Эквивалентный вес использует и как рассчитать его (с примерами)

эквивалентный вес (PE) вещества - это вещество, которое участвует в химической реакции и используется в качестве основы для титрования. В зависимости от типа реакции его можно определить так или иначе.

Для кислотно-основных реакций PE представляет собой массу вещества в граммах, которое требуется для подачи или реакции с одним молем H⁺ (1 008 г); для окислительно-восстановительных реакций - вес в граммах вещества, которое требуется для подачи или реакции с одним молем электронов.

Для реакций осаждения или комплексообразования - масса вещества, которое требуется для подачи или реакции с одним молем одновалентного катиона, 1/2 моля двухвалентного катиона, 1/3 моля трехвалентного катиона , И так далее.

Хотя на первый взгляд это может показаться немного сложным, некоторые вещества всегда ведут себя химически одинаково; следовательно, нетрудно узнать значения PE с учетом случаев.

индекс

• 1 Происхождение эквивалентного веса
• 2 использования
  • 2.1 Использование в общей химии 
  • 2.2 Использование в объемном анализе
  • 2.3 Использование в гравиметрическом анализе
  • 2.4 Использование в химии полимеров
• 3 Как рассчитать это? примеров
  • 3.1 - Эквивалентная масса химического элемента
  • 3.2 - Эквивалентная масса оксида
  • 3.3 Эквивалентный вес основания
  • 3.4 - Эквивалентный вес кислоты
  • 3.5 - Эквивалентный вес соли
• 4 Ссылки

Происхождение эквивалентного веса

Джон Далтон (1808) предложил эквивалентный вес водорода в качестве единицы массы. Однако возник ряд возражений против этого подхода. Например, было указано, что большинство элементов не реагируют непосредственно с водородом с образованием простых соединений (XH).

Кроме того, элементы с различными степенями окисления, например перманганат, имеют более чем эквивалентную массу. Это препятствовало принятию эквивалентного веса в качестве единицы массы.

Представление Дмитрием Менделеевым (1869) его периодической таблицы, в которой химические свойства элементов были связаны с упорядоченным порядком их атомных весов, представляло собой сильный аргумент тех, кто возражал против использования эквивалентного веса в качестве единицы масса.

На самом деле, нет необходимости использовать термин «эквивалент», так как любой стехиометрический расчет может быть сделан в терминах молей. Однако этот термин часто используется, и его не удобно игнорировать.

Для удобства был введен термин «эквивалент»: эквивалент любой кислоты реагирует с эквивалентом любого основания; Эквивалент любого окислителя реагирует с эквивалентом любого восстановителя и т. Д..

приложений

Использование в общей химии

металлы

Использование ПЭ в элементах и ​​химических соединениях было заменено использованием его молярной массы. Основной причиной является наличие элементов и соединений с более чем эквивалентным весом.

Например, железо (Fe), элемент с атомным весом 55,85 г / моль, имеет две валентности: +2 и +3. Следовательно, он имеет два эквивалентных веса: когда он работает с валентностью +2, его эквивалентный вес составляет 27,93 г / экв; в то время как при использовании валентности +3 ее эквивалентный вес составляет 18,67 г / экв..

Конечно, мы не можем говорить о существовании эквивалентного веса Веры, но мы можем указать на существование атомного веса Веры..

кислоты

Фосфорная кислота имеет молекулярную массу 98 г / моль. Эта кислота при диссоциации в H⁺ + H₂ПО₄^-,  Его эквивалентная масса составляет 98 г / экв., Поскольку он выделяет 1 моль H.⁺. Если фосфорная кислота диссоциирует в H⁺ +  HPO₄^2-, его эквивалентный вес составляет (98 г.моль^-1) / (2 экв / моль^-1) = 49 г / экв. В этой диссоциации Н₃ПО₄ выпускает 2 моля H⁺.

Хотя он не титруем в водной среде, Н₃ПО₄ может диссоциировать в 3 H⁺  +   ПО₄^3-. В этом случае эквивалентный вес равен (98 г.моль^-1) / (3 экв.моль^-1) = 32,7 г / экв. H₃ПО₄ Доставка в этом случае 3 моля H⁺.

