Kā aprēķināt ekvivalentās vienības

Ķīmiķi izmanto līdzvērtīgas vienības vai ekvivalentus, lai izteiktu ķīmisko sugu, piemēram, elektronu vai jonu, reaktivitāti. Ekvivalentu skaits ir skaitlis, kas nosaka, cik daudz elektronu vai jonu var pārnest ķīmiskā reakcijā.

The reaktīvā jauda ķīmisko sugu joni vai elektroni ir atkarīgi no tā, kas tiek pārnests ķīmiskā reakcijā.

Skābju-sārmu reakcijās ekvivalents ir vielas daudzums, kas reaģēs ar vienu molu ūdeņraža jonu (H⁺). Oksidācijas-reducēšanās reakcijās, kur elektronus vai nu iegūst, vai pazaudē ķīmiskā reakcija, tas ir viens elektronu mols. Ekvivalentu atrašana ir atkarīga no apskatāmajām ķīmiskajām sugām.

Elementa oksidācijas stāvoklis raksturo reakcijās pārnesto elektronu skaitu. Piemēram, šādu elementu oksidācijas vai valences stāvokļi ir vienādi ar ekvivalentu skaitu:

• Kalcijs: Ca⁺² jons: 2 valence: skaitlis vai nē. ekvivalentu: 2
• Alumīnijs: Al⁺³ jons: 3 valence: nē. ekvivalentu: 3

Skābēm ekvivalents ir ūdeņraža jonu skaits, ko molekula pārnes.

Skābēs ir vienkārši atrast līdzvērtīgas vienības. Apskatiet skaitli tieši aiz ūdeņraža H zemāk esošajās ķīmiskajās formulās. Šis skaitlis norāda ekvivalentu skaitu uz vienu skābes molu:

• Sālsskābe: HCL: nē. ekvivalentu: 1
• Sērskābe: H₂TĀ₄: Nē. ekvivalentu: 2
• Fosforskābe: H₃PO₄: Nē. ekvivalentu: 3
• Slāpekļskābe: HNO₃: Nē. ekvivalentu: 1

Vai arī bāzēm tas ir hidroksīda jonu skaits (OH^-) paredzēja reakciju, piemēram:

• Nātrija hidroksīds: NaOH: nē. ekvivalentu: 1
• Bārija hidroksīds: Ba (OH)₂: Nē. ekvivalentu: 2

Viens skābes ekvivalents reaģē ar vienu ekvivalentu bāzi. Skābes HCl un bāzes NaOH abiem ar vienu ekvivalentu tiem ir vienāda reaktivitāte.

Par H₂TĀ₄, ar diviem ekvivalentiem un NaOH, lai reaģētu ar sērskābi, būs nepieciešams divreiz lielāks NaOH daudzums.

Maisīšana vienādi ekvivalenti skābu un bāzisku šķīdumu, radīs neitrālu šķīdumu.

Darbs ar ekvivalentiem mūsdienu ķīmijas laboratorijā ir neparasts mērījums. Pirms viegli noteikt ķīmiskās formulas, biežāk tika izmantoti ekvivalenti. Tomēr to joprojām lieto, aprēķinot grama ekvivalentu svaru un normālumu.

Skābes vai bāzes ekvivalents svars ir formulas svars, dalīts ar jonu skaitu, nokalstot H⁺ vai OH^- formulā.

Piemērs: Kāds ir fosforskābes grama ekvivalents, H₃PO₄?

Izmantojot formulu: Eq = MW / n

• Eq = ekvivalents svars
• MW = atomu vai molekulmasa g / mol, no periodiskās tabulas
• n = nē. ekvivalentu

Par H₃PO₄:

• Eq = nav zināms
• MW = 127 g / mol. Apskatiet periodisko diagrammu un atrodiet H, P un O atomu masas g / mol: H = 1,01; O = 16,00; P = 30,97, summējiet H masas₃PO₄: 3 × 1,01 + 30,97 + 4 × 16,00,01 = 127 g / mol
  
• n = 3

Eq = 127/3 = 42,3 g / ekv

Normalitāte ir ekvivalentu skaits litrā šķīduma. Formula ir:

Normalitāte (N) = m / V × 1 / Eq

• m = izšķīdušās vielas masa gramos
• V = kopējais šķīduma tilpums litros
• Eq = ekvivalents svars

Piemērs: Kā notiks 2N H šķīdums₃PO₄ esi gatavs?

Izmantojot formulu, Normalitāte (N) = m / V × 1 / Eq

• N = 2
• m = nav zināms
• V = 1 litrs
• Eq = 42,3 g / ekv (no iepriekš aprēķinātā svara ekvivalenta svara aprēķina)

2 N = m / 1 L × 1 / 42,3 g / ekv

Izmantojot algebru un atceroties, ka N ir ekvivalents / l:

m = 2 ekv. / L × 1 L × 42,3 g / ekv. tāpēc m = 84,6 g

Lai pagatavotu 2N H šķīdumu₃PO₄, 84,6 grami H₃PO₄ ir izšķīdināti 1 L.