כיצד לחשב משקל שווה ערך

כאשר כימיקלים משתלבים, הם עושים זאת בפרופורציות ידועות וקבועות. גם אם מעולם לא עבדת באופן רשמי עם כימיקלים בעצמך, כנראה ראית את חלקך בתגובות הכימיות כתובות, ויודעים שהם מופיעים במתכונת צפויה. לדוגמה, שקול את התגובה של חומצה גופרתית ויון הידרוקסיד לייצור מים ויון סולפט:

ה₂כך₄ + 2OH⁻ → 2H₂O + SO₄²⁻

המספרים מול המולקולות, המקדמים, מראים את המספרים של כל מגיב ומולקולת מוצר ביחס זה לזה; המנויים בתוך התרכובות מראים כמה אטומים מכל סוג נמצאים במולקולה נתונה. מספרים אלה הם תמיד מספרים שלמים, ולא מספרים חלקים כמו 4.24 או 1.3. אבל מה הם מייצגים?

הקונספט של משקל שווה ערך מאפשר לך לחקור את העובדה שהאטומים משתלבים ויוצרים מולקולות ביחסי מספר קבועים, ולא ביחסי מסה. כלומר, בעוד שמסות היסודות שונות זו מזו, כאשר מדובר בקשר עם אטומים אחרים, ה מספר האטומים, המתבטא בשומות, הוא הגורם הקובע בכמה אלמנט או תרכובת נתונה יגיבו עם מסה נתונה של אחר.

שומה אחת של חומר מוגדרת כ- 6.02 × 10²³ חלקיקים בודדים (אטומים או מולקולות) של חומר זה. (במקרה זה המספר המדויק של אטומים ב -12 גרם פחמן.) כאשר אתה נע משמאל לימין ולמטה על הטבלה המחזורית, המסה של שומה אחת של יסוד נתון, או שלה

דוגמה עוזרת להבין את ההגדרה הזו. אם יש לך מולקולה אחת של מים, H₂O, אתה יכול לראות ששני אטומי H מגיבים עם אטום O אחד ויוצרים תרכובת זו. אך מכיוון ש- MW של H הוא בערך 1.0 ומעלה של O הוא 16.0, ניתן לראות שהמולקולה מכילה 2 (1) = 2 חלקי מסה של H לכל (1) (16) = 16 חלקי מסה של O. כך שרק 2/18 = 11/1 אחוז ממסת המים מורכבת מ- H, ואילו 16/198 = 88.9 אחוז מורכב מ- O.

ניתן לחשוב על המשקל המקביל כמשקל (או מסה, ליתר דיוק) של חומר שיכיל פרוטון תגובתי יחיד (או יון מימן, H⁺) או יון הידרוקסיד תגובתי יחיד (−OH⁻). המקרה הקודם חל על חומצות, שהם תורמי פרוטונים, ואילו השנייה חלה על בסיסים, שהם מקבלי פרוטונים.

הסיבה לכך שיש צורך במושג משקל שווה היא כי תרכובות מסוימות יכולות לתרום או לקבל יותר מפרוטון אחד, כלומר עבור כל שומה הנוכחית, החומר למעשה מגיב כפליים.

הנוסחה הכללית של המקבילה המקבילה היא

E = MW / מספר טעינה

כאשר MW הוא המשקל המולקולרי של התרכובת ומספר המטען הוא מספר המקבילים לפרוטון או הידרוקסיד. דוגמאות עם חומצות ובסיסים שונים עוזרות להמחיש כיצד זה עובד בפועל.

קח את הדוגמה של חומצה גופרתית מלמעלה:

ה₂כך₄ + 2OH⁻ → 2H₂O + SO₄²⁻

ניתן לחשב את ה- MW של החומצה על ידי התייחסות לטבלה המחזורית כדי לקבל את ה- MW של כל אלמנט והוספת 2 (1) + (32) + 4 (16) = 98.0.

שים לב כי חומצה זו יכולה לתרום שני פרוטונים, שכן יון הסולפט נותר עם מטען של -2. זה המשקל המקביל הוא 98.0 / 2 = 49.0.

עבור בסיס, הנימוק זהה. אמוניום הידרוקסיד יכול לקבל פרוטון בתמיסה ולהפוך ליון אמוניום:

NH₄OH + H⁺ = H₂O + NH₄⁺

ה- MW של אמוניום הידרוקסיד הוא (14) + (4) (1) + (16) + 1 = 35.0. מכיוון שרק פעם אחת נצרך פרוטון, E עבור תרכובת זו הוא 35.0 / 1 = 35.0.

• א שווה ערך גרם (geq) הוא מספר גרם החומר הקיים, חלקי המשקל המקביל לו. זה יכול לבוא לידי ביטוי גם כמספר רכיבי המטען הכלולים כפול מספר השומות n.

עיין במשאבים לאתר המאפשר לך לחשב E באופן אוטומטי למשקולות מולקולריים שונים ושילובי טעינה, או לפתור לכל ערך אחד בהתחשב בשניים האחרים עבור כל תרכובת שתוכל לעלות עם.