Kemikaalide kombineerimisel teevad nad seda teadaolevas kindlas vahekorras. Isegi kui te pole kunagi ise kemikaalidega ametlikult töötanud, olete ilmselt oma osa keemilistest reaktsioonidest välja kirjutanud ja teate, et need ilmuvad prognoositavas vormingus. Näiteks kaaluge väävelhappe ja hüdroksiidi iooni reaktsiooni vee ja sulfaadi iooni saamiseks:
H2NII4 + 2OH− → 2H2O + SO42−
Numbrid molekulide ees, koefitsiendid, näitavad iga reagendi ja toote molekuli numbreid üksteise suhtes; ühendite alamkirjad näitavad, kui palju igas molekulis on iga tüüpi aatomeid. Need numbrid on alati täisarvud, mitte murdarvud nagu 4.24 või 1.3. Aga mida nad esindavad?
Mõiste ekvivalentkaal võimaldab teil uurida asjaolu, et aatomid moodustavad molekulid fikseeritud arvusuhtes, mitte massisuhtes. See tähendab, et kui elementide massid erinevad, siis kui tegemist on sidumisega teiste aatomitega, siis aatomite arv, moolides väljendatuna, on määravaks teguriks, kui palju antud elemendist või ühendist reageerib teise antud massiga.
Mis on mutid?
Üks aine mool on määratletud kui 6,02 × 1023 selle aine üksikud osakesed (aatomid või molekulid). (See on juhtumisi täpne aatomite arv 12 grammis süsinikus.) Kui liigute perioodilisustabelis vasakult paremale ja allapoole, võib antud elemendi ühe mooli mass või selle molekulmass (MW), on antud elemendi vastavas lahtris, tavaliselt keskel.
Näide aitab seda määratlust mõtestada. Kui teil on üks vee molekul, H2O, näete, et kaks H aatomit reageerivad selle ühendi moodustamiseks ühe O aatomiga. Kuid kuna H mass on umbes 1,0 ja kui O on 16,0, näete, et molekul sisaldab 2 (1) = 2 massiosa H iga (1) (16) = 16 massiosa kohta O. Seega koosneb H-st ainult 2/18 = 11/1 protsenti veemassist, samas kui O-st 16/198 = 88,9 protsenti.
Mis on ekvivalentkaal?
Ekvivalentset kaalu võib käsitleda kui ainet, mis sisaldab ühte reaktiivset prootonit (või vesinikioon, H+) või üks reaktiivne hüdroksiidioon (-OH−). Esimene juhtum kehtib happed, mis on prootonidoonorid, teine kehtib aga alused, mis on prootoniaktseptorid.
Ekvivalentkaalu kontseptsiooni vajalikkuse põhjuseks on see, et mõned ühendid võivad annetada või aktsepteerida rohkem kui ühte prootonit, mis tähendab, et aine on iga mooli kohta kaks korda reaktiivne.
Üldine ekvivalentide arvu valem on
E = MW / laadimisnumber
Kui MW on ühendi molekulmass ja laengu number on ühendi sisaldavate prootonite või hüdroksiidiekvivalentide arv. Erinevate hapete ja alustega näited aitavad illustreerida, kuidas see praktikas töötab.
Hapete ja aluste ekvivalendid
Võtke ülaltoodud väävelhappe näide:
H2NII4 + 2OH− → 2H2O + SO42−
Happe MW saate arvutada, viidates perioodilisustabelile, et saada iga elemendi MW ja lisades 2 (1) + (32) + 4 (16) = 98,0.
Pange tähele, et see hape võib annetada kaks prootonit, kuna sulfaatioonile jääb laeng −2. See ekvivalentkaal on 98,0 / 2 = 49,0.
Aluse jaoks on arutluskäik sama. Ammooniumhüdroksiid võib lahuses oleva prootoni aktsepteerida ammooniumiooniks:
NH4OH + H+ = H2O + NH4+
Ammooniumhüdroksiidi MW on (14) + (4) (1) + (16) + 1 = 35,0. Kuna prootonit tarbitakse ainult üks kord, on selle ühendi E väärtus 35,0 / 1 = 35,0.
- A grammi ekvivalent (geq) on esineva aine grammide arv jagatuna selle ekvivalentkaaluga. Seda saab väljendada ka sisalduvate laenguelementide arvuna moolide arv n.
Ekvivalentkaalu kalkulaator
Vaadake saidi ressursse, mis võimaldab teil arvutada E erinevate molekulmasside jaoks automaatselt ja laengukombinatsioonid, või lahendage ükskõik millise väärtuse jaoks, arvestades ülejäänud kahte ühendit, mille võite välja mõelda koos.