Как рассчитать эквивалентный вес

Когда химические вещества объединяются, они делают это в известных фиксированных пропорциях. Даже если вы сами никогда официально не работали с химическими веществами, вы, вероятно, видели, как записана ваша доля химических реакций, и знаете, что они проявляются в предсказуемом формате. Например, рассмотрим реакцию серной кислоты и гидроксид-иона с образованием воды и сульфат-иона:

ЧАС₂ТАК₄ + 2OH⁻ → 2H₂O + SO₄²⁻

Цифры перед молекулами, коэффициенты, показывают номера каждого реагента и молекулы продукта по отношению друг к другу; нижние индексы внутри соединений показывают, сколько атомов каждого типа находится в данной молекуле. Эти числа всегда целые, а не дробные, такие как 4,24 или 1,3. Но что они собой представляют?

Концепция чего-либо эквивалентный вес позволяет исследовать тот факт, что атомы объединяются, образуя молекулы в фиксированных числовых соотношениях, а не массовых соотношениях. То есть, хотя массы элементов различаются, когда дело доходит до связи с другими атомами, количество атомов

Один моль вещества определяется как 6,02 × 10²³ отдельные частицы (атомы или молекулы) этого вещества. (Это точное количество атомов в 12 граммах углерода.) Когда вы двигаетесь слева направо и вниз по периодической таблице, масса одного моля данного элемента или его молекулярный вес (МВт), указывается в соответствующем поле для этого элемента, обычно в центре внизу.

Пример помогает понять это определение. Если у вас есть одна молекула воды, H₂О, вы можете видеть, что два атома Н вступают в реакцию с одним атомом О с образованием этого соединения. Но поскольку молекулярная масса H составляет около 1,0, а молекулярная масса O составляет 16,0, вы можете видеть, что молекула содержит 2 (1) = 2 массовые части H на каждые (1) (16) = 16 массовых частей O. Таким образом, только 2/18 = 11/1 процента массы воды состоит из H, в то время как 16/198 = 88,9 процента состоит из O.

Эквивалентный вес можно представить как вес (точнее, массу) вещества, которое будет содержать один реактивный протон (или ион водорода, H⁺) или один реактивный гидроксид-ион (-OH⁻). Первый случай применяется к кислоты, которые являются донорами протонов, а второй относится к базы, которые являются акцепторами протонов.

Причина, по которой необходима концепция эквивалентного веса, заключается в том, что некоторые соединения могут отдавать или принимать более одного протона, а это означает, что на каждый присутствующий моль вещество фактически имеет двойную реакционную способность.

Формула общего числа эквивалентов:

E = МВт / заряд

Где MW - это молекулярная масса соединения, а число заряда - это количество протонных или гидроксидных эквивалентов, содержащихся в соединении. Примеры с различными кислотами и основаниями помогают проиллюстрировать, как это работает на практике.

Возьмем, к примеру, серную кислоту сверху:

ЧАС₂ТАК₄ + 2OH⁻ → 2H₂O + SO₄²⁻

Вы можете рассчитать молекулярную массу кислоты, обратившись к таблице Менделеева, чтобы получить молекулярную массу каждого элемента, и прибавив 2 (1) + (32) + 4 (16) = 98,0.

Обратите внимание, что эта кислота может отдавать два протона, поскольку у сульфат-иона остается заряд -2. Это эквивалентный вес 98,0 / 2 = 49,0.

Для базы рассуждения те же. Гидроксид аммония может принимать протон в растворе, чтобы стать ионом аммония:

NH₄ОН + Н⁺ = H₂O + NH₄⁺

Молекулярная масса гидроксида аммония составляет (14) + (4) (1) + (16) + 1 = 35,0. Так как протон потребляется только один раз, E для этого соединения составляет 35,0 / 1 = 35,0.

• А граммовый эквивалент (geq) - количество граммов присутствующего вещества, деленное на его эквивалентный вес. Его также можно выразить как количество содержащихся элементов заряда, умноженное на количество молей n.

См. В разделе Ресурсы сайт, который позволяет автоматически вычислять E для различных молекулярных масс. и комбинации зарядов, или решить для любого одного значения с учетом двух других для любого соединения, которое вы можете придумать с участием.