- Произход на еквивалентно тегло
- Приложения
- Използване в общата химия
- Метали
- киселини
- Използване в обемния анализ
- Използване в гравиметричен анализ
- Гравиметрично определяне на никел
- Използва се в полимерната химия
- Как да го изчислим? Примери
- -Еквивалентно тегло на химичен елемент
- Еквивалентно тегло на калция
- Еквивалентно тегло на алуминия
- Еквивалентно тегло на никел
- -Еквивалентно тегло на оксид
- Еквивалентно тегло на алуминиев оксид (Al
- -Еквивалентно тегло на база
- Еквивалентно тегло на железен хидроксид, Fe (OH)
- -Еквивалентно тегло на киселина
- Еквивалентно тегло на солна киселина, HCl
- Еквивалентно тегло на сярна киселина
- -Еквивалентно тегло на сол
- Фериев сулфат Fe
- Препратки
В еквивалентното тегло (РЕ) на вещество е тази, която участва в химична реакция, и се използва като основа за титруване. В зависимост от типа реакция, тя може да бъде определена по един или друг начин.
За киселинно-алкални реакции, PE е теглото в грамове на веществото, необходимо за подаване или взаимодействие с един мол Н + (1.008 g); за окислително-възстановителни реакции теглото в грамове на веществото, което е необходимо за снабдяване или реакция с един мол електрони.
Източник: От M.Minderhoud (Бял фон от Amada44), чрез Wikimedia Commons
За реакции на утаяване или сложни образувания, теглото на веществото, необходимо за снабдяване или реакция с един мол моновалентен катион, 1/2 мол двувалентен катион, 1/3 мол от тривалентен катион, И така нататък.
Въпреки че в началото може да изглежда малко сложно, някои вещества винаги се държат химически по един и същи начин; следователно, не е трудно да се научат стойностите на PE при случаите.
Произход на еквивалентно тегло
Джон Далтън (1808) предлага еквивалентното тегло на водорода като единица маса. Въпреки това възникнаха редица възражения срещу този подход. Например, беше отбелязано, че повечето елементи не реагират директно с водород, за да образуват прости съединения (XH).
Освен това, елементи с различни окислителни състояния, например перманганат, имат повече от едно еквивалентно тегло. Това затрудни приемането на еквивалентното тегло като единица маса.
Представянето на Димитрий Менделеев (1869 г.) на неговата периодична таблица, в която химическите свойства на елементите са свързани с подредения ред на техните атомни тегла, представлява силен аргумент от онези, които възразиха срещу използването на еквивалентно тегло като единица от маса.
Всъщност не е необходимо да се използва терминът "еквивалент", тъй като всяко стехиометрично изчисление може да се направи по отношение на бенките. Този термин обаче често се използва и не бива да се пренебрегва.
За удобство е въведен терминът "еквивалент": еквивалент на всяка киселина реагира с еквивалент на която и да е основа; един еквивалент на всеки окислител реагира с един еквивалент на всеки редуциращ агент и т.н.
Приложения
Използване в общата химия
Метали
Използването на PE в елементи и химически съединения е заменено с използването на неговата моларна маса. Основната причина е наличието на елементи и съединения с повече от еквивалентно тегло.
Например желязото (Fe), елемент с атомно тегло 55,85 g / mol, има две валентности: +2 и +3. Следователно той има две еквивалентни тегла: когато работи с валентност +2, еквивалентното му тегло е 27,93 g / екв.; докато, когато използвате валентността +3, еквивалентното му тегло е 18,67 g / екв.
Разбира се, не може да се говори за съществуването на еквивалентно тегло на Fe, но може да се посочи наличието на атомно тегло на Fe.
киселини
Фосфорната киселина има молекулно тегло 98 g / mol. Когато тази киселина се дисоциира в H + + H 2 PO 4 -, тя има еквивалентно тегло 98 g / eq, тъй като освобождава 1 мол H +. Ако фосфорната киселина се дисоциира в H + + HPO 4 2–, нейното еквивалентно тегло е (98 g.mol -1) / (2eq / mol -1) = 49 g / екв. В тази дисоциация, H 3 PO 4 освобождава 2 мола Н +.
