Използва се еквивалентно тегло и как да се изчисли (с примери)



на еквивалентно тегло (PE) на вещество е това, което участва в химична реакция и се използва като основа за титруване. В зависимост от вида на реакцията, тя може да бъде определена по един или друг начин.

За киселинно-алкалните реакции, PE е теглото в грамове на веществото, което е необходимо за подаване или реагиране с един мол от Н+ (1,008 g); за окислително-редукционни реакции - теглото на веществото в грамове, което е необходимо за подаване или реагиране с един мол електрони.

За реакции на утаяване или комплексно образуване, теглото на веществото, което е необходимо за подаване или реагиране с един мол едновалентен катион, 1/2 мол двувалентен катион, 1/3 мол тривалентен катион , И така нататък.

Въпреки че в началото може да изглежда малко сложно, някои вещества винаги се държат химически по същия начин; следователно не е трудно да се научат PE стойностите, дадени в случаите.

индекс

  • 1 Произход с еквивалентно тегло
  • 2 Използване
    • 2.1 Употреба в общата химия 
    • 2.2 Използване в обемния анализ
    • 2.3 Използване при гравиметричен анализ
    • 2.4 Използва се в полимерната химия
  • 3 Как да го изчислим? Примери
    • 3.1 - Еквивалентно тегло на химичен елемент
    • 3.2 - Еквивалентно тегло на оксид
    • 3.3 Еквивалентно тегло на основа
    • 3.4 - Еквивалентно тегло на киселина
    • 3.5 - Еквивалентно тегло на сол
  • 4 Препратки

Произход с еквивалентно тегло

Джон Далтън (1808) предложи еквивалентното тегло на водорода като единица маса. Въпреки това се появиха редица възражения срещу този подход. Например, беше посочено, че повечето от елементите не реагират директно с водород за образуване на прости съединения (XH).

Освен това, елементите с различни окислителни състояния, например перманганат, имат повече от еквивалентно тегло. Това възпрепятства приемането на еквивалентното тегло като единица маса.

Представянето на Димитри Менделеев (1869) на неговата периодична таблица, в което химичните свойства на елементите са свързани с подредения ред на техните атомни тегла, представлява силен аргумент на онези, които възразяват срещу използването на еквивалентното тегло като единица маса.

Всъщност, няма нужда да се използва терминът "еквивалент", тъй като всяко стехиометрично изчисление може да се направи по отношение на молове. Този термин обаче често се използва и не е удобно да го игнорирате.

За удобство е въведен терминът "еквивалент": еквивалент на всяка киселина реагира с еквивалент на всяка основа; Еквивалент на всеки окислител реагира с еквивалент на всеки редуциращ агент и т.н..

приложения

Използване в общата химия

метали

Използването на РЕ в елементите и химическите съединения е заменено с използването на неговата моларна маса. Основната причина е наличието на елементи и съединения с повече от еквивалентно тегло.

Например, желязо (Fe), елемент с атомно тегло 55.85 g / mol, има две валенции: +2 и +3. Следователно тя има две еквивалентни тегла: когато работи с валентност +2, неговото еквивалентно тегло е 27,93 g / eq; докато, когато се използва валентност +3, неговото еквивалентно тегло е 18.67 g / eq.

Разбира се, не можем да говорим за съществуването на еквивалентно тегло на Вярата, но можем да посочим съществуването на атомно тегло на Вярата..

киселини

Фосфорната киселина има молекулно тегло 98 g / mol. Тази киселина, когато се дисоциира в Н+ + Н2PO4-,  Той има еквивалентно тегло от 98 g / eq, тъй като освобождава 1 mol Н+. Ако фосфорната киселина се дисоциира в Н+ +  НРО42-, неговото еквивалентно тегло е (98 g.mol-1) / (2eq / mol-1) = 49 g / eq. В тази дисоциация Н3PO4 освобождава 2 мола Н+.

Въпреки че не се титрува във водна среда, Н3PO4 може да се дисоциира в ЗН+  +   PO43-. В този случай еквивалентното тегло е (98 g.mol-1) / (3 eq.mol-1) = 32,7 g / eq. H3PO4 доставка в този случай 3 мола Н+.

