Plik odpowiadająca waga (PE) substancji to taka, która bierze udział w reakcji chemicznej i służy jako podstawa do miareczkowania. W zależności od rodzaju reakcji można ją zdefiniować w taki czy inny sposób.
W przypadku reakcji kwasowo-zasadowych PE to waga w gramach substancji potrzebna do dostarczenia lub przereagowania z jednym molem H+ (1,008 g); w przypadku reakcji redoks, waga w gramach substancji potrzebna do dostarczenia lub reakcji z jednym molem elektronów.
W przypadku reakcji wytrącania lub tworzenia kompleksów masa substancji wymagana do dostarczenia lub przereagowania z jednym molem jednowartościowego kationu, 1/2 mola dwuwartościowego kationu, 1/3 mola trójwartościowego kationu. I tak dalej.
Chociaż na początku może się to wydawać nieco skomplikowane, niektóre substancje zawsze zachowują się chemicznie w ten sam sposób; w związku z tym nie jest trudno poznać wartości PE w danych przypadkach.
Indeks artykułów
John Dalton (1808) zaproponował równoważną masę wodoru jako jednostkę masy. Pojawiło się jednak wiele zastrzeżeń do tego podejścia. Na przykład zauważono, że większość pierwiastków nie reagowała bezpośrednio z wodorem, tworząc proste związki (XH)..
Ponadto pierwiastki o różnych stopniach utlenienia, na przykład nadmanganian, mają więcej niż jeden ciężar równoważnikowy. Utrudniało to przyjęcie równoważnej wagi jako jednostki masy..
Przedstawienie przez Dimitri Mendelejewa (1869) jego układu okresowego, w którym właściwości chemiczne pierwiastków były powiązane z uporządkowanym porządkiem ich mas atomowych, stanowiło mocny argument tych, którzy sprzeciwiali się stosowaniu masy równoważnej jako jednostki masy.
W rzeczywistości nie ma potrzeby używania terminu „równoważnik”, ponieważ wszelkie obliczenia stechiometryczne można przeprowadzić w odniesieniu do moli. Jednak termin ten jest często używany i nie należy go ignorować..
Dla wygody wprowadzono termin „równoważnik”: odpowiednik dowolnego kwasu reaguje z równoważnikiem dowolnej zasady; jeden równoważnik dowolnego środka utleniającego reaguje z jednym równoważnikiem dowolnego środka redukującego itp..
Zastosowanie PE w pierwiastkach i związkach chemicznych zostało zastąpione wykorzystaniem jego masy molowej. Głównym powodem jest istnienie pierwiastków i związków o masie większej niż równoważna.
Na przykład żelazo (Fe), pierwiastek o masie atomowej 55,85 g / mol, ma dwie wartościowości: +2 i +3. Dlatego ma dwie równoważne wagi: gdy działa z wartościowością +2, jego równoważna waga wynosi 27,93 g / eq; podczas gdy używając wartościowości +3, jej równoważnik wagi wynosi 18,67 g / eq.
Oczywiście nie można mówić o istnieniu równoważnej masy Fe, ale można wskazać na istnienie masy atomowej Fe..
Kwas fosforowy ma masę cząsteczkową 98 g / mol. Ten kwas po dysocjacji w H.+ + H.dwaPO4-, ma równoważnik wagi 98 g / eq, ponieważ uwalnia 1 mol H+. Jeśli kwas fosforowy dysocjuje do H.+ + HPO4dwa-, jego równoważna waga wynosi (98 gramów mol-1) / (2 równoważniki / mol-1) = 49 g / równ. W tej dysocjacji H.3PO4 uwalnia 2 mole H.+.
Chociaż nie można go miareczkować w środowisku wodnym, H3PO4 może dysocjować w ciągu 3 godzin+ + PO43-. W tym przypadku równoważnik masy wynosi (98 gramów mol-1) / (3 równoważniki molowe-1) = 32,7 g / równ. H3PO4 dostarcza w tym przypadku 3 mole H.+.
