Cómo calcular el peso equivalente

Cuando los productos químicos se combinan, lo hacen en proporciones fijas y conocidas. Incluso si nunca ha trabajado formalmente con productos químicos, probablemente haya visto su parte de reacciones químicas escritas y sepa que aparecen en un formato predecible. Por ejemplo, considere la reacción de ácido sulfúrico e ión hidróxido para producir agua e iones sulfato:

H₂ENTONCES₄ + 2OH⁻ → 2H₂O + SO₄²⁻

Los números delante de las moléculas, los coeficientes, muestran los números de cada reactivo y molécula de producto en relación entre sí; los subíndices dentro de los compuestos muestran cuántos átomos de cada tipo hay en una molécula determinada. Estos números son siempre números enteros, no números fraccionarios como 4.24 o 1.3. Pero, ¿qué representan?

El concepto de peso equivalente le permite explorar el hecho de que los átomos se combinan para formar moléculas en proporciones numéricas fijas, no proporciones de masa. Es decir, si bien las masas de los elementos difieren, cuando se trata de unirse con otros átomos, la

Un mol de una sustancia se define como 6.02 × 10²³ partículas individuales (átomos o moléculas) de esa sustancia. (Este es el número exacto de átomos en 12 gramos de carbono). A medida que se mueve de izquierda a derecha y hacia abajo en la tabla periódica, la masa de un mol de un elemento dado, o su peso molecular (MW), se da en el cuadro correspondiente para ese elemento, generalmente en el centro de la parte inferior.

Un ejemplo ayuda a entender esta definición. Si tiene una molécula de agua, H₂O, puede ver que dos átomos de H reaccionan con un átomo de O para formar este compuesto. Pero debido a que el MW de H es aproximadamente 1.0 y el de O es 16.0, puede ver que la molécula contiene 2 (1) = 2 partes en masa de H por cada (1) (16) = 16 partes en masa de O. Por lo tanto, solo 2/18 = 11/1 por ciento de la masa de agua consiste en H, mientras que 16/198 = 88.9 por ciento consiste en O.

El peso equivalente se puede considerar como el peso (o masa, para ser precisos) de una sustancia que contendrá un solo protón reactivo (o ion hidrógeno, H⁺) o un solo ion hidróxido reactivo (−OH⁻). El primer caso se aplica a ácidos, que son donantes de protones, mientras que el segundo se aplica a bases, que son aceptores de protones.

La razón por la que se necesita el concepto de peso equivalente es que algunos compuestos pueden donar o aceptar más de un protón, lo que significa que por cada mol presente, la sustancia es, en efecto, doblemente reactiva.

La fórmula del número general de equivalentes es

E = MW / número de carga

Donde MW es el peso molecular del compuesto y el número de carga es el número de equivalentes de protón o hidróxido que contiene el compuesto. Los ejemplos con diferentes ácidos y bases ayudan a ilustrar cómo funciona esto en la práctica.

Tome el ejemplo del ácido sulfúrico de arriba:

H₂ENTONCES₄ + 2OH⁻ → 2H₂O + SO₄²⁻

Puede calcular el MW del ácido consultando una tabla periódica para obtener el MW de cada elemento y agregando 2 (1) + (32) + 4 (16) = 98.0.

Tenga en cuenta que este ácido puede donar dos protones, ya que el ion sulfato queda con una carga de -2. Este el peso equivalente es 98.0 / 2 = 49.0.

Para una base, el razonamiento es el mismo. El hidróxido de amonio puede aceptar un protón en solución para convertirse en un ión de amonio:

NUEVA HAMPSHIRE₄OH + H⁺ = H₂O + NH₄⁺

El PM del hidróxido de amonio es (14) + (4) (1) + (16) + 1 = 35,0. Dado que solo se consume una vez el protón, E para este compuesto es 35.0 / 1 = 35.0.

• A equivalente en gramo (geq) es el número de gramos de sustancia presente dividido por su peso equivalente. También se puede expresar como el número de elementos de carga contenidos por el número de moles n.

Consulte los recursos de un sitio que le permite calcular automáticamente E para diferentes pesos moleculares y cargue combinaciones, o resuelva para cualquier valor dado los otros dos para cualquier compuesto que pueda encontrar con.