Eşdeğer ağırlık kullanımları ve nasıl hesaplanacağı (örneklerle)

eşdeğer ağırlık Bir maddenin (PE) kimyasal bir reaksiyona katılan ve bir titrasyon için temel olarak kullanılanıdır. Reaksiyonun türüne bağlı olarak, bir şekilde veya başka şekilde tanımlanabilir..

Asit-baz reaksiyonlar için, PE, bir mol H vermek ya da reaksiyona girmek için gerekli olan maddenin gram cinsinden ağırlığıdır.⁺ (1.008 g); redoks reaksiyonları için, bir mol elektron vermek veya reaksiyona girmek için gerekli olan maddenin gram cinsinden ağırlığı.

Çökeltme veya kompleks oluşum reaksiyonları için, bir monovalent katyonun bir molü, 1/2 mol iki değerlikli katyon, 1/3 mol bir üç değerlikli katyonun sağlanması veya tepkimesi için gereken maddenin ağırlığı . Ve benzeri.

İlk başta biraz karmaşık görünse de, bazı maddeler her zaman aynı şekilde davranır; bu nedenle vakalara verilen PE değerlerini öğrenmek zor değildir.

indeks

• 1 Eşdeğer ağırlığın kaynağı
• 2 kullanır
  • 2.1 Genel kimyada kullanım 
  • 2.2 Volumetrik analizde kullanım
  • 2.3 Gravimetrik analizde kullanım
  • 2.4 Polimer kimyasında kullanım alanları
• 3 Nasıl hesaplanır? Örnekler
  • 3.1 - Kimyasal bir elementin eşdeğer ağırlığı
  • 3.2 - Bir oksidin eşdeğer ağırlığı
  • 3.3 Bir bazın eşdeğer ağırlığı
  • 3.4 - Bir asidin eşdeğer ağırlığı
  • 3.5 - Bir tuza eşdeğer ağırlık
• 4 Kaynakça

Eşdeğer ağırlığın kaynağı

John Dalton (1808), bir kütle birimi olarak eşdeğer hidrojenin ağırlığını önermiştir. Ancak, bu yaklaşıma bir dizi itiraz ortaya çıktı. Örneğin, elementlerin çoğunun, basit bileşikler (XH) oluşturmak üzere doğrudan hidrojen ile reaksiyona girmediği belirtildi..

Ek olarak, çeşitli oksidasyon durumlarına sahip elementler, örneğin permanganat, eşdeğer bir ağırlığa sahiptir. Bu, eşdeğer ağırlığın bir kütle birimi olarak kabul edilmesini engelledi.

Elementlerin kimyasal özelliklerinin, atomik ağırlıklarının düzenlenmiş düzenine bağlı olduğu periyodik tablonun Dimitri Mendeleev'in (1869) sunumu, eşdeğer ağırlığın bir birimi olarak kullanılmasına karşı çıkanların güçlü bir argümanını oluşturdu. kütle.

Aslında, "eşdeğer" terimini kullanmaya gerek yoktur, çünkü herhangi bir stokiyometrik hesaplama mol cinsinden yapılabilir. Bununla birlikte, bu terim sıklıkla kullanılır ve bunu göz ardı etmek uygun değildir..

Kolaylık sağlamak için "eşdeğer" terimi eklenmiştir: herhangi bir asidin bir eşdeğeri herhangi bir bazın bir eşdeğeri ile reaksiyona girer; Herhangi bir oksitleyici ajanın bir eşdeğeri, herhangi bir indirgeme maddesi, vs..

uygulamaları

Genel kimyada kullanım

madenler

Elementlerde ve kimyasal bileşiklerde PE kullanımı, mol kütlesi kullanılarak değiştirilmiştir. Asıl sebep, eşdeğer ağırlığa sahip elementlerin ve bileşiklerin varlığıdır..

