วิธีการคำนวณน้ำหนักเทียบเท่า

เมื่อสารเคมีรวมกัน จะทำในสัดส่วนที่แน่นอนและทราบ แม้ว่าคุณจะไม่เคยทำงานกับสารเคมีอย่างเป็นทางการมาก่อน แต่คุณก็อาจเคยเห็นปฏิกิริยาเคมีของคุณเขียนออกมาแล้ว และรู้ว่าสิ่งเหล่านี้ปรากฏอยู่ในรูปแบบที่คาดเดาได้ ตัวอย่างเช่น พิจารณาปฏิกิริยาของกรดซัลฟิวริกและไฮดรอกไซด์ไอออนเพื่อผลิตน้ำและซัลเฟตไอออน:

โฮ₂ดังนั้น₄ + 2OH⁻ → 2H₂โอ + โซ₄²⁻

ตัวเลขที่อยู่ด้านหน้าโมเลกุล ค่าสัมประสิทธิ์ แสดงตัวเลขของสารตั้งต้นแต่ละตัวและโมเลกุลของผลิตภัณฑ์ที่สัมพันธ์กัน ตัวห้อยภายในสารประกอบแสดงจำนวนอะตอมของแต่ละชนิดที่อยู่ในโมเลกุลที่กำหนด ตัวเลขเหล่านี้เป็นจำนวนเต็มเสมอ ไม่ใช่เศษส่วนเช่น 4.24 หรือ 1.3 แต่พวกเขาเป็นตัวแทนของอะไร?

แนวคิดของ น้ำหนักเท่ากัน ให้คุณสำรวจข้อเท็จจริงที่ว่าอะตอมรวมกันเป็นโมเลกุลในอัตราส่วนจำนวนคงที่ ไม่ใช่อัตราส่วนมวล กล่าวคือในขณะที่มวลธาตุต่างกัน เมื่อพูดถึงพันธะกับอะตอมอื่น จำนวนอะตอมแสดงเป็นโมลเป็นปัจจัยกำหนดว่าธาตุหรือสารประกอบที่กำหนดจะทำปฏิกิริยากับมวลอีกมวลหนึ่งเท่าใด

สารหนึ่งโมลถูกกำหนดเป็น 6.02 × 10²³ แต่ละอนุภาค (อะตอมหรือโมเลกุล) ของสารนั้น (นี่เป็นจำนวนอะตอมที่แน่นอนในคาร์บอน 12 กรัม) ในขณะที่คุณเคลื่อนจากซ้ายไปขวาและลงล่างในตารางธาตุ มวลของหนึ่งโมลของธาตุที่กำหนด หรือของ

ตัวอย่างช่วยให้เข้าใจคำจำกัดความนี้ หากคุณมีน้ำหนึ่งโมเลกุล H,₂O คุณสามารถเห็นได้ว่าอะตอม H สองอะตอมทำปฏิกิริยากับอะตอม O หนึ่งตัวเพื่อสร้างสารประกอบนี้ แต่เนื่องจาก MW ของ H ประมาณ 1.0 และมากกว่า O คือ 16.0 คุณจะเห็นว่าโมเลกุลประกอบด้วย 2(1) = 2 ส่วนมวลของ H สำหรับทุก (1)(16) = 16 ส่วนมวลของ O ดังนั้นมีเพียง 2/18 = 11/1 เปอร์เซ็นต์ของมวลน้ำประกอบด้วย H ในขณะที่ 16/198 = 88.9 เปอร์เซ็นต์ประกอบด้วย O

น้ำหนักที่เท่ากันสามารถคิดได้ว่าเป็นน้ำหนัก (หรือมวล ถ้าจะให้แม่นยำ) ของสารที่จะมีโปรตอนที่ทำปฏิกิริยาเพียงตัวเดียว (หรือไฮโดรเจนไอออน H⁺) หรือไฮดรอกไซด์ไอออนที่ทำปฏิกิริยาเดี่ยว (−OH⁻). กรณีเดิมใช้กับ applies กรดซึ่งเป็นผู้บริจาคโปรตอน ในขณะที่ตัวที่สองใช้กับ ฐานซึ่งเป็นตัวรับโปรตอน

เหตุผลที่ต้องใช้แนวคิดเรื่องน้ำหนักที่เท่ากันคือสารประกอบบางชนิดสามารถบริจาคหรือรับโปรตอนได้มากกว่าหนึ่งตัว ซึ่งหมายความว่าสำหรับทุกโมลที่มีอยู่ สารจะมีปฏิกิริยาตอบสนองเป็นสองเท่า

สูตรจำนวนเทียบเท่าทั่วไปคือ

E = MW/หมายเลขการชาร์จ

โดยที่ MW คือน้ำหนักโมเลกุลของสารประกอบและหมายเลขประจุคือจำนวนของโปรตอนหรือเทียบเท่าไฮดรอกไซด์ในสารประกอบนั้น ตัวอย่างที่มีกรดและเบสต่างกันช่วยอธิบายวิธีการใช้งานจริง

ยกตัวอย่างกรดซัลฟิวริกจากด้านบน:

โฮ₂ดังนั้น₄ + 2OH⁻ → 2H₂โอ + โซ₄²⁻

คุณสามารถคำนวณ MW ของกรดได้โดยอ้างอิงจากตารางธาตุเพื่อหาค่า MW ของแต่ละธาตุ แล้วบวก 2(1) + (32) + 4(16) = 98.0

โปรดทราบว่ากรดนี้สามารถบริจาคโปรตอนได้ 2 ตัว เนื่องจากซัลเฟตไอออนมีประจุเท่ากับ −2 น้ำหนักที่เท่ากันคือ 98.0/2 = 49.0

สำหรับฐานเหตุผลก็เหมือนกัน แอมโมเนียมไฮดรอกไซด์สามารถรับโปรตอนในสารละลายเพื่อให้กลายเป็นไอออนแอมโมเนียมได้:

NH₄OH + H⁺ = โฮ₂O + NH₄⁺

MW ของแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์คือ (14) + (4)(1) + (16) + 1 = 35.0 เนื่องจากใช้โปรตอนเพียงครั้งเดียว E สำหรับสารประกอบนี้คือ 35.0/1 = 35.0

• อา กรัมเทียบเท่าgram (geq) คือจำนวนกรัมของสารที่มีอยู่หารด้วยน้ำหนักที่เท่ากัน นอกจากนี้ยังสามารถแสดงเป็นจำนวนขององค์ประกอบประจุที่มีอยู่คูณด้วยจำนวนโมล n

ดูแหล่งข้อมูลสำหรับไซต์ที่ให้คุณคำนวณ E โดยอัตโนมัติสำหรับน้ำหนักโมเลกุลต่างๆ และประจุรวมกัน หรือแก้หาค่าใดค่าหนึ่ง ให้อีกสองค่าสำหรับสารประกอบใดๆ ที่คุณหาได้ ด้วย.