Chemici používají ekvivalentní jednotky nebo ekvivalenty k vyjádření reaktivní kapacity chemických látek, jako jsou elektrony nebo ionty. Počet ekvivalentů je číslo, které definuje, kolik elektronů nebo iontů může být přeneseno při chemické reakci.
Porozumění ekvivalentům
The jalová kapacita chemického druhu, iontů nebo elektronů, závisí na tom, co se přenáší v chemické reakci.
V acidobazických reakcích je ekvivalentem množství látky, které bude reagovat s jedním molem vodíkových iontů (H+). V oxidačně-redukčních reakcích, kdy se elektrony získávají nebo ztrácejí při chemické reakci, je to jeden mol elektronů. Hledání ekvivalentů závisí na uvažovaných chemických druzích.
Oxidační stav a ekvivalenty
Oxidační stav prvku popisuje počet elektronů přenesených při reakcích. Například oxidační nebo valenční stavy následujících prvků se rovnají počtu ekvivalentů:
- Vápník: Ca+2 ion: valence 2: číslo nebo číslo. ekvivalentů: 2
- Hliník: Al+3 ion: valence 3: ne. ekvivalentů: 3
Kyseliny, zásady a ekvivalenty
U kyselin je ekvivalentem počet vodíkových iontů, které molekula přenáší.
V kyselinách je snadné najít ekvivalentní jednotky. Podívejte se na číslo přímo za vodíkem, H, v níže uvedených chemických vzorcích. Číslo udává počet ekvivalentů na mol této kyseliny:
- Kyselina chlorovodíková: HCL: č. ekvivalentů: 1
- Kyselina sírová: H2TAK4: Ne. ekvivalentů: 2
- Kyselina fosforečná: H3PO4: Ne. ekvivalentů: 3
- Kyselina dusičná: HNO3: Ne. ekvivalentů: 1
Nebo u bází je to počet hydroxidových iontů (OH-) za předpokladu reakce, jako například:
- Hydroxid sodný: NaOH: č. ekvivalentů: 1
- Hydroxid barnatý: Ba (OH)2: Ne. ekvivalentů: 2
Posouzení síly kyselin a zásad s ekvivalenty
Jeden ekvivalent kyseliny reaguje s jedním ekvivalentem báze. Pro kyselinu HCl a bázi NaOH, oba s jedním ekvivalentem, mají stejnou reaktivitu.
Pro H2TAK4, se dvěma ekvivalenty, a NaOH, bude trvat dvojnásobné množství NaOH, aby reagovalo s kyselinou sírovou.
Míchání stejné ekvivalenty kyselých a zásaditých roztoků bude mít za následek neutrální roztok.
Výpočet s ekvivalenty
Práce s ekvivalenty je v dnešní chemické laboratoři neobvyklým měřením. Používání ekvivalentů bylo častější, než bylo možné snadno určit chemické vzorce. Stále se však používá při výpočtu gramové ekvivalentní hmotnosti a normality.
Výpočty hmotnosti ekvivalentní gramům
Ekvivalentní hmotnost kyseliny nebo zásady je hmotnost vzorce vydělená počtem iontů, uschnout H+ nebo OH- ve vzorci.
Příklad: Jaká je gramová ekvivalentní hmotnost kyseliny fosforečné, H3PO4?
Pomocí vzorce: Eq = MW / n
- Eq = ekvivalentní hmotnost
- MW = atomová nebo molekulová hmotnost v g / mol, z periodické tabulky
- n = ne. ekvivalentů
Pro H3PO4:
- Eq = neznámý
- MW = 127 g / mol. Podívejte se na periodický graf a najděte atomové hmotnosti H, P a O v g / mol: H = 1,01; O = 16,00; P = 30,97, součet hmotností pro H3PO4: 3 × 1,01 + 30,97 + 4 × 16,00,01 = 127 g / mol
- n = 3
Eq = 127/3 = 42,3 g / ekv
Výpočty normality
Normálnost je počet ekvivalentů na litr roztoku. Vzorec je:
Normálnost (N) = m / V × 1 / ekv
- m = hmotnost rozpuštěné látky v gramech
- V = celkový objem roztoku v litrech
- Eq = ekvivalentní hmotnost
Příklad: Jak bude 2N řešení H3PO4 být připraven?
Pomocí vzorce Normality (N) = m / V × 1 / ekv
- N = 2
- m = neznámý
- V = 1 litr
- Eq = 42,3 g / eq (z výpočtu gramové ekvivalentní hmotnosti výše)
2 N = m / 1 L × 1 / 42,3 g / ekv
Použití algebry a zapamatování, že N je v eq / L:
m = 2 ekv. / L × 1 L × 42,3 g / ekv; proto m = 84,6 g
Připravit 2N roztok H3PO4, 84,6 gramů H3PO4 jsou rozpuštěny v 1 l