Örneğin, 55.85 g / mol atom ağırlığı olan bir element olan demir (Fe) iki değere sahiptir: +2 ve +3. Bu nedenle, iki eşdeğer ağırlığa sahiptir: +2 değerlikle çalıştığında, eşdeğer ağırlığı 27.93 g / eşittir; +3 değerini kullanırken, eşdeğer ağırlığı 18.67 g / eş.

Tabii ki, eşdeğer bir iman ağırlığının varlığından söz edemeyiz, ama imanın atomik ağırlığının varlığına dikkat çekebiliriz.

asitler

Fosforik asit, 98 g / mol moleküler ağırlığa sahiptir. H içinde ayrıldığında bu asit⁺ + 'H₂PO₄^-,  98 mol / eşdeğer ağırlığa sahiptir, çünkü 1 mol H salmaktadır.⁺. Fosforik asit H içinde ayrışırsa⁺ +  HPO₄^2-, eşdeğer ağırlığı (98 g.mol^-1) / (2 eş / mol^-1) = 49 g / eşd. Bu ayrışmada H₃PO₄ 2 mol H salınıyor⁺.

Sulu bir ortamda titre edilemese de, H₃PO₄ 3 H içinde ayrışabilir⁺  +   PO₄^3-. Bu durumda, eşdeğer ağırlık (98 g.mol^-1) / (3 eşmol.^-1) = 32.7 g / eşd. H₃PO₄ Bu durumda teslimat 3 mol H⁺.

Daha sonra, fosforik asit en fazla 3 eşdeğer ağırlığa sahiptir. Ancak bu izole edilmiş bir durum değildir, örneğin, sülfürik asit iki eşdeğer ağırlığa sahiptir ve ayrıca karbonik asit de sunmaktadır..

Hacimsel analizde kullanım

-Tartım maddelerinin hareketi sırasında yapılabilecek hataları azaltmak için, analitik kimyada eşdeğer ağırlıktaki bir maddenin kullanılması tercih edilir. Örneğin, farklı eşdeğer ağırlıktaki asitlerle bir sodyum hidroksit çözeltisinin değerlendirmesinde. Eşdeğer ağırlıktaki asidin kullanılması tavsiye edilir..

-Sodyum hidroksit ile reaksiyona girebilen katı bir asit kütlesinin kullanımında, üç katı asit arasından seçim yapma seçeneğiniz vardır: sırasıyla, denk ağırlıklar ile oksalik asit dihidrat, potasyum ftalat asit ve potasyum hidrojenoyodat 63.04 g / eq, 204.22 g / eq ve 389 g / eq..

Bu durumda, sodyum hidroksitin değerlendirilmesinde potasyum hidrojen peroksit kullanılması tercih edilir, çünkü tartılırken yapılan nispi hata daha büyük eşdeğer ağırlığa sahipken daha düşüktür..

Gravimetrik analizde kullanım

Bu teknikte maddelerin analizi için eşdeğer ağırlık kendi içinde tanımlanır. Burada, analitin bir gramına karşılık gelen çökelti kütlesidir. Bu, yapılan çalışma veya analizde ilgilenilen unsur veya unsurdur..

Gravimetride, analiz sonuçlarının, genellikle yüzde olarak ifade edilen, analit kütlesinin bir kesri olarak belirtilmesi yaygındır..

Eşdeğerlik faktörü, çökeltinin kütlesinin, genellikle gram cinsinden ifade edilen analit kütlesini elde etmek için çarpıldığı sayısal bir faktör olarak açıklanmaktadır..

Nikelde gravimetrik tayin

Örneğin, nikel gravimetrik tayininde, ihtiva eden çökelti, 288.915 g / mol'lük bir mol kütlesi ile nikel bis (dimetilgoksioksilat) 'tır. Nikelin molar kütlesi 58.6934 g / mol'dür..

