnås det ved å dele dens molekylvekt med antall hydrogen det gir opp eller frigjør. Imidlertid kan polyrotonsyrer dissosiere eller frigjøre H deres på forskjellige måter, slik at de kan ha mer enn en ekvivalentvekt.

Ekvivalent vekt saltsyre, HCl

HCl ekvivalentvekt = molekylvekt / antall hydrogen

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

36,5 g / ekv

Ekvivalent vekt svovelsyre

Svovelsyre (H ₂ SO ₄ ) kan dissosieres på to måter:

H ₂ SO ₄ => H ⁺ + HSO ₄ ^-

H ₂ SO ₄ => 2 H ⁺ + SO ₄ ^2-

Når han slipper H ^{+, er} PE:

Molekylvekt = 98 g / mol

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

98 g / liten

Og når du slipper 2H ⁺ :

Molekylvekt = 98 g / mol

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

49 g / ekv

Av samme grunn, fosforsyre (H ₃ PO ₄ ) med molekylvekt på 98 g / mol, kan ha opp til tre ekvivalente vekter: 98 g / ekv, 49 g / ekv, og 32,67 g / ekv.

-Ekvivalent vekt av et salt

Og til slutt kan den ekvivalente vekten til et salt beregnes ved å dele dens molekylvekt med produktet av metallets valens med underskriptet til metallet.

PE = PM / V S

Ferric Sulfate Fe

Molekylvekt = 400 g / mol

Jernvalens = +3 ekv. / Mol

Jernunderskrift = 2

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

66,67 g / ekv

referanser

1. Dag, RA JR. Og Underwood, AL kvantitativ analytisk kjemi. Oversettelse av 5. ^til engelsk utgave. Redaksjonell Prentice Hall Interamericana
2. Uorganisk kjemi. (SF). Bestemmelse av likeverdige vekter av oksider. Gjenopprettet fra: fullquimica.com
3. Wikipedia. (2018). Tilsvarende vekt. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org
4. Redaktørene av Encyclopaedia Britannica. (2016 26. september). Tilsvarende vekt. Encyclopædia Britannica. Gjenopprettet fra: britannica.com
5. Ori, Jack. (30. april 2018). Hvordan beregne ekvivalentvekt. Sciencing. Gjenopprettet fra: sciencing.com
6. Den ekvivalente vekten av en syre Del 2: Titrering av den ukjente syreprøven. (SF). Gjenopprettet fra: fakultet.uml.edu
7. Bergstresser M. (2018). Tilsvarende vekt: Definisjon og formel. Studere. Gjenopprettet fra: study.com