Kā aprēķināt ekvivalentu svaru

Kad ķīmiskās vielas apvienojas, tās to dara zināmās, fiksētās proporcijās. Pat ja jūs nekad oficiāli neesat strādājis ar ķimikālijām, jūs, iespējams, esat redzējis savu ķīmisko reakciju daļu izrakstītu un zināt, ka tās parādās paredzamā formātā. Piemēram, apsveriet sērskābes un hidroksīda jonu reakciju, lai iegūtu ūdeni un sulfāta jonu:

H₂TĀ₄ + 2OH⁻ → 2H₂O + SO₄²⁻

Skaitļi molekulu priekšā, koeficienti parāda katra reaģenta un produkta molekulas numurus attiecībā pret otru; savienojumu abonenti parāda, cik katra tipa atomu ir noteiktā molekulā. Šie skaitļi vienmēr ir veseli skaitļi, nevis dalīti skaitļi, piemēram, 4.24 vai 1.3. Bet ko viņi pārstāv?

Jēdziens ekvivalents svars ļauj izpētīt faktu, ka atomi apvienojas, veidojot molekulas fiksētās skaitļu attiecībās, nevis masas attiecībās. Tas ir, kaut arī elementu masas atšķiras, ja runa ir par saiti ar citiem atomiem, tad atomu skaits, kas izteikts molos, ir noteicošais faktors tam, cik daudz konkrētā elementa vai savienojuma reaģēs ar citu masu.

Viens vielas mols ir definēts kā 6,02 × 10²³ atsevišķas šīs vielas daļiņas (atomi vai molekulas). (Tas, iespējams, ir precīzs atomu skaits 12 gramos oglekļa.) Pārejot no kreisās uz labo un lejup pa periodisko tabulu, noteiktā elementa viena mola masa vai tā molekulārais svars (MW), ir norādīts attiecīgā elementa lodziņā, parasti apakšā.

Piemērs palīdz izprast šo definīciju. Ja jums ir viena ūdens molekula, H₂O, jūs varat redzēt, ka divi H atomi reaģē ar vienu O atomu, veidojot šo savienojumu. Bet, tā kā H MW ir aptuveni 1,0 un nekā O ir 16,0, jūs varat redzēt, ka molekula satur 2 (1) = 2 H daļas masas katrai (1) (16) = 16 masas daļai O. Tādējādi tikai 2/18 = 11/1 procenti ūdens masas sastāv no H, savukārt 16/198 = 88,9 procenti sastāv no O.

Ekvivalento svaru var uzskatīt par vielas svaru (vai, precīzāk, masu), kas satur vienu reaktīvu protonu (vai ūdeņraža jonu, H⁺) vai vienu reaktīvu hidroksīda jonu (−OH⁻). Iepriekšējais gadījums attiecas uz skābes, kas ir protonu donori, bet otrais attiecas uz bāzes, kas ir protonu akceptori.

Vienāda svara jēdziena nepieciešamība ir tāda, ka daži savienojumi var ziedot vai pieņemt vairāk nekā vienu protonu, kas nozīmē, ka viela uz katru klātesošo molu ir divtik reaktīva.

Vispārējā ekvivalentu skaita formula ir

E = MW / uzlādes numurs

Kur MW ir savienojuma molekulmasa un lādiņa skaitlis ir protonu vai hidroksīdu ekvivalentu skaits, ko savienojums satur. Piemēri ar dažādām skābēm un bāzēm palīdz ilustrēt, kā tas darbojas praksē.

Veikt sērskābes piemēru no augšas:

H₂TĀ₄ + 2OH⁻ → 2H₂O + SO₄²⁻

Skābes MW var aprēķināt, atsaucoties uz periodisko tabulu, lai iegūtu katra elementa MW, un pievienojot 2 (1) + (32) + 4 (16) = 98,0.

Ņemiet vērā, ka šī skābe var ziedot divus protonus, jo sulfāta jonam paliek lādiņš −2. Šis ekvivalentais svars ir 98,0 / 2 = 49,0.

Pamatam pamatojums ir vienāds. Amonija hidroksīds var pieņemt protonu šķīdumā, lai kļūtu par amonija jonu:

NH₄OH + H⁺ = H₂O + NH₄⁺

Amonija hidroksīda MW ir (14) + (4) (1) + (16) + 1 = 35,0. Tā kā protons tiek patērēts tikai vienreiz, E šim savienojumam ir 35,0 / 1 = 35,0.

• A gramu ekvivalents (geq) ir klātesošās vielas gramu skaits, dalīts ar tās ekvivalentu svaru. To var izteikt arī kā lādiņu elementu skaitu, kas reizināts ar molu skaitu n.

Skatiet vietnes resursus, kas ļauj automātiski aprēķināt E dažādiem molekulmasiem un lādiņu kombinācijas, vai atrisināt jebkurai vērtībai, ņemot vērā pārējās divas jebkuram savienojumam, kuru jūs varat izdomāt ar.