Τρόπος υπολογισμού ισοδύναμων μονάδων

Οι χημικοί χρησιμοποιούν ισοδύναμες μονάδες, ή ισοδύναμα, για να εκφράσουν την αντιδραστική ικανότητα ενός χημικού είδους όπως ηλεκτρόνια ή ιόντα. Ο αριθμός των ισοδυνάμων είναι ένας αριθμός που καθορίζει πόσα ηλεκτρόνια ή ιόντα μπορούν να μεταφερθούν σε μια χημική αντίδραση.

ο αντιδραστική ικανότητα ενός χημικού είδους, τα ιόντα ή τα ηλεκτρόνια, εξαρτάται από το τι μεταφέρεται σε μια χημική αντίδραση.

Στις αντιδράσεις οξέος-βάσης, ισοδύναμο είναι η ποσότητα μιας ουσίας που θα αντιδρά με ένα γραμμομόριο ιόντων υδρογόνου (Η⁺). Στις αντιδράσεις μείωσης της οξείδωσης, όπου τα ηλεκτρόνια είτε αποκτώνται είτε χάνονται σε μια χημική αντίδραση, είναι ένα γραμμομόριο ηλεκτρονίων. Η εύρεση ισοδύναμων εξαρτάται από το υπό εξέταση χημικό είδος.

Η κατάσταση οξείδωσης ενός στοιχείου περιγράφει τον αριθμό των ηλεκτρονίων που μεταφέρονται σε αντιδράσεις. Για παράδειγμα, οι καταστάσεις οξείδωσης ή σθένους των ακόλουθων στοιχείων είναι ίσες με τον αριθμό των ισοδυνάμων:

• Ασβέστιο: Ca⁺² ιόν: σθένος 2: αριθμός ή όχι. ισοδυνάμων: 2
• Αλουμίνιο: Al⁺³ ιόν: σθένος 3: όχι. ισοδυνάμων: 3

Για οξέα ισοδύναμο είναι ο αριθμός ιόντων υδρογόνου που μεταφέρει ένα μόριο.

Στα οξέα είναι εύκολο να βρεις ισοδύναμες μονάδες. Κοιτάξτε τον αριθμό αμέσως μετά το υδρογόνο, H, στους παρακάτω χημικούς τύπους. Ο αριθμός παρέχει τον αριθμό ισοδυνάμων ανά γραμμομόριο αυτού του οξέος:

• Υδροχλωρικό οξύ: HCL: όχι. ισοδυνάμων: 1
• Θειικό οξύ: Η₂ΕΤΣΙ₄: όχι. ισοδυνάμων: 2
• Φωσφορικό οξύ: Η₃ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ₄: όχι. ισοδυνάμων: 3
• Νιτρικό οξύ: HNO₃: όχι. ισοδυνάμων: 1

Ή, για βάσεις, είναι ο αριθμός των ιόντων υδροξειδίου (ΟΗ^-) προέβλεπε μια αντίδραση, όπως:

• Υδροξείδιο του νατρίου: NaOH: όχι. ισοδυνάμων: 1
• Υδροξείδιο του βαρίου: Ba (OH)₂: όχι. ισοδυνάμων: 2

Ένα ισοδύναμο οξέος αντιδρά με ένα ισοδύναμο βάσης. Για το οξύ HCl και το NaOH βάσης, και τα δύο με ένα ισοδύναμο, έχουν την ίδια αντιδραστικότητα.

Για Η₂ΕΤΣΙ₄, με δύο ισοδύναμα και NaOH, θα χρειαστεί διπλάσια ποσότητα NaOH για να αντιδράσει με το θειικό οξύ.

Μίξη ίσα ισοδύναμα όξινων και βασικών διαλυμάτων θα οδηγήσει σε ουδέτερο διάλυμα.

Η εργασία με ισοδύναμα είναι μια ασυνήθιστη μέτρηση στο σημερινό εργαστήριο χημείας. Η χρήση ισοδύναμων ήταν συχνότερη πριν προσδιοριστούν εύκολα χημικοί τύποι. Ωστόσο, εξακολουθεί να χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό του γραμμομοριακού βάρους και της κανονικότητας.

Το ισοδύναμο βάρος ενός οξέος ή βάσης είναι το βάρος του τύπου διαιρούμενο με τον αριθμό των ιόντων, με το Η⁺ ή ΟΗ^- στον τύπο.

Παράδειγμα: Ποιο είναι το γραμμομοριακό βάρος φωσφορικού οξέος, H₃ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ₄?

Χρησιμοποιώντας τον τύπο: Eq = MW / n

• Eq = ισοδύναμο βάρος
• MW = ατομικό ή μοριακό βάρος σε g / mol, από τον περιοδικό πίνακα
• n = όχι. ισοδύναμων

Για Η₃ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ₄:

• Eq = άγνωστο
• MW = 127 g / mol. Κοιτάξτε ένα περιοδικό διάγραμμα και βρείτε τις ατομικές μάζες των H, P και O σε g / mol: H = 1.01; O = 16.00; P = 30,97, Αθροίστε τις μάζες για H₃ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ₄: 3 × 1,01 + 30,97 + 4 × 16,00,01 = 127 g / mol
  
• n = 3

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

Η κανονικότητα είναι ο αριθμός ισοδυνάμων ανά λίτρο διαλύματος. Ο τύπος είναι:

Κανονικότητα (N) = m / V × 1 / Εξ

• m = μάζα διαλυμένης ουσίας σε γραμμάρια
• V = συνολικός όγκος διαλύματος σε λίτρα
• Eq = ισοδύναμο βάρος

Παράδειγμα: Πώς μια λύση 2Ν του Η₃ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ₄ προετοιμάσου?

Χρησιμοποιώντας τον τύπο, Normality (N) = m / V × 1 / Eq

• Ν = 2
• m = άγνωστο
• V = 1 λίτρο
• Eq = 42,3 g / eq (από τον υπολογισμό του ισοδύναμου βάρους gram παραπάνω)

2 N = m / 1L × 1 / 42,3 g / eq

Χρησιμοποιώντας την άλγεβρα και να θυμόμαστε ότι το Ν είναι σε eq / L:

m = 2 eq / L × 1 L × 42,3 g / eq; συνεπώς m = 84,6 g

Για να φτιάξετε μια λύση 2Ν H₃ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ₄84,6 γραμμάρια Η₃ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ₄ διαλύονται σε 1 L.