Penggunaan berat badan yang setaraf dan bagaimana untuk mengiranya (dengan contoh)



The berat badan yang setara (PE) bahan adalah salah satu yang mengambil bahagian dalam tindak balas kimia, dan digunakan sebagai asas untuk titrasi. Bergantung kepada jenis reaksi, ia boleh ditakrifkan satu cara atau yang lain.

Untuk tindak balas asid-asas, PE adalah berat dalam gram bahan yang diperlukan untuk membekalkan atau bertindak balas dengan satu mol H+ (1,008 g); untuk reaksi redoks, berat dalam gram bahan yang diperlukan untuk membekalkan atau bertindak balas dengan satu tahi elektron.

Untuk tindak balas hujan atau complexation, berat bahan yang diperlukan untuk membekalkan atau bertindak balas dengan satu mol yang kation monovalen, 1/2 mol kation divalent, 1/3 mol kation trivalen . Dan sebagainya.

Walaupun ia mungkin agak rumit pada mulanya, beberapa bahan sentiasa bersifat kimia dengan cara yang sama; oleh itu, tidak sukar untuk mengetahui nilai-nilai PE yang diberikan kepada kes-kes.

Indeks

  • 1 Asal berat bersamaan
  • 2 Kegunaan
    • 2.1 Penggunaan dalam kimia am 
    • 2.2 Penggunaan dalam analisis volumetrik
    • 2.3 Digunakan dalam analisis gravimetrik
    • 2.4 Kegunaan dalam kimia polimer
  • 3 Bagaimana untuk mengiranya? Contohnya
    • 3.1 - Berat setara dengan unsur kimia
    • 3.2 - Berat setara dengan oksida
    • 3.3 Berat setara dengan asas
    • 3.4 - Berat setara dengan asid
    • 3.5 - Berat setara garam
  • 4 Rujukan

Asal berat bersamaan

John Dalton (1808) mencadangkan berat setara hidrogen sebagai unit jisim. Walau bagaimanapun, satu siri bantahan terhadap pendekatan ini muncul. Sebagai contoh, ia menunjukkan bahawa kebanyakan unsur tidak bertindak secara langsung dengan hidrogen untuk membentuk sebatian mudah (XH).

Di samping itu, unsur-unsur yang mempunyai pelbagai keadaan pengoksidaan, contohnya permanganat, mempunyai berat badan yang lebih tinggi. Ini menghalang penerimaan berat setara sebagai satu unit jisim.

Pembentangan oleh Dimitri Mendeleev (1869) dalam jadual berkala, di mana sifat-sifat kimia unsur-unsur perintah yang diperintahkan oleh berat atom mereka telah berhubung, adalah hujah yang kuat membantah penggunaan berat yang sama sebagai satu unit jisim.

Sebenarnya, tidak perlu menggunakan istilah "bersamaan", kerana apa-apa pengiraan stoikiometrik boleh dilakukan dari segi tahi lalat. Walau bagaimanapun, istilah ini sering digunakan dan tidak mudah untuk mengabaikannya.

Untuk kemudahan, istilah "bersamaan" diperkenalkan: setara dengan mana-mana asid yang bertindak balas dengan setara dengan mana-mana asas; Sebutan mana-mana ejen pengoksidaan bertindak balas dengan bersamaan dengan mana-mana ejen pengurangan, dsb..

Kegunaan

Penggunaan dalam kimia am

Logam

Penggunaan PE dalam unsur-unsur dan sebatian kimia telah digantikan dengan penggunaan jisim molarnya. Sebab utama ialah kewujudan unsur-unsur dan sebatian dengan lebih daripada berat setara.

Sebagai contoh, besi (Fe), unsur dengan berat atom 55.85 g / mol, mempunyai dua valensi: +2 dan +3. Oleh itu, ia mempunyai dua berat yang sama: apabila ia berfungsi dengan valensi +2, beratnya setara ialah 27.93 g / eq; manakala apabila menggunakan valence +3, berat setara ialah 18.67 g / eq.

Sudah tentu, kita tidak dapat membicarakan kewujudan berat badan Iman yang setara, tetapi kita dapat menunjukkan kewujudan berat atom Iman.

Asid

Asid fosforik mempunyai berat molekul 98 g / mol. Asid ini apabila dipisahkan dalam H+ + H2PO4-,  Ia mempunyai berat setara 98 g / eq, kerana ia mengeluarkan 1 mol H+. Jika asid fosforat dipisahkan dalam H+ +  HPO42-, Berat setara dengannya (98 g.mol-1) / (2eq / mol-1) = 49 g / eq. Dalam pemisahan ini, H3PO4 mengeluarkan 2 mol H+.