Nikelin molar kütlesi arasındaki çökeltinin molar kütlesi aşağıdaki sonucu verir:

288.915 g.mol^-1/ 58.6934 g.mol^-1 = 4.9224. Bunun anlamı, 4.9224 g bileşik 1 g nikele eşittir; veya başka bir deyişle, 4.9224 g çökeltinin 1 g nikel içermesi.

Eşdeğerlik faktörü, nikelin molar kütlesini, içeren çökeltinin molar kütlesi ile bölerek hesaplanır: 58.693 g.mol^-1/ 288.915 g.mol^-1 = 0.203151. Bu bize nikel içeren çökeltinin gramı başına 0,203151 g nikel olduğunu söyler.

Polimer kimyasında kullanım alanları

Polimerlerin kimyasında, bir polimerizasyon reaktifinin eşdeğer ağırlığı, bir reaktivite eşdeğerine sahip olan polimerin kütlesidir..

İyon değiştirme polimerleri söz konusu olduğunda özellikle önemlidir: bir iyon değiştirme polimerinin bir eşdeğeri bir mol monokarged iyonları değiştirebilir; fakat sadece yarım mol çift yüklü iyon.

Bir polimerin reaktivitesini, eşdeğer ağırlığın tersi olarak ifade etmek olağandır; bu, mmol / g veya meq / g birimleri cinsinden ifade edilir..

Nasıl hesaplanır? Örnekler

-Kimyasal bir elementin eşdeğer ağırlığı

Atomik ağırlığını değerine bölerek elde edilir:

Peq = Pa / v

Sadece eşdeğer ağırlığa sahip elemanlar ve 2 veya daha fazla olabilen elemanlar var.

Kalsiyum eşdeğer ağırlık

Atom ağırlığı = 40 g / mol

Valencia = +2

Peq = 40 g.mol^-1/2eq.mol^-1

20 g / eq

Eşdeğer alüminyum ağırlığı

Atom ağırlığı = 27 g / mol

Valencia = +3

Peq = 27 gr. Mol^-1/ 3 eşmol^-1

9 g / eq

Nikel eşdeğer ağırlık

Atom ağırlığı = 58.71 g / mol

Valencia = +2 ve +3

Nikel, +2 değerlikle reaksiyona girdiğinde ve değerlik +3 ile reaksiyona girdiğinde karşılık gelen iki eşdeğer ağırlığa sahiptir..

Peq = 58.71 g.mol^-1/ 2 eq.mol^-1

29,35 g / eq

Peq = 58.71 g.mol^-1/ 3 eşmol^-1

19.57 g / eq

-Bir oksidin eşdeğer ağırlığı

Bir oksidin eşdeğer ağırlığını hesaplamanın bir yolu, moleküler ağırlığını, metal değerinin ürünü ile metal aboneye göre bölmektir..

Peq = Pm / V · S

Pm = oksidin moleküler ağırlığı.

V = metal yıkım

S = metal abone

V · S ürününe katyonun toplamı veya net ücreti denir..

Eşdeğer alüminyum oksit ağırlığı (Al₂Ey₃)

Moleküler ağırlık = Al (2 x 27 g / mol) + O (3 x 16 g / mol)

102 g / mol

Valencia = +3

Alt indeks = 2

Peq Al₂Ey₃ = Pm / V · S

Peq Al₂Ey₃ = 102 gr. Mol^-1/ 3 ekmol^-1. 2

17 g / eq

Stokiyometriye dayanarak bu sorunu çözmenin başka bir yolu var. 102 g alüminyum okside, 54 gram alüminyum ve 48 gram oksijen vardır..

Peq del Al = Atom ağırlığı / Valencia

27 g.mol^-1/ 3 eşmol^-1

9 g / eq

Eşdeğer alüminyum ağırlığına göre (9 g / eşdeğer), 54 g alüminyumda 6 eşdeğer alüminyum olduğu hesaplanmaktadır..

Daha sonra eşdeğerlerin özelliklerinden: 6 eşdeğer alüminyum 6 eşdeğer alüminyum verecek şekilde 6 eşdeğer oksijenle reaksiyona girecektir..

