Cum se calculează greutatea echivalentă

Când produsele chimice se combină, fac acest lucru în proporții cunoscute și fixe. Chiar dacă nu ați lucrat niciodată în mod oficial cu substanțe chimice, probabil ați văzut cota reacțiilor chimice scrise și știți că acestea apar într-un format previzibil. De exemplu, luați în considerare reacția acidului sulfuric și a ionului hidroxid pentru a produce apa și ionul sulfat:

H₂ASA DE₄ + 2OH⁻ → 2H₂O + SO₄²⁻

Numerele din fața moleculelor, coeficienții, arată numerele fiecărui reactant și moleculă de produs în raport unul cu celălalt; indicii din compuși arată câți atomi de fiecare tip se află într-o anumită moleculă. Aceste numere sunt întotdeauna întregi, nu numere fracționare cum ar fi 4.24 sau 1.3. Dar ce reprezintă ei?

Conceptul de greutate echivalentă vă permite să explorați faptul că atomii se combină pentru a forma molecule în raporturi de număr fix, nu în raporturi de masă. Adică, în timp ce masele elementelor diferă, atunci când vine vorba de legătura cu alți atomi, numărul de atomi, exprimat în moli, este factorul determinant în cât de mult dintr-un anumit element sau compus va reacționa cu o masă dată a altuia.

Un mol al unei substanțe este definit ca 6,02 × 10²³ particule individuale (atomi sau molecule) din acea substanță. (Acest lucru se întâmplă să fie numărul exact de atomi din 12 grame de carbon.) Pe măsură ce vă deplasați de la stânga la dreapta și în jos pe tabelul periodic, masa unui mol dintr-un element dat sau greutate moleculară (MW), este dat în caseta corespunzătoare pentru acel element, de obicei în partea de jos a centrului.

Un exemplu ajută la înțelesul acestei definiții. Dacă aveți o moleculă de apă, H₂O, puteți vedea că doi atomi de H reacționează cu un atom de O pentru a forma acest compus. Dar, deoarece MW de H este de aproximativ 1,0 și decât de O este de 16,0, puteți vedea că molecula conține 2 (1) = 2 părți de masă de H pentru fiecare (1) (16) = 16 părți de masă de O. Astfel, numai 2/18 = 11/1 la sută din masa de apă este format din H, în timp ce 16/198 = 88,9 la sută este format din O.

Greutatea echivalentă poate fi considerată ca fiind greutatea (sau masa, mai exact) a unei substanțe care va conține un singur proton reactiv (sau ion hidrogen, H⁺) sau un singur ion reactiv hidroxid (−OH⁻). Primul caz se aplică acizi, care sunt donatori de protoni, în timp ce al doilea se aplică baze, care sunt acceptori de protoni.

Motivul pentru care este necesar conceptul de greutate echivalentă este că unii compuși pot dona sau accepta mai mult de un proton, ceea ce înseamnă că, pentru fiecare mol prezent, substanța este de fapt dublu reactivă.

Numărul general al formulei echivalente este

E = MW / numărul de încărcare

În cazul în care MW este greutatea moleculară a compusului și numărul de încărcare este numărul de echivalenți de protoni sau hidroxid conținuți de compus. Exemplele cu acizi și baze diferite ajută la ilustrarea modului în care funcționează acest lucru în practică.

Luați exemplul acidului sulfuric de sus:

H₂ASA DE₄ + 2OH⁻ → 2H₂O + SO₄²⁻

Puteți calcula MW acidului referindu-vă la un tabel periodic pentru a obține MW fiecărui element și adăugând 2 (1) + (32) + 4 (16) = 98,0.

Rețineți că acest acid poate dona doi protoni, deoarece ionul sulfat este lăsat cu o sarcină de -2. Aceasta greutate echivalentă este 98,0 / 2 = 49,0.

Pentru o bază, raționamentul este același. Hidroxidul de amoniu poate accepta un proton în soluție pentru a deveni un ion de amoniu:

NH₄OH + H⁺ = H₂O + NH₄⁺

MW de hidroxid de amoniu este (14) + (4) (1) + (16) + 1 = 35,0. Deoarece numai o dată consumul de protoni, E pentru acest compus este de 35,0 / 1 = 35,0.

• A echivalent gram (geq) este numărul de grame de substanță prezent împărțit la greutatea sa echivalentă. Poate fi exprimat și ca număr de elemente de încărcare conținute de câte ori numărul de moli n.

Consultați Resursele pentru un site care vă permite să calculați automat E pentru diferite greutăți moleculare și combinații de încărcare sau rezolvați pentru orice valoare dată celorlalte două pentru orice compus pe care îl puteți obține cu.