EŞDEĞER AĞIRLIK: KULLANIR VE NASIL HESAPLANIR (ÖRNEKLERLE) - KIMYA - 2024

Eşdeğer ağırlığı bir maddenin (PE) ki bu, bir kimyasal reaksiyonda katılır, ve bir titrasyon için temel olarak kullanılmaktadır. Tepkimenin türüne bağlı olarak bir şekilde tanımlanabilir.

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

Kaynak: M.Minderhoud (Amada44'ten Beyaz Arka Plan), Wikimedia Commons aracılığıyla

Çökeltme veya kompleks oluşturma reaksiyonları için, bir mol tek değerlikli katyon, 1/2 mol iki değerlikli katyon, 1/3 mol üç değerlikli katyon sağlamak veya reaksiyona girmek için gereken madde ağırlığı . Ve bunun gibi.

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

Eşdeğer ağırlığın kaynağı

John Dalton (1808), hidrojenin eşdeğer ağırlığını kütle birimi olarak önermiştir. Bununla birlikte, bu yaklaşıma bir dizi itiraz ortaya çıktı. Örneğin, çoğu elementin basit bileşikler (XH) oluşturmak için doğrudan hidrojen ile reaksiyona girmediği kaydedildi.

Ayrıca, çeşitli oksidasyon durumlarına sahip elementler, örneğin permanganat, birden fazla eşdeğer ağırlığa sahiptir. Bu, eşdeğer ağırlığı bir kütle birimi olarak kabul etmeyi zorlaştırdı.

Dimitri Mendeleev'in (1869) periyodik tablosunun elementlerin kimyasal özelliklerinin atom ağırlıklarının sıralı sırasına bağlı olduğu sunumu, eşdeğer ağırlığın bir birim olarak kullanılmasına itiraz edenler tarafından güçlü bir argüman oluşturdu. kitle.

Aslında, herhangi bir stokiyometrik hesaplama mol cinsinden yapılabildiğinden, "eşdeğer" terimini kullanmaya gerek yoktur. Ancak, bu terim sıklıkla kullanılır ve göz ardı edilmemelidir.

Kolaylık sağlamak için "eşdeğer" terimi tanıtıldı: herhangi bir asidin bir eşdeğeri, herhangi bir bazın bir eşdeğeri ile reaksiyona girer; herhangi bir oksitleme maddesinin bir eşdeğeri, herhangi bir indirgeme maddesinin bir eşdeğeri ile reaksiyona girer.

Uygulamalar

Genel kimyada kullanın

Metaller

PE'nin elementlerde ve kimyasal bileşiklerde kullanımı, molar kütlesinin kullanımı ile değiştirildi. Bunun ana nedeni, eşdeğer ağırlıktan daha fazla element ve bileşiklerin varlığıdır.

Örneğin, atom ağırlığı 55,85 g / mol olan bir element olan demir (Fe), iki değere sahiptir: +2 ve +3. Bu nedenle, iki eşdeğer ağırlığa sahiptir: değerlik +2 ile çalıştığında eşdeğer ağırlığı 27.93 g / eq; +3 değerlik kullanılırken eşdeğer ağırlığı 18.67 g / eq'dir.

Elbette, eşdeğer bir Fe ağırlığından bahsetmek mümkün değildir, ancak Fe'nin atom ağırlığının varlığına işaret edilebilir.

Asitler

Fosforik asit, 98 g / mol'lük bir moleküler ağırlığa sahiptir. Bu asit H ⁺ + H ₂ PO ₄ ^{- 'e} ayrıldığında , 1 mol H ⁺ açığa çıkardığı için 98 g / eq eşdeğer ağırlığa sahiptir . Fosforik asit H ⁺ + HPO ₄ ^{2– içinde} ayrışırsa, eşdeğer ağırlığı (98 g.mol ^-1 ) / ( 2eq / mol ^-1 ) = 49 g / eq olur. Bu ayrışmada, H ₃ PO ₄ , 2 mol H ⁺ salar .

Sulu bir ortamda titre edilebilir olmasa da, H ₃ PO ₄ 3 H ⁺ + PO ₄ ^{3– içinde ayrışabilir} . Bu durumda, eşdeğer ağırlık (98 g.mol ^-1 ) / (3 eq.mol ^-1 ) = 32.7 g / eq şeklindedir. H ₃ PO ₄ bu durumda 3 mol H ^{+ verir} .

