Cum se calculează unități echivalente

Chimiștii folosesc unități echivalente sau echivalente pentru a exprima capacitatea reactivă a unei specii chimice precum electroni sau ioni. Numărul de echivalenți este un număr care definește câți electroni sau ioni pot fi transferați într-o reacție chimică.

capacitate reactivă unei specii chimice, ionii sau electronii, depinde de ceea ce este transferat într-o reacție chimică.

În reacțiile acid-bazice, un echivalent este cantitatea de substanță care va reacționa cu un mol de ioni de hidrogen (H⁺). În reacțiile de oxidare-reducere, unde electronii sunt fie câștigați, fie pierduți într-o reacție chimică, este un mol de electroni. Găsirea echivalenților depinde de speciile chimice luate în considerare.

Starea de oxidare a unui element descrie numărul de electroni transferați în reacții. De exemplu, stările de oxidare sau valență ale următoarelor elemente sunt egale cu numărul de echivalenți:

• Calciu: Ca⁺² ion: valența de 2: număr sau nr. de echivalente: 2
• Aluminiu: Al⁺³ ion: valenta de 3: nr. de echivalente: 3

Pentru acizi un echivalent este numărul de ioni de hidrogen pe care o moleculă îi transferă.

În acizi este simplu să găsești unități echivalente. Uită-te la numărul direct după hidrogen, H, în formulele chimice de mai jos. Numărul furnizează numărul de echivalenți pe mol de acid:

• Acid clorhidric: HCL: nr. de echivalente: 1
• Acid sulfuric: H₂ASA DE₄: Nu. de echivalente: 2
• Acid fosforic: H₃PO₄: Nu. de echivalente: 3
• Acid azotic: HNO₃: Nu. de echivalente: 1

Sau, pentru baze, este numărul de ioni hidroxid (OH^-) a prevăzut o reacție, cum ar fi:

• Hidroxid de sodiu: NaOH: nr. de echivalente: 1
• Hidroxid de bariu: Ba (OH)₂: Nu. de echivalente: 2

Un echivalent al unui acid reacționează cu un echivalent al unei baze. Pentru acidul HCl și baza NaOH, ambele cu un echivalent, au aceeași reactivitate.

Pentru H₂ASA DE₄, cu doi echivalenți și NaOH, va fi nevoie de două ori cantitatea de NaOH pentru a reacționa cu acidul sulfuric.

Amestecarea echivalente egale de soluții acide și bazice vor avea ca rezultat o soluție neutră.

Lucrul cu echivalenți este o măsurare neobișnuită în laboratorul de chimie de astăzi. Utilizarea echivalenților a fost mai frecventă înainte de a determina cu ușurință formulele chimice. Cu toate acestea, este încă utilizat în calcularea greutății gram normale și a normalității.

Greutatea echivalentă a unui acid sau bază este greutatea formulă împărțită la numărul de ioni, cu H⁺ sau OH^- în formulă.

Exemplu: Care este greutatea gram echivalentă a acidului fosforic, H₃PO₄?

Folosind formula: Eq = MW / n

• Eq = greutate echivalentă
• MW = greutatea atomică sau moleculară în g / mol, din tabelul periodic
• n = nu. de echivalente

Pentru H₃PO₄:

• Eq = necunoscut
• MW = 127 g / mol. Uită-te la o diagramă periodică și găsește masele atomice ale H, P și O în g / mol: H = 1,01; O = 16,00; P = 30,97, Suma mase pentru H₃PO₄: 3 × 1,01 + 30,97 + 4 × 16,00,01 = 127 g / mol
  
• n = 3

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

Normalitatea este numărul de echivalenți pe litru de soluție. Formula este:

Normalitate (N) = m / V × 1 / echiv

• m = masa solutului în grame
• V = volumul total al soluției în litri
• Eq = greutate echivalentă

Exemplu: Cum va fi o soluție 2N de H₃PO₄ fi pregatit?

Folosind formula, Normalitatea (N) = m / V × 1 / Eq

• N = 2
• m = necunoscut
• V = 1 litru
• Eq = 42,3 g / eq (din calculul greutății echivalente în gram de mai sus)

2 N = m / 1L × 1 / 42,3 g / echiv

Folosind algebră și amintindu-ne că N este în eq / L:

m = 2 echiv / L × 1 L × 42,3 g / echiv; deci m = 84,6 g

Pentru a face o soluție 2N de H₃PO₄, 84,6 grame de H₃PO₄ sunt dizolvate în 1 L.