När kemikalier kombineras gör de det i kända, fasta proportioner. Även om du aldrig formellt själv har arbetat med kemikalier har du förmodligen sett din andel kemiska reaktioner skrivna ut och vet att de visas i ett förutsägbart format. Tänk till exempel på reaktionen av svavelsyra och hydroxidjon för att producera vatten och sulfatjon:
H2SÅ4 + 2OH− → 2H2O + SO42−
Siffrorna framför molekylerna, koefficienterna, visar antalet varje reaktant och produktmolekyl i förhållande till varandra. prenumerationerna inom föreningarna visar hur många atomer av varje typ som finns i en given molekyl. Dessa siffror är alltid heltal, inte bråknummer som 4.24 eller 1.3. Men vad representerar de?
Konceptet av motsvarande vikt låter dig utforska det faktum att atomer kombineras för att bilda molekyler i fasta talförhållanden, inte massförhållanden. Det vill säga, medan elementmassorna skiljer sig åt, när det gäller bindning med andra atomer, antal atomer, uttryckt i mol, är den avgörande faktorn för hur mycket av ett givet element eller en förening kommer att reagera med en given massa av en annan.
Vad är molar?
En mol av ett ämne definieras som 6,02 × 1023 enskilda partiklar (atomer eller molekyler) av det ämnet. (Detta råkar vara det exakta antalet atomer i 12 gram kol.) När du rör dig från vänster till höger och nedåt på det periodiska systemet, massan av en mol av ett givet element, eller dess molekylvikt (MW), ges i motsvarande ruta för det elementet, vanligtvis i mitten.
Ett exempel hjälper till att förstå denna definition. Om du har en molekyl vatten, H2O, du kan se att två H-atomer reagerar med en O-atom för att bilda denna förening. Men eftersom MW för H är cirka 1,0 och än för O är 16,0, kan du se att molekylen innehåller 2 (1) = 2 massdelar av H för varje (1) (16) = 16 massdelar av O. Således består endast 2/18 = 11/1 procent av vattenmassan av H, medan 16/198 = 88,9 procent består av O.
Vad är motsvarande vikt?
Motsvarande vikt kan betraktas som vikten (eller massan, för att vara exakt) av ett ämne som kommer att innehålla en enda reaktiv proton (eller vätejon, H+) eller en enda reaktiv hydroxidjon (−OH−). Det tidigare fallet gäller syror, som är protondonatorer, medan den andra gäller baser, som är protonacceptorer.
Anledningen till att begreppet ekvivalent vikt behövs är att vissa föreningar kan donera eller acceptera mer än en proton, vilket innebär att ämnet i själva verket är dubbelt reaktivt för varje mol.
Det allmänna antalet ekvivalenter formel är
E = MW / laddningsnummer
Där MW är föreningens molekylvikt och laddningsantalet är antalet proton- eller hydroxidekvivalenter som föreningen innehåller. Exempel med olika syror och baser hjälper till att illustrera hur detta fungerar i praktiken.
Motsvarande syror och baser
Ta exemplet med svavelsyra ovanifrån:
H2SÅ4 + 2OH− → 2H2O + SO42−
Du kan beräkna syrnas MW genom att hänvisa till ett periodiskt system för att få MW för varje element och lägga till 2 (1) + (32) + 4 (16) = 98,0.
Observera att denna syra kan donera två protoner, eftersom sulfatjonen lämnas med en laddning på -2. Detta är ekvivalentvikten 98,0 / 2 = 49,0.
För en bas är resonemanget detsamma. Ammoniumhydroxid kan acceptera en proton i lösning för att bli en ammoniumjon:
NH4OH + H+ = H2O + NH4+
MW för ammoniumhydroxid är (14) + (4) (1) + (16) + 1 = 35,0. Eftersom endast en gång proton konsumeras är E för denna förening 35,0 / 1 = 35,0.
- A gram ekvivalent (geq) är antalet gram ämne som finns närvarande dividerat med dess ekvivalenta vikt. Det kan också uttryckas som antalet laddningselement som ingår gånger antalet mol n.
Kalkylator för motsvarande vikt
Se resurserna för en webbplats som låter dig automatiskt beräkna E för olika molekylvikter och ladda kombinationer, eller lösa för ett värde med tanke på de andra två för vilken sammansättning du kan komma upp med.