Yani, fosforik asit 3 eşdeğer ağırlığa sahiptir. Ancak bu izole bir durum değildir, bu nedenle örneğin sülfürik asit iki eşdeğer ağırlığa sahiptir ve karbonik asit de vardır.

Hacimsel analizde kullanın

-Analitik kimyada tartım maddelerinin hareketi sırasında oluşabilecek hataları azaltmak için eşdeğer ağırlığı daha büyük bir maddenin kullanılması tercih edilir. Örneğin, bir sodyum hidroksit çözeltisinin farklı eşdeğer ağırlıktaki asitlerle titrasyonunda. En yüksek eşdeğer ağırlığa sahip asit kullanılması tavsiye edilir.

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

Bu durumda, sodyum hidroksit titrasyonunda potasyum hidrojeniodat asidi kullanılması tercih edilir, çünkü daha büyük bir eşdeğer ağırlığa sahip olduğundan, tartarken yapılan göreceli hata daha azdır.

Gravimetrik analizde kullanın

Eşdeğer ağırlık, bu madde analiz tekniğinde kendi yöntemiyle tanımlanır. Burada, bir gram analite karşılık gelen çökelti kütlesidir. Bu, yürütülen çalışma veya analizde ilgilenilen unsur veya bileşiktir.

Gravimetride, analiz sonuçlarının analit kütlesinin bir bölümü olarak alıntı yapılması yaygındır ve genellikle yüzde olarak ifade edilir.

Eşdeğerlik faktörü, analitin kütlesini elde etmek için çökeltinin kütlesinin çarpılması gereken sayısal bir faktör olarak açıklanır, genellikle gram cinsinden ifade edilir.

Nikelin gravimetrik tayini

Örneğin, nikelin gravimetrik tayininde, onu içeren çökelti 288.915 g / mol molar kütleye sahip bis (nikel dimetilglioksimat) 'dir. Nikelin molar kütlesi 58.6934 g / mol'dür.

Çökeltinin molar kütlesi, nikelin molar kütlesine bölünerek aşağıdaki sonucu verir:

288.915 g mol- ¹ / 58.6934 g mol- ¹ = 4.9224. Bu, 4,9224 g bileşiğin 1 g nikele eşit olduğu anlamına gelir; Ya da başka bir deyişle, 4,9224 g çökelti 1 g nikel içerir.

Eşdeğerlik faktörü, nikelin molar kütlesinin onu içeren çökeltinin molar kütlesine bölünmesiyle 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

Polimer kimyasında, bir polimerizasyon reaktifinin eşdeğer ağırlığı, bir eşdeğer reaktiviteye sahip polimer kütlesidir.

İyon değişim polimerleri durumunda özellikle önemlidir: bir iyon değişim polimerinin bir eşdeğeri, bir mol tek-yüklü iyonları değiştirebilir; ama sadece yarım mol çift yüklü iyon.

Bir polimerin reaktivitesini, mmol / g veya meq / g birimleri cinsinden ifade edilen eşdeğer ağırlığın tersi olarak ifade etmek yaygındır.

Nasıl hesaplanır? Örnekler

-Bir kimyasal elementin eşdeğer ağırlığı

Atom ağırlığının değerine bölünmesiyle elde edilir:

Peq = Pa / v

Sadece bir eşdeğer ağırlığa ve 2 veya daha fazla ağırlığa sahip olan eşyalar var.

Eşdeğer kalsiyum ağırlığı

Atom ağırlığı = 40 g / mol

Valencia = +2

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

20 g / eq

Eşdeğer alüminyum ağırlık

Atom ağırlığı = 27 g / mol

Valencia = +3

Peq = 27 g.mol ^-1 / 3 eq.mol ^-1

9 g / eq

Nikel eşdeğer ağırlığı

Atom ağırlığı = 58.71 g / mol

Valencia = +2 ve +3

Nikel, +2 değerlik ile reaksiyona girdiğinde ve +3 değerlik 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 eq.mol ^-1

19.57 g / eq

-Bir oksidin eşdeğer ağırlığı

Bir oksidin eşdeğer ağırlığını hesaplamanın bir yolu, moleküler ağırlığını metalin değerlik ürününe ve metalin alt sembolüne bölmektir.

Peq = Pm / V S

Pm = oksidin moleküler ağırlığı.

V = metalin değerliği

S = metalin alt simgesi

V · S ürünü, katyonun toplam veya net ücreti olarak anılır.

