Kemičari koriste ekvivalentne jedinice ili ekvivalente za izražavanje reaktivne sposobnosti kemijske vrste kao što su elektroni ili ioni. Broj ekvivalenata je broj koji definira koliko se elektrona ili iona može prenijeti u kemijskoj reakciji.
Razumijevanje ekvivalenata
The reaktivni kapacitet kemijske vrste, iona ili elektrona, ovisi o tome što se prenosi u kemijskoj reakciji.
U kiselinsko-baznim reakcijama ekvivalent je količina tvari koja će reagirati s jednim molom vodikovih iona (H+). U reakcijama redukcije oksidacije, gdje se elektroni dobivaju ili gube u kemijskoj reakciji, to je jedan mol elektrona. Pronalaženje ekvivalenata ovisi o kemijskim vrstama koje se razmatraju.
Stanje oksidacije i ekvivalenti
Stanje oksidacije elementa opisuje broj elektrona prenesenih u reakcijama. Na primjer, oksidacijska ili valentna stanja sljedećih elemenata jednaki su broju ekvivalenata:
- Kalcij: Ca+2 ion: valencija 2: broj ili ne. ekvivalenata: 2
- Aluminij: Al+3 ion: valencija 3: br. ekvivalenata: 3
Kiseline, baze i ekvivalenti
Za kiseline ekvivalentan je broj vodikovih iona koje molekula prenosi.
U kiselinama je jednostavno pronaći ekvivalentne jedinice. Pogledajte broj izravno iza vodika, H, u donjim kemijskim formulama. Broj daje broj ekvivalenata po molu te kiseline:
- Klorovodična kiselina: HCL: br. ekvivalenata: 1
- Sumporna kiselina: H2TAKO4: ne. ekvivalenata: 2
- Fosforna kiselina: H3PO4: ne. ekvivalenata: 3
- Dušična kiselina: HNO3: ne. ekvivalenata: 1
Ili, za baze, to je broj hidroksidnih iona (OH-) predviđa reakciju, poput:
- Natrijev hidroksid: NaOH: br. ekvivalenata: 1
- Barijev hidroksid: Ba (OH)2: ne. ekvivalenata: 2
Procjena snage kiselina i baza s ekvivalentima
Jedan ekvivalent kiseline reagira s ekvivalentom baze. Za kiselinu HCl i bazu NaOH, obje s jednim ekvivalentom, imaju istu reaktivnost.
Za H2TAKO4s dva ekvivalenta i NaOH, trebat će dvostruko veća količina NaOH da reagira sa sumpornom kiselinom.
Miješanje jednaki ekvivalenti kiselih i baznih otopina rezultirat će neutralnom otopinom.
Izračunavanje s ekvivalentima
Rad s ekvivalentima neobično je mjerenje u današnjem kemijskom laboratoriju. Upotreba ekvivalenata bila je češća prije nego što je lako odredio kemijske formule. Međutim, i dalje se koristi za izračunavanje grama ekvivalentne težine i normalnosti.
Izračuni grama ekvivalentne težine
Ekvivalentna težina kiseline ili baze je formula težine podijeljena s brojem iona, uvenulih H+ ili OH- u formuli.
Primjer: Kolika je grama ekvivalentna masa fosforne kiseline, H3PO4?
Koristeći formulu: Eq = MW / n
- Eq = ekvivalentna težina
- MW = atomska ili molekularna težina u g / mol, iz periodnog sustava
- n = ne. ekvivalenata
Za H3PO4:
- Jednadžba = nepoznata
- MW = 127 g / mol. Pogledajte periodičnu kartu i pronađite atomske mase H, P i O u g / mol: H = 1,01; O = 16,00; P = 30,97, zbroj masa za H3PO4: 3 × 1,01 + 30,97 + 4 × 16,00,01 = 127 g / mol
- n = 3
Jednadžba = 127/3 = 42,3 g / ekv
Izračuni normalnosti
Uobičajeno je broj ekvivalenata po litri otopine. Formula je:
Normalnost (N) = m / V × 1 / ekv
- m = masa otopljene tvari u gramima
- V = ukupni volumen otopine u litrima
- Eq = ekvivalentna težina
Primjer: Kako će 2N otopina H3PO4 budi spreman?
Koristeći formulu, Normalnost (N) = m / V × 1 / Eq
- N = 2
- m = nepoznato
- V = 1 litra
- Eq = 42,3 g / eq (iz gornjeg izračuna težinske težine u gramima)
2 N = m / 1L × 1 / 42,3 g / ekv
Koristeći algebru i sjećajući se da je N u jednačini / L:
m = 2 ekv. / L × 1 L × 42,3 g / ekv.; dakle m = 84,6 g
Da bi se napravila 2N otopina H3PO4, 84,6 grama H3PO4 se otope u 1 L.
