Kako izračunati ekvivalentno težo

Ko se kemikalije kombinirajo, to počnejo v znanih, določenih razmerjih. Tudi če sami nikoli niste formalno delali s kemikalijami, ste verjetno videli svoj delež kemičnih reakcij zapisan in veste, da se pojavijo v predvidljivi obliki. Na primer, razmislite o reakciji žveplove kisline in hidroksidnega iona, da dobite vodo in sulfatni ion:

H₂Torej₄ + 2OH⁻ → 2H₂O + SO₄²⁻

Števila pred molekulami, koeficienti, kažejo število vsakega reaktanta in molekule produkta med seboj; indeksi znotraj spojin kažejo, koliko atomov posamezne vrste je v dani molekuli. Ta števila so vedno cela števila, ne pa delna števila, kot sta 4.24 ali 1.3. Toda kaj predstavljajo?

Koncept enakovredna teža vam omogoča raziskovanje dejstva, da se atomi združujejo in tvorijo molekule v fiksnih razmerjih števila in ne v masnih razmerjih. To pomeni, da medtem ko se mase elementov razlikujejo, ko gre za vezanje z drugimi atomi, število atomov, izraženo v molih, je odločilni dejavnik v tem, koliko določenega elementa ali spojine bo reagiralo z dano maso drugega.

En mol snovi je opredeljen kot 6,02 × 10²³ posamezne delce (atome ali molekule) te snovi. (To je natančno število atomov v 12 gramih ogljika.) Ko se v periodnem sistemu premikate od leve proti desni in navzdol, masa enega mola določenega elementa ali njegova molekularna teža (MW), je podano v ustreznem polju za ta element, običajno na sredini spodaj.

Primer pomaga razumeti to definicijo. Če imate eno molekulo vode, H₂O, lahko vidite, da dva atoma H reagirata z enim atomom O in tvorita to spojino. Ker pa je MW H približno 1,0 in kot O 16,0, lahko vidite, da molekula vsebuje 2 (1) = 2 masna dela H za vsakih (1) (16) = 16 masnih delov O. Tako le 2/18 = 11/1 odstotka mase vode sestavlja H, medtem ko 16/198 = 88,9 odstotka predstavlja O.

Ekvivalentno težo si lahko predstavljamo kot maso (ali maso, natančneje) snovi, ki bo vsebovala en sam reaktivni proton (ali vodikov ion, H⁺) ali en sam reaktivni hidroksidni ion (-OH⁻). Prvi primer velja za kisline, ki so darovalci protonov, medtem ko drugi velja za baze, ki so sprejemniki protonov.

Razlog, zakaj je potreben koncept enakovredne teže, je v tem, da lahko nekatere spojine dajo ali sprejmejo več protonov, kar pomeni, da je snov na vsak prisotni mol dejansko dvakrat reaktivna.

Splošna formula enakovrednosti je

E = MW / številka polnjenja

Kjer je MW molekulska masa spojine, nabojno število pa število ekvivalentov protona ali hidroksida, ki jih vsebuje spojina. Primeri z različnimi kislinami in bazami pomagajo ponazoriti, kako to deluje v praksi.

Vzemimo primer žveplove kisline od zgoraj:

H₂Torej₄ + 2OH⁻ → 2H₂O + SO₄²⁻

MW kisline lahko izračunate tako, da se sklicujete na periodni sistem, da dobite MW vsakega elementa, in dodate 2 (1) + (32) + 4 (16) = 98,0.

Upoštevajte, da lahko ta kislina donira dva protona, saj je sulfatni ion napolnjen z nabojem -2. To je enakovredna teža 98,0 / 2 = 49,0.

Za podlago je obrazložitev enaka. Amonijev hidroksid lahko sprejme protona v raztopini, da postane amonijev ion:

NH₄OH + H⁺ = H₂O + NH₄⁺

MW amonijevega hidroksida je (14) + (4) (1) + (16) + 1 = 35,0. Ker samo enkrat porabimo proton, je E za to spojino 35,0 / 1 = 35,0.

• A gramov ekvivalent (geq) je število gramov prisotne snovi, deljeno z njeno ekvivalentno težo. Izrazi se lahko tudi kot število naelektrenih elementov, pomnoženo s številom molov n.

Oglejte si vire spletnega mesta, ki vam omogoča samodejno izračunavanje E za različne molekulske mase in kombinacije nabojev ali rešite za katero koli vrednost glede na drugi dve za katero koli spojino, ki jo najdete s.