Tak więc kwas fosforowy ma do 3 równoważnych wag. Ale nie jest to odosobniony przypadek, więc na przykład kwas siarkowy ma dwie równoważne masy, a kwas węglowy również.
-Aby zredukować błędy, które można popełnić podczas ważenia substancji, w chemii analitycznej preferowane jest stosowanie substancji o większej masie równoważnej. Na przykład podczas miareczkowania roztworu wodorotlenku sodu kwasami o różnych masach równoważnikowych. Zalecane jest użycie kwasu o najwyższej masie równoważnej.
-Używając masy stałego kwasu, który może reagować z wodorotlenkiem sodu, masz możliwość wyboru pomiędzy trzema stałymi kwasami: dwuwodzianem kwasu szczawiowego, ftalanem potasu i hydrogeniodanem potasu, o równoważnych masach odpowiednio 63,04 g / równoważnik, 204,22 g / eq i 389 g / eq.
W tym przypadku do miareczkowania wodorotlenku sodu zaleca się stosowanie kwasu hydrogeniodanowego potasu, ponieważ ma on większą masę równoważnikową, więc względny błąd przy ważeniu jest mniejszy..
W tej technice analizy substancji waga równoważna jest definiowana na swój sposób. Tutaj jest to masa osadu odpowiadająca jednemu gramowi analitu. Jest to element lub związek będący przedmiotem zainteresowania w przeprowadzanym badaniu lub analizie.
W grawimetrii często podaje się wyniki analiz jako ułamek masy analitu, często wyrażany w procentach..
Współczynnik równoważności jest wyjaśniony jako współczynnik liczbowy, przez który należy pomnożyć masę osadu, aby otrzymać masę analitu, zwykle wyrażoną w gramach..
Na przykład w grawimetrycznym oznaczaniu niklu osad, który go zawiera, jest bis (dimetyloglioksymatem niklu) o masie molowej 288,915 g / mol. Masa molowa niklu wynosi 58,6934 g / mol.
Masa molowa osadu podzielona przez masę molową niklu daje następujący wynik:
288,915 g mol-1/ 58,6934 g. Mol-1 = 4,9224. Oznacza to, że 4,9224 g związku jest równoważne 1 g niklu; innymi słowy, 4,9224 g osadu zawiera 1 g niklu.
Współczynnik równoważności oblicza się, dzieląc masę molową niklu przez masę molową osadu, który go zawiera: 58,693 g mol-1/ 288,915 g mol-1 = 0,203151. To mówi nam, że na gram osadu zawierającego nikiel jest 0,203151 g niklu.
W chemii polimerów równoważnik masy odczynnika polimeryzacyjnego to masa polimeru, który ma jeden równoważnik reaktywności.
Jest to szczególnie ważne w przypadku polimerów jonowymiennych: jeden równoważnik polimeru jonowymiennego może wymienić jeden mol jonów z jednym ładunkiem; ale tylko pół mola podwójnie naładowanych jonów.
Powszechnie reaktywność polimeru wyraża się jako odwrotność równoważnej masy wyrażonej w jednostkach mmol / g lub meq / g.
Otrzymuje się go, dzieląc jego masę atomową przez wartościowość:
Peq = Pa / v
Istnieją przedmioty, które mają tylko jedną równoważną wagę i przedmioty, które mogą mieć 2 lub więcej.
Masa atomowa = 40 g / mol
Walencja = +2
Peq = 40 g mol-1/2eq.mol-1
20 g / równ
Masa atomowa = 27 g / mol
Walencja = +3
Peq = 27 g mol-1/ 3 eq.mol-1
9 g / równ
Masa atomowa = 58,71 g / mol
Walencja = +2 i +3
Nikiel ma dwie równoważne wagi odpowiadające temu, gdy reaguje z wartościowością +2 i gdy reaguje z wartościowością +3.
