Хіміки використовують еквівалентні одиниці або еквіваленти для вираження реактивної здатності хімічного виду, такого як електрони або іони. Кількість еквівалентів - це число, яке визначає, скільки електронів або іонів може переноситися в хімічній реакції.
Розуміння еквівалентів
реактивна здатність хімічного виду, іонів чи електронів, залежить від того, що передається в хімічній реакції.
При кислотно-лужних реакціях еквівалентом є кількість речовини, яка вступить в реакцію з одним молем іонів водню (H+). У реакціях окиснення-відновлення, де електрони або отримуються, або втрачаються в хімічній реакції, це один моль електронів. Пошук еквівалентів залежить від виду хімічних речовин, що розглядається.
Ступінь окислення та еквіваленти
Ступінь окиснення елемента описує кількість електронів, що передаються в реакціях. Наприклад, ступінь окиснення або валентність наступних елементів дорівнює кількості еквівалентів:
- Кальцій: Ca+2 іон: валентність 2: число чи ні. еквівалентів: 2
- Алюміній: Al+3 іон: валентність 3: ні. еквівалентів: 3
Кислоти, основи та їх еквіваленти
Для кислот еквівалентом є кількість іонів водню, які молекула переносить.
У кислотах просто знайти еквівалентні одиниці. Подивіться на число безпосередньо після водню, Н, у хімічних формулах нижче. Цифра забезпечує кількість еквівалентів на моль цієї кислоти:
- Соляна кислота: HCL: ні. еквівалентів: 1
- Сірчана кислота: H2ТАК4: немає. еквівалентів: 2
- Фосфорна кислота: H3PO4: немає. еквівалентів: 3
- Азотна кислота: HNO3: немає. еквівалентів: 1
Або для основ це кількість гідроксид-іонів (OH-) передбачала реакцію, таку як:
- Гідроксид натрію: NaOH: ні. еквівалентів: 1
- Гідроксид барію: Ba (OH)2: немає. еквівалентів: 2
Оцінка міцності кислот і основ за допомогою еквівалентів
Один еквівалент кислоти реагує з одним еквівалентом основи. Що стосується кислоти HCl та основи NaOH, обидва з одним еквівалентом, вони мають однакову реакційну здатність.
Для H2ТАК4, з двома еквівалентами, і NaOH, для реакції з сірчаною кислотою знадобиться подвоєна кількість NaOH.
Змішування рівні еквіваленти кислотних та основних розчинів призведе до нейтрального розчину.
Обчислення за допомогою еквівалентів
Робота з еквівалентами - незвичне вимірювання в сучасній хімічній лабораторії. Використання еквівалентів було частішим, перш ніж легко визначати хімічні формули. Однак він все ще використовується при розрахунку грамової еквівалентної ваги та нормальності.
Розрахунки грамової еквівалентної ваги
Еквівалентна вага кислоти або основи - це формула, поділена на кількість іонів, що в'януть H+ або ОН- у формулі.
Приклад: Яка грамова еквівалентна маса фосфорної кислоти, Н3PO4?
Використовуючи формулу: Eq = MW / n
- Eq = еквівалентна вага
- MW = атомна або молекулярна маса в г / моль, з періодичної таблиці
- n = ні. еквівалентів
Для H3PO4:
- Рівняння = невідомо
- MW = 127 г / моль. Подивіться на періодичну діаграму та знайдіть атомні маси Н, Р та О в г / моль: Н = 1,01; О = 16,00; P = 30,97, підсумуйте маси для H3PO4: 3 × 1,01 + 30,97 + 4 × 16,00,01 = 127 г / моль
- n = 3
Рівняння = 127/3 = 42,3 г / екв
Розрахунки нормальності
Нормальність - це кількість еквівалентів на літр розчину. Формула:
Нормальність (N) = m / V × 1 / екв
- m = маса розчиненої речовини в грамах
- V = загальний об'єм розчину в літрах
- Eq = еквівалентна вага
Приклад: Як буде 2N розчин H3PO4 будь готовий?
Використовуючи формулу, Нормальність (N) = m / V × 1 / Eq
- N = 2
- m = невідомо
- V = 1 літр
- Eq = 42,3 г / екв (з розрахунку грамової еквівалентної маси вище)
2 Н = м / 1л × 1 / 42,3 г / екв
Використовуючи алгебру та пам’ятаючи, що N знаходиться в еквіваленті / L:
m = 2 екв / л × 1 л × 42,3 г / екв; тому m = 84,6 g
Зробити 2N розчин H3PO4, 84,6 грамів Н3PO4 розчиняються в 1 л.