Тогда фосфорная кислота имеет до 3 эквивалентных весов. Но это не единичный случай, например, серная кислота имеет два эквивалентных веса, и углекислота также представлена.

Использовать в объемном анализе

-Чтобы уменьшить ошибки, которые могут быть допущены во время взвешивания веществ, использование вещества с более высокой эквивалентной массой является предпочтительным в аналитической химии. Например, при оценке растворов гидроксида натрия с кислотами разной эквивалентной массы. Рекомендуется использовать кислоту с большей эквивалентной массой.

-При использовании массы твердой кислоты, которая может реагировать с гидроксидом натрия, у вас есть возможность выбора между тремя твердыми кислотами: дигидрат щавелевой кислоты, фталевая кислота калия и гидройодат калия, с эквивалентными весами соответственно 63,04 г / экв, 204,22 г / экв и 389 г / экв.

В этом случае предпочтительно использовать перекись водорода калия при оценке гидроокиси натрия, так как относительная погрешность, которая допускается при ее взвешивании, ниже при наличии большей эквивалентной массы..

Использование в гравиметрическом анализе

Эквивалентный вес определяется по-своему в этой методике для анализа веществ. Здесь масса осадка соответствует одному грамму аналита. Это элемент или соединение, представляющее интерес в проводимом исследовании или анализе.

В гравиметрии часто называют результаты анализов в виде доли массы аналита, часто выражаемой в процентах..

Коэффициент эквивалентности объясняется как численный коэффициент, на который умножается масса осадка для получения массы аналита, обычно выражаемой в граммах..

Гравиметрическое определение никеля

Например, при гравиметрическом определении никеля содержащий его осадок представляет собой бис (диметилглиоксилат) никеля с молярной массой 288,915 г / моль. Молярная масса никеля составляет 58,6934 г / моль.

Молярная масса осадка между молярной массой никеля дает следующий результат:

288,915 гмоль^-1/ 58,6934 г.моль^-1 = 4,9224. Это означает, что 4,9224 г соединения равно 1 г никеля; или, другими словами, 4,9224 г осадка содержат 1 г никеля.

Коэффициент эквивалентности рассчитывается путем деления молярной массы никеля на молярную массу осадка, который его содержит: 58,693 г.моль^-1/ 288,915 гмоль^-1 = 0,203151. Это говорит нам о том, что на грамм никельсодержащего осадка приходится 0,203151 г никеля..

Используется в химии полимеров

В химии полимеров эквивалентный вес реагента для полимеризации представляет собой массу полимера, который имеет эквивалент реакционной способности.

Это особенно важно в случае ионообменных полимеров: один эквивалент ионообменного полимера может обменивать один моль заряженных ионов; но только половина моль двухзарядных ионов.

Обычно реакционную способность полимера выражают в виде обратной величины эквивалентной массы, которая выражается в единицах ммоль / г или мэкв / г..

Как рассчитать это? примеров

-Эквивалентный вес химического элемента

Он получается путем деления его атомного веса на его валентность:

Peq = Pa / v

Есть элементы, которые имеют только эквивалентный вес, и элементы, которые могут иметь 2 или более.

Эквивалентный вес кальция

Атомный вес = 40 г / моль

Валенсия = +2

Peq = 40 г.моль^-1/2eq.mol^-1

20 г / экв

Эквивалентный вес алюминия

Атомный вес = 27 г / моль

Валенсия = +3

Peq = 27 г.моль^-1/ 3 экв.моль^-1

9 г / экв

Никель эквивалентный вес

Атомный вес = 58,71 г / моль

Валенсия = +2 и +3

Никель имеет два эквивалентных веса, соответствующих тому, когда он реагирует с валентностью +2 и когда он реагирует с валентностью +3.

Peq = 58,71 г моль^-1/ 2 экв.моль^-1

29,35 г / экв

Peq = 58,71 г моль^-1/ 3 экв.моль^-1

19,57 г / экв

-Эквивалентная масса оксида

Один из способов расчета эквивалентной массы оксида состоит в делении его молекулярной массы на произведение валентности металла на индекс металла.

Peq = Pm / V · S

Pm = молекулярная масса оксида.

V = снос металла

S = металлический индекс

Продукт V · S называется общим или чистым зарядом катиона..