След това фосфорната киселина има до 3 еквивалентни тегла. Но това не е изолиран случай, например сярната киселина има две еквивалентни тегла и въглеродна киселина също.

Използва се в обемния анализ

-За да се намалят грешките, които могат да бъдат допуснати по време на действието на претеглящите вещества, в аналитичната химия се предпочита използването на вещество с по-голямо еквивалентно тегло. Например, при оценката на разтвор на натриев хидроксид с киселини с различни еквивалентни тегла. Препоръчва се използването на киселината с по-голямо еквивалентно тегло.

-При използването на масата на твърда киселина, която може да реагира с натриев хидроксид, имате възможност да избирате между три твърди киселини: оксалова киселина дихидрат, калиева фталова киселина и калиев хидрогеноиодат, с еквивалентни тегла съответно 63.04 g / eq, 204.22 g / eq и 389 g / eq.

В този случай се предпочита използването на калиев водороден пероксид при оценката на натриевия хидроксид, тъй като относителната грешка, която се прави при претегляне, е по-ниска, когато има по-голямо еквивалентно тегло..

Използване в гравиметричен анализ

Еквивалентното тегло се определя по свой начин в тази техника за анализ на вещества. Тук масата на утайката съответства на един грам аналит. Това е елементът или съединението, което представлява интерес в изследването или анализа, който се извършва.

В гравиметрията е обичайно да се цитират резултатите от анализите като част от масата на аналита, често изразена като процент.

Коефициентът на еквивалентност се обяснява като числен коефициент, с който масата на утайката се умножава, за да се получи масата на аналита, обикновено изразена в грамове..

Гравиметрично определяне на никел

Например, в никеловото гравиметрично определяне, съдържащата го утайка е никел бис (диметилглиоксилат) с моларна маса от 288.915 g / mol. Моларната маса на никела е 58.6934 g / mol.

Моларната маса на утайката между моларната маса на никела води до следния резултат:

288.915 g.mol-1/ 58,6934 g.mol-1 = 4.9224. Това означава, че 4.9224 g от съединението е равно на 1 g никел; или с други думи, 4.9224 g от утайката съдържа 1 g никел.

Коефициентът на еквивалентност се изчислява чрез разделяне на молната маса на никела на моларната маса на утайката, която го съдържа: 58,693 g.mol-1/ 288,915 g.mol-1 = 0.203151. Това показва, че на грам от съдържащата никел утайка има 0,203151 g никел.

Използва се в полимерната химия

В химията на полимерите еквивалентното тегло на полимеризационния реагент е масата на полимера, който има еквивалент на реактивност.

Това е особено важно в случая на йонообменни полимери: един еквивалент на йонообменния полимер може да замени един мол монозаредени йони; но само половин мол двойни заредени йони.

Обичайно е реактивността на полимера да се изразява като обратното на еквивалентното тегло, което се изразява в единици ммол / г или мекв / г.

Как да го изчислим? Примери

-Еквивалентно тегло на химически елемент

Получава се чрез разделяне на атомното му тегло на неговата валентност:

Peq = Pa / v

Има елементи, които имат само еквивалентно тегло и елементи, които могат да имат 2 или повече.

Калциево еквивалентно тегло

Атомно тегло = 40 g / mol

Валенсия = +2

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

20 g / eq

Еквивалентно тегло на алуминия

Атомно тегло = 27 g / mol

Валенсия = +3

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

9 g / eq

Никел еквивалентно тегло

Атомно тегло = 58.71 g / mol

Валенсия = +2 и +3

Никелът има две еквивалентни тегла, съответстващи на това, когато реагира с валентност +2 и когато реагира с валентност +3.

Peq = 58.71 g.mol-1/ 2 eq.mol-1

29,35 g / eq

Peq = 58.71 g.mol-1/ 3 eq.mol-1

19.57 g / eq

-Еквивалентно тегло на оксид

Един от начините за изчисляване на еквивалентното тегло на оксид е чрез разделяне на неговото молекулно тегло между продукта на металната валентност от металния индекс.