Въпреки че не може да се титрува във водна среда, H 3 PO 4 може да се дисоциира в 3 H + + PO 4 3–. В този случай еквивалентното тегло е (98 g.mol -1) / (3 eq.mol -1) = 32,7 g / eq. H 3 PO 4 доставя в този случай 3 мола Н +.
Така че, фосфорната киселина има до 3 еквивалентни тегла. Но това не е изолиран случай, така че например сярната киселина има две еквивалентни тегла, а въглеродната киселина също има.
Използване в обемния анализ
-За да се намалят грешките, които могат да бъдат допуснати по време на действието на претеглящи вещества, в аналитичната химия се предпочита вещество с по-голямо еквивалентно тегло. Например при титруване на разтвор на натриев хидроксид с киселини с различно тегло. Препоръчва се употребата на киселина с най-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: дихидрат на оксалова киселина, фталат на калиева киселина и калиев хидроиодат, с еквивалентни тегла съответно 63,04 g / eq, 204,22 g / eq и 389 g / eq.
В този случай за предпочитане е да се използва калиев хидроксиодатна киселина при титруване на натриев хидроксид, тъй като тъй като има по-голямо еквивалентно тегло, относителната грешка, направена при претеглянето му, е по-малка.
Използване в гравиметричен анализ
Еквивалентното тегло се определя по свой начин в тази техника за анализ на веществата. Ето, масата на утайката съответства на един грам от аналита. Това е елементът или съединението, което представлява интерес в изследването или анализа, което 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, чрез който трябва да се умножи масата на утайката, за да се получи масата на аналита, обикновено изразена в грамове.
Гравиметрично определяне на никел
Например при гравиметричното определяне на никела утайката, която го съдържа, е бис (никелов диметилглиоксимат) с моларна маса от 288,915 g / mol. Моларната маса на никела е 58.6934 g / mol.
Моларната маса на утайката, разделена на моларната маса на никела, дава следния резултат:
288.915 g.mol -1 / 58.6934 g.mol -1 = 4.9224. Това означава, че 4,9224 g от съединението се равнява 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 моларната маса на никела на молната маса на утайката, която го съдържа: 58.693 g.mol -1 / 288.915 g.mol -1 = 0.203151. Това ни казва, че на грам никел-съдържаща утайка има 0,203151 g никел.
Използва се в полимерната химия
В полимерната химия еквивалентното тегло на полимеризационен реагент е масата на полимера, която има един еквивалент на реактивност.
Особено важно е в случая на йонообменните полимери: един еквивалент на йонообменния полимер може да обменя един мол монозаредени йони; но само половин мол двойно заредени йони.
Обичайно е реактивността на полимера да се изразява като обратна на еквивалентното тегло, което се изразява в единици mmol / g или meq / g.
Как да го изчислим? Примери
-Еквивалентно тегло на химичен елемент
Получава се чрез разделяне на атомното тегло на валентността:
Peq = Pa / v
Има елементи, които имат само едно еквивалентно тегло, и елементи, които могат да имат 2 или повече.
Еквивалентно тегло на калция
Атомно тегло = 40 g / mol
Валенсия = +2
Peq = 40 g.mol -1 /2eq.mol -1
20 g / екв
Еквивалентно тегло на алуминия
Атомно тегло = 27 g / mol
Валенсия = +3
Peq = 27 g.mol -1 / 3 eq.mol -1
9 g / екв
Еквивалентно тегло на никел
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 / екв
Peq = 58,71 g.mol -1 / 3 eq.mol -1
19,57 g / екв
-Еквивалентно тегло на оксид
Един от начините за изчисляване на еквивалентното тегло на оксид е чрез разделяне на молекулното му тегло на валентния продукт на метала и индекса на метала.
Peq = Pm / V S
Pm = молекулно тегло на оксида.
V = валентност на метала
S = индекс на метал
Продуктът V · S се обозначава като общ или нетен заряд на катиона.