102 g'da. alüminyum oksidin 6 eşdeğeri vardır.

Bu nedenle:

Al Peq.₂Ey₃ = 102 g / 6 eşd.

17 g / eq

-Bir bazın eşdeğer ağırlığı

Eşdeğer ağırlık, moleküler ağırlığının oksihidril gruplarının (OH) sayısına bölünmesiyle elde edilir..

Eşdeğer demir hidroksit ağırlığı, Fe (OH)₂

Moleküler ağırlık = 90 g / mol

OH numarası = 2

Peq Fe (OH)₂ = 90 gr. Mol^-1/ 2 eq.mol^-1

45 g / eq

-Bir asidin eşdeğer ağırlığı

Genel olarak, moleküler ağırlığını, veren veya salıveren hidrojen sayısına bölmek suretiyle elde edilir. Bununla birlikte, poliprotonik asitler H'lerini çeşitli formlarda çözebilir veya serbest bırakabilir, böylece eşdeğer bir ağırlığa sahip olabilir.

Eşdeğer hidroklorik asit ağırlığı, HC1

Eşdeğer ağırlık HC1 = moleküler ağırlık / hidrojen sayısı

Peq HCI = g.mol^-1/ 1 eq.mol^-1

36,5 g / eq

Eşdeğer sülfürik asit ağırlığı

Sülfürik asit (H₂GB₄) iki şekilde ayrılabilir:

'H₂GB₄ => H⁺   +    HSO₄^-

'H₂GB₄ => 2 H⁺   +    GB₄^2-

Bir H bıraktığınızda⁺ PE'niz:

Moleküler ağırlık = 98 g / mol

Peq = 98 g.mol^-1/ 1 eq.mol^-1

98 g / peq

Ve 2H serbest bıraktığında⁺:

Moleküler ağırlık = 98 g / mol

Peq = 98 g.mol^-1/ 2 eq.mol^-1

49 g / eq

Aynı sebepten dolayı fosforik asit (H₃PO₄) molekül ağırlığı 98 g / mol, üç taneye kadar eşdeğer ağırlığa sahip olabilir: 98 g / eq, 49 g / eq ve 32.67 g / eq.

-Bir tuza eşdeğer ağırlık

Ve son olarak, bir tuzun eşdeğer ağırlığını, molekül ağırlığını metalin değerinin ürünü ile metalin abonesiyle bölerek hesaplayabilirsiniz..

PE = PM / V · S

Fe ferrik sülfat₂(SO₄)₃

Moleküler ağırlık = 400 g / mol

Demir Valencia = +3 eş / mol

Demir abonelik = 2

Peq = 400 g.mol^-1/ 3 eşmol^-1 x 2

66.67 g / eq

referanslar

1. Gün, R.A. JR. Ve Underwood, A. L. Kantitatif Analitik Kimya. 5'in çevirisi^için İngilizce baskısı. Editörden Prentice Hall İnteramericana
2. İnorganik kimya (N.D.). Oksitlerin eşdeğer ağırlıklarının belirlenmesi. Alınan: fullquimica.com
3. Vikipedi. (2018). Eşdeğer ağırlık Alınan: en.wikipedia.org
4. Ansiklopedi Britannica Editörleri. (26 Eylül 2016). Eşdeğer ağırlık Ansiklopedi Britannica. Alınan: britannica.com
5. Ori, Jack. (30 Nisan 2018). Eşdeğer Ağırlık Nasıl Hesaplanır. Sciencing. Şu kaynaktan alındı: sciencing.com
6. Asit Bölüm 2'nin Eşdeğer Ağırlığı: Bilinmeyen Asit Numunesinin Titrasyonu. (N.D.). Alınan kaynak: faculty.uml.edu
7. Bergstresser M. (2018). Eşdeğer Ağırlık: Tanım ve Formül. Çalışma. Alınan: study.com