Eşdeğer alüminyum oksit ağırlığı (Al

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

102 g / mol

Valencia = +3

Alt Simge = 2

Peq Al ₂ O ₃ = Pm / V S

Pdenge Al ₂ O ₃ = 102 g.mol ^-1 / 3 eş mol ^-1 . iki

17 g / eq

Bu sorunu stokiyometriye dayalı olarak çözmenin başka bir yolu var. 102 gr alüminyum oksit içinde 54 gram alüminyum ve 48 gram oksijen vardır.

Peq del Al = Atom ağırlığı / Valencia

27 gr.mol ^-1 / 3 eq.mol ^-1

9 g / eq

Eşdeğer alüminyum ağırlığı (9 g / eq) esas alınarak 54 g alüminyumda 6 eşdeğer alüminyum olduğu hesaplanır.

Daha sonra eşdeğer özelliklerinden: 6 eşdeğer alüminyum, 6 eşdeğer alüminyum oksit verecek şekilde 6 eşdeğer oksijen ile reaksiyona girecektir.

102 gr. alüminyum oksidin 6 eşdeğeri vardır.

Böylece:

Küçük Al ₂ O ₃ = 102 g / 6 eq

17 g / eq

- Bir tabanın eşdeğer ağırlığı

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

Eşdeğer demir hidroksit ağırlığı, Fe (OH)

Moleküler ağırlık = 90 g / mol

OH numarası = 2

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

45 g / eq

-Bir asidin eşdeğer ağırlığı

Genel olarak moleküler ağırlığının bıraktığı veya bıraktığı hidrojen sayısına bölünmesiyle elde edilir. Bununla birlikte, polirotonik asitler, H'lerini çeşitli şekillerde ayrıştırabilir veya serbest bırakabilir, böylece birden fazla eşdeğer ağırlığa sahip olabilirler.

Eşdeğer hidroklorik asit ağırlığı, HCl

HCl eşdeğer ağırlığı = moleküler ağırlık / hidrojen sayısı

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

36,5 g / eq

Eşdeğer sülfürik asit ağırlığı

Sülfürik asit (H ₂ SO ₄ ) iki şekilde ayrışabilir:

H ₂ SO ₄ => H ⁺ + HSO ₄ ^-

H ₂ SO ₄ => 2 H ⁺ + SO ₄ ^2-

Bir H ⁺ yayınladığında PE'si:

Moleküler ağırlık = 98 g / mol

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

98 g / küçük

Ve 2H ^{+ '} yı yayınladığınızda :

Moleküler ağırlık = 98 g / mol

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

49 g / eq

Aynı nedenle, fosforik asit (H için ₃ PO ₄ 98 g / mol'lük bir moleküler ağırlığa sahip), üç eşdeğer ağırlıklara kadar sahip olabilir: 98 g / eq 49 gr / eşdeğer ve 32.67 g / eşd.

-Bir tuzun eşdeğer ağırlığı

Ve son olarak, bir tuzun eşdeğer ağırlığı, moleküler ağırlığının, metalin değerinin çarpımı ve metalin alt simgesinin ürününe bölünmesiyle hesaplanabilir.

PE = PM / V S

Ferrik Sülfat Fe

Moleküler ağırlık = 400 g / mol

Demir değerlik = +3 eq / mol

Demir alt simge = 2

Peq = 400 g.mol ^-1 / 3 eq.mol ^-1 x 2

66.67 g / eq

Referanslar

1. Gün, RA JR. Ve Underwood, AL Quantitative Analytical Chemistry. 5. çevrilmesi ^için İngilizce baskısında. Editoryal Prentice Hall Interamericana
2. İnorganik kimya. (Sf). Oksitlerin eşdeğer ağırlıklarının belirlenmesi. Kurtarıldı: fullquimica.com
3. Vikipedi. (2018). Eşdeğer ağırlık. En.wikipedia.org adresinden kurtarıldı
4. Encyclopaedia Britannica'nın Editörleri. (2016, 26 Eylül). Eşdeğer ağırlık. Encyclopædia Britannica. Britannica.com'dan kurtarıldı
5. Ori, Jack. (30 Nisan 2018). Eşdeğer Ağırlık Nasıl Hesaplanır. Sciencing. Kurtarıldı: sciencing.com
6. Bir Asitin Eşdeğer Ağırlığı Bölüm 2: Bilinmeyen Asit Numunesinin Titrasyonu. (Sf). Alınan: faculty.uml.edu
7. Bergstresser M. (2018). Eşdeğer Ağırlık: Tanım ve Formül. Ders çalışma. Study.com'dan kurtarıldı