Peq = 58,71 g mol-1/ 2 równ. Mol-1
29,35 g / równ
Peq = 58,71 g mol-1/ 3 eq.mol-1
19,57 g / równ
Jednym ze sposobów obliczenia równoważnej masy tlenku jest podzielenie jego masy cząsteczkowej przez iloczyn wartościowości metalu i indeks dolny metalu..
Peq = Pm / V S
Pm = masa cząsteczkowa tlenku.
V = wartościowość metalu
S = indeks metalu
Iloczyn V S nazywany jest ładunkiem całkowitym lub netto kationu.
Masa cząsteczkowa = Al (2 x 27 g / mol) + O (3 x 16 g / mol)
102 g / mol
Walencja = +3
Indeks dolny = 2
Peq AldwaLUB3 = Pm / V S
Peq AldwaLUB3 = 102 gramów mol-1/ 3 eqmol-1. dwa
17 g / równ
Istnieje inny sposób rozwiązania tego problemu w oparciu o stechiometrię. W 102 gramach tlenku glinu znajduje się 54 gramów glinu i 48 gramów tlenu.
Peq del Al = masa atomowa / Walencja
27 g mol-1/ 3 eq.mol-1
9 g / równ
Na podstawie równoważnej masy aluminium (9 g / równoważnik) obliczono, że w 54 g aluminium znajduje się 6 równoważników aluminium.
Następnie z właściwości równoważników: 6 równoważników glinu reaguje z 6 równoważnikami tlenu, dając 6 równoważników tlenku glinu.
W 102 g. tlenku glinu istnieje 6 odpowiedników.
W związku z tym:
Al PeqdwaLUB3 = 102 g / 6 eq
17 g / równ
Masę równoważną uzyskuje się, dzieląc jej masę cząsteczkową przez liczbę grup oksyhydrylowych (OH).
Masa cząsteczkowa = 90 g / mol
Liczba OH = 2
Małe Fe (OH)dwa = 90 gramów mol-1/ 2 równ. Mol-1
45 g / równ
Ogólnie rzecz biorąc, otrzymuje się go, dzieląc jego masę cząsteczkową przez liczbę wodoru, który oddaje lub uwalnia. Jednak kwasy polirotonowe mogą dysocjować lub uwalniać swój H na różne sposoby, więc mogą mieć więcej niż jeden równoważnik wagi..
Równoważna masa HCl = masa cząsteczkowa / liczba wodoru
Mały HCl = gramów mol-1/ 1 eq.mol-1
36,5 g / równoważnik
Kwas siarkowy (H.dwapołudniowy zachód4) można oddzielić na dwa sposoby:
H.dwapołudniowy zachód4 => H.+ + HSO4-
H.dwapołudniowy zachód4 => 2 godz+ + południowy zachód4dwa-
Kiedy puszcza H+ Twój WF to:
Masa cząsteczkowa = 98 g / mol
Peq = 98 g mol-1/ 1 eq.mol-1
98 g / mały
A kiedy zwolni 2H+:
Masa cząsteczkowa = 98 g / mol
Peq = 98 g mol-1/ 2 równ. Mol-1
49 g / równ
Z tego samego powodu kwas fosforowy (H.3PO4) o masie cząsteczkowej 98 g / mol, może mieć do trzech równoważników: 98 g / eq, 49 g / eq i 32,67 g / eq.
I wreszcie, równoważnik masy soli można obliczyć, dzieląc jej masę cząsteczkową przez iloczyn wartościowości metalu przez indeks dolny metalu..
PE = PM / V S.
Masa cząsteczkowa = 400 g / mol
Walencyjność żelaza = +3 równoważniki / mol
Żelazny indeks dolny = 2
Peq = 400 gramów mol-1/ 3 eq.mol-1 x 2
66,67 g / równ
Jeszcze bez komentarzy