Peq = Pm / V · S

Pm = молекулно тегло на оксида.

V = разрушаване на метали

S = метален индекс

Продуктът V · S се нарича общ или нетен заряд на катиона.

Еквивалентно тегло на алуминиевия оксид (Al2О3)

Молекулно тегло = Al (2 х 27 g / mol) + O (3 х 16 g / mol)

102 g / mol

Валенсия = +3

Субиндекс = 2

Peq Al2О3 = Pm / V · S

Peq Al2О3 = 102 g.mol-1/ 3 екв-1. 2

17 g / eq

Има и друг начин за решаване на този проблем въз основа на стехиометрия. В 102 г алуминиев оксид има 54 грама алуминий и 48 грама кислород.

Peq del Al = Атомно тегло / Валенсия

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

9 g / eq

На базата на еквивалентното тегло на алуминия (9 g / eq) се изчислява, че в 54 g алуминий има 6 еквивалента алуминий.

След това от свойствата на еквивалентите: 6 еквивалента алуминий реагират с 6 еквивалента кислород, за да се получат 6 еквивалента от алуминиев оксид..

В 102 g. алуминиев оксид има 6 еквивалента.

Ето защо:

Peq от Al2О3 = 102 g / 6 eq

17 g / eq

-Еквивалентно тегло на основа

Еквивалентното тегло се получава чрез разделяне на неговото молекулно тегло на броя на оксихирилните групи (ОН)..

Еквивалентно тегло на железния хидроксид, Fe (OH) \ t2

Молекулно тегло = 90 g / mol

OH номер = 2

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

45 g / eq

-Еквивалентно тегло на киселина

Като цяло, тя се получава чрез разделяне на неговото молекулно тегло на броя на водорода, който дава или отделя. Въпреки това, полипротонните киселини могат да дисоциират или да освобождават своя Н в различни форми, така че те могат да имат повече от еквивалентно тегло.

Еквивалентно тегло на солна киселина, HCI

Еквивалентно тегло НС1 = молекулно тегло / номер на водород

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

36,5 g / eq

Еквивалентно тегло на сярната киселина

Сярна киселина (Н2SW4) може да бъде разделен по два начина:

Н2SW4 => H+   +    HSO4-

Н2SW4 => 2 Н+   +    SW42-

Когато пуснете H+ Вашият PE е:

Молекулно тегло = 98 g / mol

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

98 g / peq

И когато пусне 2H+:

Молекулно тегло = 98 g / mol

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

49 g / eq

По същата причина фосфорната киселина (Н3PO4) с молекулно тегло 98 g / mol, може да има до три еквивалентни тегла: 98 g / eq, 49 g / eq и 32.67 g / eq.

-Еквивалентно тегло на сол

И накрая, можете да изчислите еквивалентното тегло на сол чрез разделяне на неговото молекулно тегло между произведението на валентността на метала от индекса на метала.

PE = PM / V · S

Fe железен сулфат2(SO4)3

Молекулно тегло = 400 g / mol

Валенсия на желязо = +3 eq / mol

Индекс на желязо = 2

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

66,67 g / eq

препратки

  1. Day, R. A. JR. И Underwood, A.L. Количествена аналитична химия. Превод на 5за Английско издание. Редакционна зала Prentice Hall Interamericana
  2. Неорганична химия (Н.О.). Определяне на еквивалентни тегла на оксидите. Възстановен от: fullquimica.com
  3. Wikipedia. (2018). Еквивалентно тегло. Изтеглено от: en.wikipedia.org
  4. Редакторите на Encyclopaedia Britannica. (26 септември 2016 г.). Еквивалентно тегло. Енциклопедия Британика. Изтеглено от: britannica.com
  5. Ори, Джак. (30 април 2018 г.). Как да изчислим еквивалентното тегло. Sciencing. Изтеглено от: sciencing.com
  6. Еквивалентното тегло на киселина част 2: Титруване на неизвестната проба от киселина. (Н.О.). Изтеглено от: faculty.uml.edu
  7. Bergstresser M. (2018). Еквивалентно тегло: определение и формула. Изследване. Изтеглено от: study.com