كيفية حساب الوزن المكافئ

عندما تتحد المواد الكيميائية ، فإنها تفعل ذلك بنسب ثابتة ومعروفة. حتى لو لم تكن قد عملت بشكل رسمي مع المواد الكيميائية بنفسك ، فمن المحتمل أنك رأيت نصيبك من التفاعلات الكيميائية مكتوبًا ، وتعلم أنها تظهر في شكل يمكن التنبؤ به. على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك تفاعل حامض الكبريتيك وأيون الهيدروكسيد لإنتاج الماء وأيون الكبريتات:

ح₂وبالتالي₄ + 2 أوه⁻ → 2 ح₂O + SO₄²⁻

توضح الأرقام الموجودة أمام الجزيئات ، والمعاملات ، عدد كل مادة متفاعلة وجزيء منتج بالنسبة لبعضها البعض ؛ توضح الرموز الفرعية داخل المركبات عدد الذرات من كل نوع الموجودة في جزيء معين. هذه الأرقام هي دائمًا أعداد صحيحة وليست أرقامًا كسرية مثل 4.24 أو 1.3. لكن ماذا يمثلون؟

مفهوم الوزن يعادل يسمح لك باستكشاف حقيقة أن الذرات تتحد لتشكل جزيئات بنسب أعداد ثابتة ، وليس نسب كتلة. أي بينما تختلف كتل العناصر ، عندما يتعلق الأمر بالارتباط مع ذرات أخرى ، فإن عدد الذرات، معبرًا عنه في المولات ، هو العامل المحدد لمقدار تفاعل عنصر أو مركب معين مع كتلة معينة لعنصر آخر.

يُعرَّف مول واحد من مادة ما بأنه 6.02 × 10²³ الجسيمات الفردية (الذرات أو الجزيئات) لتلك المادة. (يحدث هذا ليكون العدد الدقيق للذرات في 12 جرامًا من الكربون.) عندما تتحرك من اليسار إلى اليمين وإلى أسفل على الجدول الدوري ، فإن كتلة مول واحد من عنصر معين ، أو

مثال يساعد في فهم هذا التعريف. إذا كان لديك جزيء واحد من الماء ، فإن H₂O ، يمكنك أن ترى أن ذرتين من H تتفاعل مع ذرة O لتكوين هذا المركب. ولكن نظرًا لأن MW لـ H يبلغ حوالي 1.0 وأن O هو 16.0 ، يمكنك أن ترى أن الجزيء يحتوي على 2 (1) = جزأين من H لكل (1) (16) = 16 جزءًا من O. وبالتالي فإن 2/18 = 11/1 بالمائة من كتلة الماء تتكون من H ، بينما 16/198 = 88.9 بالمائة تتكون من O.

يمكن اعتبار الوزن المكافئ على أنه الوزن (أو بالتحديد الكتلة) لمادة تحتوي على بروتون تفاعلي واحد (أو أيون الهيدروجين ، H⁺) أو أيون هيدروكسيد متفاعل واحد (−OH⁻). الحالة الأولى تنطبق على الأحماض، وهي الجهات المانحة للبروتون ، بينما ينطبق الثاني على القواعد، وهي متقبلات للبروتون.

سبب الحاجة إلى مفهوم الوزن المكافئ هو أن بعض المركبات يمكنها التبرع أو قبول أكثر من بروتون واحد ، مما يعني أنه بالنسبة لكل مول موجود ، تكون المادة في الواقع تفاعلية بشكل مضاعف.

العدد العام لصيغة المعادلات هو

E = MW / رقم الشحن

حيث MW هو الوزن الجزيئي للمركب ورقم الشحنة هو عدد البروتون أو الهيدروكسيد المكافئ الذي يحتوي عليه المركب. تساعد الأمثلة ذات الأحماض والقواعد المختلفة في توضيح كيفية عمل ذلك في الممارسة العملية.

خذ مثال حامض الكبريتيك من الأعلى:

ح₂وبالتالي₄ + 2 أوه⁻ → 2 ح₂O + SO₄²⁻

يمكنك حساب MW للحمض بالرجوع إلى جدول دوري للحصول على MW لكل عنصر وإضافة 2 (1) + (32) + 4 (16) = 98.0.

لاحظ أن هذا الحمض يمكنه التبرع ببروتونين ، حيث يتبقى شحنة أيون الكبريتات بمقدار −2. هذا الوزن المكافئ هو 98.0 / 2 = 49.0.

بالنسبة للقاعدة ، فإن المنطق هو نفسه. يمكن أن يقبل هيدروكسيد الأمونيوم بروتون في محلول ليصبح أيون أمونيوم:

نيو هامبشاير₄أوه + ح⁺ = ح₂O + NH₄⁺

إن MW لهيدروكسيد الأمونيوم هو (14) + (4) (1) + (16) + 1 = 35.0. نظرًا لاستهلاك البروتون مرة واحدة فقط ، فإن E لهذا المركب هو 35.0 / 1 = 35.0.

• أ ما يعادل غرام (geq) هو عدد جرامات المادة الموجودة مقسومًا على وزنها المكافئ. يمكن أيضًا التعبير عنها بعدد عناصر الشحن التي تحتوي على عدد المولات n.

راجع الموارد الخاصة بموقع يسمح لك بحساب E تلقائيًا للأوزان الجزيئية المختلفة وتوليفات الشحن ، أو حل أي قيمة بمعرفة القيمتين الأخريين لأي مركب يمكنك الحصول عليه مع.