Delen:
Equivalent gewichtsgebruik en hoe het te berekenen (met voorbeelden)
de equivalent gewicht (PE) van een stof is een stof die deelneemt aan een chemische reactie en wordt gebruikt als basis voor een titratie. Afhankelijk van het type reactie, kan het op de een of andere manier worden gedefinieerd.
Voor zuur-base-reacties is PE het gewicht in grammen van de stof dat nodig is om één mol H aan te brengen of te laten reageren+ (1008 g); voor redoxreacties, het gewicht in grammen van de stof die nodig is om één mol elektronen toe te dienen of te reageren.
Voor neerslagreacties of complexering, het gewicht van de stof die moet leveren of reageren met één mol van een eenwaardig kation, 1/2 mol van een tweewaardig kation, 1/3 mol trivalent kation . En zo verder.
Hoewel het in het begin wat ingewikkeld lijkt, gedragen sommige stoffen zich altijd op dezelfde manier chemisch; daarom is het niet moeilijk om de PE-waarden te leren, gegeven de gevallen.
index
- 1 Oorsprong van het equivalentgewicht
- 2 Gebruik
- 2.1 Gebruik in de algemene chemie
- 2.2 Gebruik in volumetrische analyse
- 2.3 Gebruik in gravimetrische analyse
- 2.4 Gebruik in polymeerchemie
- 3 Hoe het berekenen? Voorbeelden
- 3.1 - Equivalent gewicht van een chemisch element
- 3.2 - Equivalent gewicht van een oxide
- 3.3 Equivalent gewicht van een basis
- 3.4 - Equivalent gewicht van een zuur
- 3.5 - Equivalent gewicht van een zout
- 4 Referenties
Herkomst van het equivalentgewicht
John Dalton (1808) stelde het equivalentgewicht van waterstof voor als een massa-eenheid. Er ontstond echter een reeks bezwaren tegen deze benadering. Er werd bijvoorbeeld opgemerkt dat de meeste elementen niet direct met waterstof reageerden om eenvoudige verbindingen te vormen (XH).
Bovendien hebben de elementen met verschillende oxidatietoestanden, bijvoorbeeld permanganaat, meer dan een equivalent gewicht. Dit belemmerde de acceptatie van het equivalentgewicht als een eenheid van massa.
De presentatie door Dimitri Mendelejev (1869) van het periodiek systeem, waarbij de chemische eigenschappen van de elementen met de volgorde gerangschikt volgens hun atoomgewichten was verbonden, was een sterk argument bezwaar gebruik equivalentgewicht als een eenheid massa.
Eigenlijk is het niet nodig om de term "equivalent" te gebruiken, aangezien elke stoichiometrische berekening kan worden gedaan in termen van mollen. Deze term wordt echter vaak gebruikt en het is niet handig om deze te negeren.
Voor het gemak werd de term "equivalent" geïntroduceerd: een equivalent van elk zuur reageert met een equivalent van een base; Een equivalent van een oxidatiemiddel reageert met een equivalent van een reductiemiddel, enz..
toepassingen
Gebruik in de algemene chemie
metalen
Het gebruik van PE in de elementen en chemische verbindingen is vervangen door het gebruik van de molmassa. De belangrijkste reden is het bestaan van elementen en verbindingen met meer dan een equivalent gewicht.
IJzer (Fe), een element met een atoomgewicht van 55,85 g / mol, heeft bijvoorbeeld twee valenties: +2 en +3. Daarom heeft het twee equivalente gewichten: als het werkt met valentie +2, is het equivalentgewicht 27,93 g / eq; terwijl bij gebruik van de valentie +3 het equivalentgewicht 18,67 g / eq is.
Natuurlijk kunnen we niet spreken van het bestaan van een equivalent gewicht van Geloof, maar we kunnen wijzen op het bestaan van een atoomgewicht van Geloof.
zuren
Het fosforzuur heeft een molecuulgewicht van 98 g / mol. Dit zuur wanneer gedissocieerd in H+ + H2PO4-, Het heeft een equivalentgewicht van 98 g / eq, omdat het 1 mol H vrijgeeft+. Als het fosforzuur dissocieert in H+ + HPO42-, het equivalentgewicht is (98 g.mol-1) / (2eq / mol-1) = 49 g / eq. In deze dissociatie de H3PO4 geeft 2 mol H vrij+.
Hoewel het niet titreerbaar is in een waterig medium, is het H3PO4 kan dissociëren in 3 H+ + PO43-. In dit geval is het equivalentgewicht (98 g.mol-1) / (3 eq.mol-1) = 32,7 g / eq. De H3PO4 levering in dit geval 3 mol H+.