Эквивалентная масса оксида алюминия (Al₂О₃)

Молекулярный вес = Al (2 х 27 г / моль) + O (3 х 16 г / моль)

102 г / моль

Валенсия = +3

Субиндекс = 2

Peq Al₂О₃ = Пм / В · С

Peq Al₂О₃ = 102 г.моль^-1/ 3 эквмоль^-1. 2

17 г / экв

Существует еще один способ решения этой проблемы, основанный на стехиометрии. В 102 г оксида алюминия содержится 54 г алюминия и 48 г кислорода..

Peq del Al = Атомный вес / Валенсия

27 г.моль^-1/ 3 экв.моль^-1

9 г / экв

На основании эквивалентного веса алюминия (9 г / экв.) Рассчитано, что в 54 г алюминия содержится 6 эквивалентов алюминия..

Тогда из свойств эквивалентов: 6 эквивалентов алюминия будут реагировать с 6 эквивалентами кислорода с образованием 6 эквивалентов оксида алюминия..

В 102 г. оксида алюминия есть 6 эквивалентов.

Поэтому:

Peq of Al₂О₃ = 102 г / 6 экв

17 г / экв

-Эквивалентный вес базы

Эквивалентный вес получают путем деления его молекулярного веса на количество оксигидрильных групп (ОН).

Эквивалентная масса гидроксида железа, Fe (ОН)₂

Молекулярный вес = 90 г / моль

ОН число = 2

Peq Fe (OH)₂ = 90 г.моль^-1/ 2 экв.моль^-1

45 г / экв

-Эквивалентный вес кислоты

Как правило, его получают путем деления его молекулярной массы на количество водорода, который выделяется или выделяется. Однако полипротонные кислоты могут диссоциировать или высвобождать Н в различных формах, поэтому они могут иметь более чем эквивалентную массу..

Эквивалентная масса соляной кислоты, HCl

Эквивалентная масса HCl = молекулярная масса / водородное число

Peq HCl = г.моль^-1/ 1 экв.моль^-1

36,5 г / экв

Эквивалентная масса серной кислоты

Серная кислота (ч₂SW₄) может быть разделена двумя способами:

H₂SW₄ => H⁺   +    HSO₄^-

H₂SW₄ => 2 H⁺   +    SW₄^2-

Когда вы выпускаете H⁺ Ваш PE это:

Молекулярный вес = 98 г / моль

Peq = 98 г.моль^-1/ 1 экв.моль^-1

98 г / пек

И когда он выпускает 2H⁺:

Молекулярный вес = 98 г / моль

Peq = 98 г.моль^-1/ 2 экв.моль^-1

49 г / экв

По той же причине фосфорная кислота (H₃ПО₄) с молекулярной массой 98 г / моль, может иметь до трех эквивалентных масс: 98 г / экв, 49 г / экв и 32,67 г / экв.

-Эквивалентный вес соли

И, наконец, вы можете рассчитать эквивалентную массу соли, разделив ее молекулярную массу на произведение валентности металла на индекс металла.

PE = PM / V · S

Fe железный сульфат₂(SO₄)₃

Молекулярный вес = 400 г / моль

Валенсия железа = +3 экв / моль

Железный индекс = 2

Peq = 400 г.моль^-1/ 3 экв.моль^-1 х 2

66,67 г / экв

ссылки

1. Дей, Р. А. JR. А Андервуд А. Л. Количественная аналитическая химия. Перевод 5^в Английское издание. Редакция Прентис Холл Интеримериана
2. Неорганическая химия (Н.Д.). Определение эквивалентной массы оксидов. Получено с: fullquimica.com
3. Wikipedia. (2018). Эквивалентный вес. Получено с: en.wikipedia.org
4. Редакция Британской энциклопедии. (26 сентября 2016 г.) Эквивалентный вес. Энциклопедия Британника. Получено с: britannica.com
5. Ори, Джек. (30 апреля 2018 г.) Как рассчитать эквивалентный вес. Sciencing. Получено от: sciencing.com
6. Эквивалентный вес кислоты. Часть 2. Титрование образца неизвестной кислоты. (Н.Д.). Получено с: faculty.uml.edu
7. Бергстрессер М. (2018). Эквивалентный вес: определение и формула. Исследование. Получено с: study.com