Еквивалентно тегло на алуминиев оксид (Al
Молекулно тегло = Al (2 x 27 g / mol) + 0 (3 x 16 g / mol)
102 g / mol
Валенсия = +3
Подписка = 2
Peq Al 2 O 3 = Pm / V S
Peq Al 2 O 3 = 102 g.mol -1 / 3 eqmol -1. две
17 g / екв
Има друг начин за решаване на този проблем въз основа на стехиометрията. В 102 g 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 / екв
Въз основа на еквивалентното тегло на алуминия (9 g / eq) се изчислява, че в 54 g алуминий има 6 еквивалента алуминий.
Тогава от свойствата на еквивалентите: 6 еквивалента алуминий ще реагират с 6 еквивалента кислород, за да се получат 6 еквивалента алуминиев оксид.
През 102 g. от алуминиев оксид има 6 еквивалента.
По този начин:
Малка от Al 2 O 3 = 102 g / 6 екв
17 g / екв
-Еквивалентно тегло на база
Еквивалентното тегло се получава чрез разделяне на молекулното му тегло на броя на оксихидрилните групи (OH).
Еквивалентно тегло на железен хидроксид, Fe (OH)
Молекулно тегло = 90 g / mol
ОН номер = 2
Peq Fe (OH) 2 = 90 g.mol -1 / 2 eq.mol -1
45 g / екв
-Еквивалентно тегло на киселина
По принцип той се получава чрез разделяне на молекулното му тегло на броя на водорода, който отделя или отделя. Въпреки това, полиротоничните киселини могат да дисоциират или освободят своя Н по различни начини, така че те могат да имат повече от едно еквивалентно тегло.
Еквивалентно тегло на солна киселина, HCl
HCl еквивалентно тегло = молекулно тегло / брой водород
Peq HCl = g.mol -1 / 1 eq.mol -1
36,5 g / екв
Еквивалентно тегло на сярна киселина
Сярна киселина (H 2 SO 4) може да се дисоциира по два начина:
H 2 SO 4 => H + + HSO 4 -
H 2 SO 4 => 2 H + + SO 4 2-
Когато пусне Н + неговото PE е:
Молекулно тегло = 98 g / mol
Peq = 98 g.mol -1 / 1 eq.mol -1
98 г / малка
И когато пуснете 2H +:
Молекулно тегло = 98 g / mol
Peq = 98 g.mol -1 / 2 eq.mol -1
49 g / екв
По същата причина, фосфорна киселина (Н 3 PO 4) с молекулно тегло 98 грама / мол, може да има до три еквивалентни тегло: 98 гр / екв, 49 г / екв и 32,67 гр / екв.
-Еквивалентно тегло на сол
И накрая, еквивалентното тегло на солта може да бъде изчислено чрез разделяне на нейното молекулно тегло на произведението на валентността на метала и индекса на метала.
PE = PM / V S
Фериев сулфат Fe
Молекулно тегло = 400 g / mol
Валентност на желязо = +3 екв. / Мол
Железен индекс = 2
Peq = 400 g.mol -1 / 3 eq.mol -1 x 2
66,67 g / екв
Препратки
- Ден, RA JR. И Underwood, AL Количествена аналитична химия. Превод на петото издание на английски език. Редакционна зала Prentice Interamericana
- Неорганична химия. (SF). Определяне на еквивалентните тегла на оксидите. Възстановени от: fullquimica.com
- Wikipedia. (2018). Еквивалентно тегло. Възстановено от: en.wikipedia.org
- Редакторите на Encyclopaedia Britannica. (2016 г., 26 септември). Еквивалентно тегло. Encyclopædia Britannica. Възстановено от: britannica.com
- Ори, Джак. (30 април 2018 г.). Как да изчислим еквивалентното тегло. Sciencing. Възстановено от: sciaching.com
- Еквивалентно тегло на киселина, част 2: Титруване на неизвестната проба от киселини. (SF). Възстановена от: fakultet.uml.edu
- Bergstresser M. (2018). Еквивалентно тегло: Определение и формула. Изследване. Възстановено от: study.com