Vervolgens heeft het fosforzuur tot 3 equivalente gewichten. Maar dit is geen geïsoleerd geval, zwavelzuur heeft bijvoorbeeld twee equivalente gewichten en ook koolzuur.
Gebruik in volumetrische analyse
-Om de fouten die kunnen optreden tijdens de werking van weegstoffen te verminderen, heeft het gebruik van een stof met een hoger equivalent gewicht de voorkeur in de analytische chemie. Bijvoorbeeld bij de evaluatie van een oplossing van natriumhydroxide met zuren met verschillende equivalente gewichten. Het gebruik van het zuur met een hoger equivalent gewicht wordt aanbevolen.
-Bij het gebruik van de massa van een vast zuur dat kan reageren met natriumhydroxide, één respectievelijk kiezen tussen drie vaste zuren dihydraat oxaalzuur, kalium zuur ftalaat en hidrogenoiodato kalium equivalentgewichten van 63,04 g / eq, 204,22 g / eq en 389 g / eq.
In dit geval heeft het de voorkeur om kaliumwaterstofperoxide te gebruiken bij de evaluatie van natriumhydroxide, omdat de relatieve fout die wordt gemaakt bij het wegen ervan lager is bij een groter equivalent gewicht..
Gebruik in gravimetrische analyse
Het equivalentgewicht wordt op deze manier in deze techniek gedefinieerd voor de analyse van stoffen. Hier is het de massa precipitaat die overeenkomt met één gram van de analyt. Dit is het element of de interessante component in de studie of analyse die wordt uitgevoerd.
In gravimetrie is het gebruikelijk om de resultaten van de analyses te noemen als een fractie van de massa van de analyt, vaak uitgedrukt als een percentage.
De equivalentie factor wordt uitgelegd als een numerieke factor waarmee de massa van het neerslag wordt vermenigvuldigd om de massa van de analyt te verkrijgen, meestal uitgedrukt in gram.
Gravimetrische bepaling van nikkel
Bijvoorbeeld in de gravimetrische bepaling van het neergeslagen nikkel bevattende deze is bis (dimethylglyoximato nikkel) met een moleculair gewicht van 288,915 g / mol. Het molecuulgewicht van nikkel is 58,6344 g / mol.
De molmassa van het precipitaat tussen de molaire massa van het nikkel produceert het volgende resultaat:
288.915 g.mol-1/ 58.6934 g.mol-1 = 4.9224. Dit betekent dat 4,9224 g van de verbinding gelijk is aan 1 g nikkel; of met andere woorden, 4,9224 g van het precipitaat bevat 1 g nikkel.
De equivalentiefactor wordt berekend door het molecuulgewicht van het nikkel te delen door het molecuulgewicht van het neerslag dat het bevat: 58.693 g.mol-1/ 288.915 g.mol-1 = 0.203151. Dit vertelt ons dat per gram van het nikkelbevattende precipitaat 0,203151 g nikkel is.
Gebruikt in polymeerchemie
In de chemie van polymeren is het equivalentgewicht van een polymerisatiereagens de massa van het polymeer dat een equivalent van reactiviteit heeft.
Het is in het bijzonder van belang in het geval van ionenuitwisselingspolymeren: één equivalent van een ionenuitwisselingspolymeer kan één mol mono-gekleurde ionen uitwisselen; maar slechts een halve mol dubbel geladen ionen.
Het is gebruikelijk om de reactiviteit van een polymeer uit te drukken als het omgekeerde van het equivalente gewicht, dat wordt uitgedrukt in eenheden van mmol / g of meq / g.
Hoe bereken je het? Voorbeelden
-Equivalent gewicht van een chemisch element
Het wordt verkregen door het atomaire gewicht te delen door zijn valentie:
Peq = Pa / v
Er zijn elementen die alleen een equivalent gewicht hebben en elementen die er twee of meer kunnen hebben.
Calcium equivalent gewicht
Atoomgewicht = 40 g / mol
Valencia = +2
Peq = 40 g.mol-1/2eq.mol-1
20 g / eq
Equivalent gewicht van aluminium
Atoomgewicht = 27 g / mol
Valencia = +3
Peq = 27 g.mol-1/ 3 eq.mol-1
9 g / eq
Nikkel equivalent gewicht
Atoomgewicht = 58,71 g / mol
Valencia = +2 en +3
Nikkel heeft twee equivalente gewichten die overeenkomen met wanneer het reageert met valentie +2 en wanneer het reageert met valentie +3.
Peq = 58,71 g.mol-1/ 2 eq.mol-1
29,35 g / eq
Peq = 58,71 g.mol-1/ 3 eq.mol-1
19,57 g / eq
-Equivalent gewicht van een oxide
Een manier om het equivalentgewicht van een oxide te berekenen is door het molecuulgewicht ervan te delen door het metaalsubcript tussen het product van de metaalvalentie..