Walaupun ia tidak boleh dibendung dalam medium berair, H3PO4 boleh dipisahkan dalam 3 H+  +   PO43-. Dalam kes ini, berat setara ialah (98 g.mol-1) / (3 eq.mol-1) = 32.7 g / eq. The H3PO4 penghantaran dalam kes ini 3 mol H+.

Kemudian, asid fosforik mempunyai sehingga 3 berat bersamaan. Tetapi ini bukan kes terpencil, sebagai contoh, asid sulfurik mempunyai dua berat yang setara dan asid karbonik juga diberikan.

Gunakan dalam analisis volumetrik

-Untuk mengurangkan kesilapan yang mungkin dilakukan semasa tindakan bahan berat, penggunaan bahan yang setara dengan berat setara lebih disukai dalam kimia analitik. Contohnya, dalam penilaian larutan natrium hidroksida dengan asid berat bersamaan yang berbeza. Penggunaan asid berat bersamaan yang lebih besar adalah disyorkan.

-Dalam penggunaan jisim asid pepejal yang boleh bertindak balas dengan natrium hidroksida, seseorang itu pilihan antara tiga asid pepejal dihidrat asid oksalik, asid kalium phthalate dan hidrogenoiodato berat kalium bersamaan masing-masing daripada 63.04 g / eq, 204.22 g / eq dan 389 g / eq.

Dalam kes ini, ia adalah pilihan untuk menggunakan dalam penilaian natrium hidroksida hidrogenoiodato kalium asid sebagai mempunyai berat yang sama ralat relatif lebih besar yang komited untuk berat kurang.

Gunakan dalam analisis gravimetrik

Berat setara ditakrifkan dengan cara tersendiri dalam teknik ini untuk analisis bahan. Di sini, ia adalah massa precipitate yang sepadan dengan satu gram analit. Ini adalah unsur atau gabungan kepentingan dalam kajian atau analisis yang sedang dilakukan.

Dalam gravimetri adalah perkara biasa untuk memetik hasil analisis sebagai sebahagian kecil daripada jisim penganalisis, sering dinyatakan sebagai peratusan.

Faktor kesetaraan dijelaskan sebagai faktor berangka yang mana jisim precipitate didarab untuk mendapatkan jisim analit tersebut, biasanya dinyatakan dalam gram.

Penentuan graviti nikel

Sebagai contoh, dalam penentuan gravimetrik nikel, precipitate yang mengandungi nikel bis (dimetilglyoksilat) dengan jisim molar sebanyak 288.915 g / mol. Jisim molar nikel adalah 58.6934 g / mol.

Jisim molar mendakan antara jisim molar nikel menghasilkan hasil berikut:

288.915 g.mol-1/ 58.6934 g.mol-1 = 4.9224. Ini bermakna 4.9224 g kompaun adalah sama dengan 1 g nikel; atau dengan kata lain, 4.9224 g endapan mengandungi 1 g nikel.

Faktor kesetaraan dikira dengan membahagikan massa molar nikel dengan jisim molar mendakan yang mengandungi: 58.693 g.mol-1/ 288.915 g.mol-1 = 0.203151. Ini memberitahu kita bahawa setiap gram nikel mengandungi nikel terdapat 0.203151 g nikel.

Penggunaan dalam kimia polimer

Dalam kimia polimer, berat setara bagi reagen pempolimeran ialah jisim polimer yang mempunyai reaktiviti bersamaan.

Ia amat penting dalam hal polimer pertukaran ion: satu sama dengan polimer pertukaran ion boleh menukar satu mol monocharged ion; tetapi hanya separuh mole ion caj berganda.

Adalah biasa untuk menyatakan reaktiviti polimer sebagai kebalikan berat setara, yang dinyatakan dalam unit mmol / g atau meq / g.

Bagaimana untuk mengiranya? Contohnya

-Berat berat unsur kimia

Ia diperoleh dengan membahagikan berat atomnya dengan valensinya:

Peq = Pa / v

Terdapat unsur-unsur yang hanya mempunyai berat dan unsur yang setara yang boleh mempunyai 2 atau lebih.

