Kuinka laskea ekvivalentti paino

Kun kemikaalit yhdistyvät, ne tekevät sen tunnetuissa, kiinteissä suhteissa. Vaikka et ole koskaan virallisesti työskennellyt kemikaalien kanssa itse, olet todennäköisesti nähnyt osuutesi kemiallisista reaktioista kirjoitettuina ja tiedät, että ne esiintyvät ennakoitavassa muodossa. Harkitse esimerkiksi rikkihapon ja hydroksidi-ionin reaktiota veden ja sulfaatti-ionin tuottamiseksi:

H₂NIIN₄ + 2OH⁻ → 2H₂O + SO₄²⁻

Luvut molekyylien edessä, kertoimet, osoittavat kunkin reagoivan aineen ja tuotemolekyylin numerot toisiinsa nähden; yhdisteiden alaindeksit osoittavat, kuinka monta atomia kutakin tyyppiä on tietyssä molekyylissä. Nämä luvut ovat aina kokonaislukuja, eivät murtolukuja, kuten 4.24 tai 1.3. Mutta mitä ne edustavat?

Käsite vastaava paino avulla voit tutkia sitä, että atomit yhdistyvät muodostaen molekyylejä kiinteinä lukusuhteina, ei massasuhteina. Toisin sanoen, vaikka elementtimassat eroavat toisistaan, kun on kyse sitoutumisesta muihin atomiin, atomien lukumäärä, moolina ilmaistuna, on määräävä tekijä sille, kuinka suuri osa tietystä alkuaineesta tai yhdisteestä reagoi tietyn toisen massan kanssa.

Yksi aineen mooli määritellään arvoksi 6,02 × 10²³ yksittäiset aineen hiukkaset (atomit tai molekyylit). (Tämä sattuu olemaan tarkka atomien lukumäärä 12 grammassa hiiltä.) Kun siirryt jaksollisen taulukon vasemmalta oikealle ja alaspäin, tietyn elementin yhden moolin massa tai sen molekyylipaino (MW), on annettu kyseisen elementin vastaavassa kentässä, yleensä keskellä pohjaa.

Esimerkki auttaa ymmärtämään tätä määritelmää. Jos sinulla on yksi vesimolekyyli, H₂O, voit nähdä, että kaksi H-atomia reagoi yhden O-atomin kanssa muodostaen tämän yhdisteen. Mutta koska H: n MW on noin 1,0 ja kuin O on 16,0, voit nähdä, että molekyyli sisältää 2 (1) = 2 massaosaa H: ta jokaista (1) (16) = 16 massaosaa O. Siten vain 2/18 = 11/1 prosenttia veden massasta koostuu H: sta, kun taas 16/198 = 88,9 prosenttia koostuu O.

Ekvivalenttipaino voidaan ajatella aineen painoksi (tai tarkalleen massaksi), joka sisältää yhden reaktiivisen protonin (tai vetyionin, H⁺) tai yksittäinen reaktiivinen hydroksidi-ioni (−OH⁻). Edellinen tapaus koskee happoja, jotka ovat protonidonoreita, kun taas toinen koskee emäkset, jotka ovat protonien hyväksyjiä.

Syy ekvivalenttipainon tarpeeseen on, että jotkut yhdisteet voivat luovuttaa tai hyväksyä useampaa kuin yhtä protonia, mikä tarkoittaa, että jokaista läsnä olevaa moolia kohden aine on itse asiassa kaksinkertainen reaktiivisuus.

Vastaavien yleisen lukumäärän kaava on

E = MW / latausnumero

Missä MW on yhdisteen molekyylipaino ja varausluku on yhdisteen sisältämien protoni- tai hydroksidiekvivalenttien lukumäärä. Esimerkit erilaisista hapoista ja emäksistä auttavat kuvaamaan, miten tämä toimii käytännössä.

Otetaan esimerkiksi rikkihappo ylhäältä:

H₂NIIN₄ + 2OH⁻ → 2H₂O + SO₄²⁻

Voit laskea hapon MW: n viittaamalla jaksolliseen taulukkoon saadaksesi kunkin elementin MW: n ja lisäämällä 2 (1) + (32) + 4 (16) = 98,0.

Huomaa, että tämä happo voi luovuttaa kaksi protonia, koska sulfaatti-ionilla on varausta −2. Tämä ekvivalenttipaino on 98,0 / 2 = 49,0.

Pohjan osalta perustelut ovat samat. Ammoniumhydroksidi voi hyväksyä protonin liuoksessa ammoniumioniksi:

NH₄OH + H⁺ = H₂O + NH₄⁺

Ammoniumhydroksidin MW on (14) + (4) (1) + (16) + 1 = 35,0. Koska protonia kuluu vain kerran, E on tälle yhdisteelle 35,0 / 1 = 35,0.

• A grammaekvivalentti (geq) on läsnä olevan aineen gramman määrä jaettuna sen vastaavalla painolla. Se voidaan myös ilmaista sisältämien varauselementtien lukumääränä kertaa moolien lukumäärä n.

Katso sivuston resurssit, jonka avulla voit laskea E automaattisesti eri molekyylipainoille ja latausyhdistelmiä, tai ratkaise mikä tahansa arvo, joka annetaan kahdelle muulle mille tahansa yhdisteelle, jonka voit keksiä kanssa.