Sådan beregnes ækvivalente enheder

Kemikere bruger ækvivalente enheder eller ækvivalenter til at udtrykke den reaktive kapacitet af en kemisk art såsom elektroner eller ioner. Antallet af ækvivalenter er et tal, der definerer, hvor mange elektroner eller ioner der kan overføres i en kemisk reaktion.

Det reaktiv kapacitet af en kemisk art, ioner eller elektroner, afhænger af, hvad der overføres i en kemisk reaktion.

I syre-basereaktioner er en ækvivalent mængden af ​​et stof, der vil reagere med en mol brintioner (H⁺). I oxidationsreduktionsreaktioner, hvor elektroner enten vindes eller mistes i en kemisk reaktion, er det en mol elektroner. At finde ækvivalenter afhænger af den pågældende kemiske art.

Oxidationstilstanden for et element beskriver antallet af elektroner, der overføres i reaktioner. For eksempel er oxidations- eller valenstilstande for de følgende elementer lig med antallet af ækvivalenter:

• Calcium: Ca⁺² ion: valens på 2: antal eller nr. af ækvivalenter: 2
• Aluminium: Al⁺³ ion: valens af 3: nej. af ækvivalenter: 3

For syrer er en ækvivalent antallet af brintioner, som et molekyle overfører.

I syrer er det ligetil at finde ækvivalente enheder. Se antallet direkte efter brint, H, i de kemiske formler nedenfor. Antallet angiver antallet af ækvivalenter pr. Mol af den syre:

• Saltsyre: HCL: nej. af ækvivalenter: 1
• Svovlsyre: H₂SÅ₄: nej. af ækvivalenter: 2
• Fosforsyre: H₃PO₄: nej. af ækvivalenter: 3
• Salpetersyre: HNO₃: nej. af ækvivalenter: 1

Eller for baser er det antallet af hydroxidioner (OH^-) tilvejebragt til en reaktion, såsom:

• Natriumhydroxid: NaOH: nej. af ækvivalenter: 1
• Bariumhydroxid: Ba (OH)₂: nej. af ækvivalenter: 2

Et ækvivalent af en syre reagerer med et ækvivalent af en base. For syren HCI og basen NaOH, begge med en ækvivalent, har de samme reaktivitet.

For H₂SÅ₄, med to ækvivalenter og NaOH, vil det tage dobbelt så meget NaOH at reagere med svovlsyre.

Blanding lige ækvivalenter af sure og basiske opløsninger vil resultere i en neutral opløsning.

At arbejde med ækvivalenter er en usædvanlig måling i nutidens kemilaboratorium. Brug af ækvivalenter var hyppigere, inden kemiske formler let blev bestemt. Det bruges dog stadig til beregning af gramækvivalentvægt og normalitet.

Den ækvivalente vægt af en syre eller base er formelvægten divideret med antallet af ioner, visne H⁺ eller OH^- i formlen.

Eksempel: Hvad er gramækvivalentvægten af ​​fosforsyre, H₃PO₄?

Ved hjælp af formlen: Eq = MW / n

• Eq = ækvivalent vægt
• MW = atom- eller molekylvægt i g / mol, fra det periodiske system
• n = nej. af ækvivalenter

For H₃PO₄:

• Eq = ukendt
• MW = 127 g / mol. Se på et periodisk diagram, og find atommasserne af H, P og O ig / mol: H = 1,01; O = 16,00; P = 30,97, summer masserne for H₃PO₄: 3 × 1,01 + 30,97 + 4 × 16,00,01 = 127 g / mol
  
• n = 3

Eq = 127/3 = 42,3 g / eq

Normalitet er antallet af ækvivalenter pr. Liter opløsning. Formlen er:

Normalitet (N) = m / V × 1 / ækv

• m = masse af opløst stof i gram
• V = samlet volumen opløsning i liter
• Eq = ækvivalent vægt

Eksempel: Hvordan vil en 2N-opløsning af H₃PO₄ Vær forberedt?

Ved hjælp af formlen er Normalitet (N) = m / V × 1 / ækv

• N = 2
• m = ukendt
• V = 1 liter
• Eq = 42,3 g / eq (fra gram ækvivalent vægt beregning ovenfor)

2 N = m / 1 L × 1 / 42,3 g / ækv

Brug af algebra og husk at N er i eq / L:

m = 2 ækv. / L × 1 L × 42,3 g / ækv. derfor m = 84,6 g

At fremstille en 2N opløsning af H₃PO₄84,6 gram H₃PO₄ opløses i 1 L.