Berat setara kalsium

Berat atom = 40 g / mol

Valencia = +2

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

20 g / eq

Berat setara aluminium

Berat atom = 27 g / mol

Valencia = +3

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

9 g / eq

Berat setara nikel

Berat atom = 58.71 g / mol

Valencia = +2 dan +3

Nikel mempunyai dua timbangan setaraf yang sepadan dengan apabila ia bertindak balas dengan valensi +2 dan apabila ia bertindak balas dengan valensi +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

-Berat setara dengan oksida

Salah satu cara untuk mengira berat setara oksida adalah dengan membahagikan berat molekulnya antara produk dari logam valensi dengan subskrip logam.

Peq = Pm / V · S

Pm = berat molekul oksida.

V = perobohan logam

S = logam subskrip

Produk V · S dirujuk sebagai jumlah atau penjaring bersih kation.

Berat setara aluminium oksida (Al2O3)

Berat molekul = 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

Terdapat satu lagi cara untuk menyelesaikan masalah ini berdasarkan stoikiometri. Dalam 102 g aluminium oksida terdapat 54 gram aluminium dan 48 gram oksigen.

Peq del Al = Berat atom / Valencia

27 g.mol-1/ 3 eq.mol-1

9 g / eq

Berdasarkan berat setara aluminium (9 g / eq) dikira bahawa dalam 54 g aluminium terdapat 6 ekuivalen aluminium.

Kemudian dari sifat-sifat kesamaan: 6 ekuivalen aluminium akan bertindak balas dengan 6 ekivalen oksigen untuk memberikan 6 ekivalen aluminium oksida.

Dalam 102 g. aluminium oksida terdapat 6 kesamaan.

Oleh itu:

Peq of Al2O3 = 102 g / 6 ek

17 g / eq

-Berat badan yang setaraf

Berat setara diperolehi dengan membahagikan berat molekulnya dengan jumlah kumpulan oxyhydryl (OH).

Berat setara dengan hidroksida ferus, Fe (OH)2

Berat molekul = 90 g / mol

Nombor OH = 2

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

45 g / eq

-Berat setara dengan asid

Secara umum, ia diperoleh dengan membahagikan berat molekulnya dengan jumlah hidrogen yang menghasilkan atau melepaskan. Walau bagaimanapun, asid poliprotonik boleh memisahkan atau melepaskan H mereka dalam pelbagai bentuk, jadi mereka boleh mempunyai lebih daripada berat badan yang setara.

Berat setara asid hidroklorik, HCl

Berat setara HCl = bilangan molekul / hidrogen

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

36.5 g / eq

Berat setara dengan asid sulfurik

Asid sulfurik (H2SO4) boleh dipisahkan dalam dua cara:

H2SO4 => H+   +    HSO4-

H2SO4 => 2H+   +    SO42-

Apabila anda melepaskan H+ PE anda ialah:

Berat molekul = 98 g / mol

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

98 g / peq

Dan apabila ia mengeluarkan 2H+:

Berat molekul = 98 g / mol

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

49 g / eq

Untuk sebab yang sama asid fosforik (H3PO4) berat molekul 98 g / mol, boleh mempunyai sehingga tiga berat bersamaan: 98 g / eq, 49 g / eq dan 32.67 g / eq.

-Berat setara garam

Dan akhirnya, anda boleh mengira berat setara garam dengan membahagikan berat molekulnya antara produk valensi logam dengan subskrip logam.

PE = PM / V · S

Fe sulfat sulfat2(SO4)3

Berat molekul = 400 g / mol

Valencia besi = +3 eq / mol

Subskrin besi = 2

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

66.67 g / eq

Rujukan

  1. Hari, R. A. JR. Dan Underwood, A. L. Kimia Analisis Kuantitatif. Terjemahan daripada 5a Edisi bahasa Inggeris. Dewan Prentice Editorial Interamericana
  2. Kimia anorganik (s.f.). Penentuan berat yang setara dengan Oxides. Diperolehi daripada: fullquimica.com
  3. Wikipedia. (2018). Berat setara. Diperolehi daripada: en.wikipedia.org
  4. The Editors of Encyclopaedia Britannica. (26 September 2016). Berat setara. Encyclopædia Britannica. Diperolehi daripada: britannica.com
  5. Ori, Jack. (30 April, 2018). Bagaimana Mengira Berat Bersamaan. Saintifik. Diperolehi daripada: sciencing.com
  6. Berat Setara Bahagian Asam 2: Titrasi Sampel Asid Yang Tidak Diketahui. (s.f.). Diperolehi daripada: faculty.uml.edu
  7. Bergstresser M. (2018). Berat Bersamaan: Definisi & Formula. Kajian. Diperolehi daripada: study.com