Peq = Pm / V · S
Pm = molecuulgewicht van het oxide.
V = metaalvernietiging
S = metalen subscript
Het product V · S wordt aangeduid als de totale of netto lading van het kation.
Equivalent gewicht van aluminiumoxide (Al2O3)
Molecuulgewicht = Al (2 x 27 g / mol) + O (3 x 16 g / mol)
102 g / mol
Valencia = +3
Subindex = 2
Peq Al2O3 = Pm / V · S
Peq Al2O3 = 102 g.mol-1/ 3 eqmol-1. 2
17 g / eq
Er is een andere manier om dit probleem op te lossen op basis van stoichiometrie. In 102 g aluminiumoxide zijn er 54 gram aluminium en 48 gram zuurstof.
Peq del Al = Atomic weight / Valencia
27 g.mol-1/ 3 eq.mol-1
9 g / eq
Op basis van het equivalentgewicht van aluminium (9 g / eq) wordt berekend dat in 54 g aluminium er 6 equivalenten aluminium zijn.
Dan uit de eigenschappen van de equivalenten: 6 equivalenten aluminium zullen reageren met 6 equivalenten zuurstof om 6 equivalenten aluminiumoxide te geven.
In 102 g. van aluminiumoxide zijn er 6 equivalenten.
daarom:
Peq van Al2O3 = 102 g / 6 eq
17 g / eq
-Equivalent gewicht van een basis
Het equivalentgewicht wordt verkregen door het molecuulgewicht ervan te delen door het aantal oxyhydrylgroepen (OH).
Equivalent gewicht van ferrohydroxide, Fe (OH)2
Molecuulgewicht = 90 g / mol
OH-nummer = 2
Peq Fe (OH)2 = 90 g.mol-1/ 2 eq.mol-1
45 g / eq
-Equivalent gewicht van een zuur
In het algemeen wordt het verkregen door zijn molecuulgewicht te delen door het aantal waterstof dat oplost of vrijkomt. Polyprotonzuren kunnen echter dissociëren of hun H vrijmaken in verschillende vormen, zodat ze meer dan een equivalent gewicht kunnen hebben.
Equivalent gewicht aan zoutzuur, HCl
Equivalent gewicht HCl = molecuulgewicht / waterstofgetal
Peq HCl = g.mol-1/ 1 eq.mol-1
36,5 g / eq
Equivalent gewicht van zwavelzuur
Het zwavelzuur (H.2SW4) kan op twee manieren worden gedissocieerd:
H2SW4 => H+ + HSO4-
H2SW4 => 2 H+ + SW42-
Wanneer je een H vrijgeeft+ Je PE is:
Molecuulgewicht = 98 g / mol
Peq = 98 g.mol-1/ 1 eq.mol-1
98 g / peq
En wanneer het 2H vrijgeeft+:
Molecuulgewicht = 98 g / mol
Peq = 98 g.mol-1/ 2 eq.mol-1
49 g / eq
Om dezelfde reden is fosforzuur (H.3PO4) met een molecuulgewicht van 98 g / mol, kan tot drie equivalente gewichten hebben: 98 g / eq, 49 g / eq en 32,67 g / eq.
-Equivalent gewicht van een zout
En tenslotte kunt u het equivalentgewicht van een zout berekenen door het molecuulgewicht te delen tussen het product van de valentie van het metaal door het subscript van het metaal.
PE = PM / V · S
Fe-ijzer (III) sulfaat2(SO4)3
Molecuulgewicht = 400 g / mol
Valencia van ijzer = +3 eq / mol
IJzer subscript = 2
Peq = 400 g.mol-1/ 3 eq.mol-1 x 2
66,67 g / eq
referenties
- Day, R. A. JR. En Underwood, A. L. Quantitative Analytical Chemistry. Vertaling van de 5naar Engelse editie. Hoofdartikel Prentice Hall Interamericana
- Anorganische chemie (N.D.). Bepaling van equivalente gewichten van oxiden. Teruggeplaatst van: fullquimica.com
- Wikipedia. (2018). Equivalent gewicht. Teruggeplaatst van: en.wikipedia.org
- De redacteuren van Encyclopaedia Britannica. (26 september 2016). Equivalent gewicht. Encyclopædia Britannica. Teruggeplaatst van: britannica.com
- Ori, Jack. (30 april 2018). Hoe te berekenen equivalent gewicht. Sciencing. Teruggeplaatst van: sciencing.com
- Het equivalente gewicht van een zuur deel 2: titratie van het onbekende zuur monster. (N.D.). Teruggeplaatst van: faculty.uml.edu
- Bergstresser M. (2018). Equivalent gewicht: definitie en formule. Study. Teruggeplaatst van: study.com