Πώς να υπολογίσετε το ισοδύναμο βάρος

Όταν τα χημικά συνδυάζονται, το κάνουν σε γνωστές, σταθερές αναλογίες. Ακόμα κι αν δεν έχετε εργαστεί ποτέ επίσημα με χημικές ουσίες οι ίδιοι, πιθανότατα έχετε δει το μερίδιό σας από τις χημικές αντιδράσεις να γράφονται και να γνωρίζετε ότι εμφανίζονται σε προβλέψιμη μορφή. Για παράδειγμα, εξετάστε την αντίδραση θειικού οξέος και ιόντος υδροξειδίου για την παραγωγή νερού και θειικού ιόντος:

H₂ SO₄ + 2OH → 2H₂ O + SO₄

Οι αριθμοί μπροστά από τα μόρια, οι συντελεστές, δείχνουν τους αριθμούς κάθε αντιδρώντος και μορίου προϊόντος σε σχέση μεταξύ τους. οι δείκτες εντός των ενώσεων δείχνουν πόσα άτομα κάθε τύπου υπάρχουν σε ένα δεδομένο μόριο. Αυτοί οι αριθμοί είναι πάντα ακέραιοι, όχι κλασματικοί αριθμοί όπως το 4,24 ή το 1,3. Τι αντιπροσωπεύουν όμως;

Η έννοια του ισοδύναμου βάρους σας επιτρέπει να εξερευνήσετε το γεγονός ότι τα άτομα συνδυάζονται για να σχηματίσουν μόρια σε σταθερές αναλογίες αριθμού, όχι με αναλογίες μάζας. Δηλαδή, ενώ οι μάζες των στοιχείων διαφέρουν, όταν πρόκειται για δεσμούς με άλλα άτομα, ο αριθμός των ατόμων , που εκφράζεται σε mole, είναι ο καθοριστικός παράγοντας για το πόσο από ένα δεδομένο στοιχείο ή ένωση θα αντιδράσει με μια δεδομένη μάζα ενός άλλου.

Τι είναι οι τυφλοπόντικες;

Ένα mole μιας ουσίας ορίζεται ως 6,02 × 10 μεμονωμένα σωματίδια (άτομα ή μόρια) αυτής της ουσίας. (Αυτός συμβαίνει να είναι ο ακριβής αριθμός των ατόμων σε 12 γραμμάρια άνθρακα.) Καθώς μετακινείστε από αριστερά προς τα δεξιά και προς τα κάτω στον περιοδικό πίνακα, η μάζα ενός mol ενός δεδομένου στοιχείου ή το μοριακό του βάρος δυνατός> (MW ), δίνεται στο αντίστοιχο πλαίσιο για αυτό το στοιχείο, συνήθως στο κέντρο κάτω.

Ένα παράδειγμα βοηθά στην κατανόηση αυτού του ορισμού. Εάν έχετε ένα μόριο νερού, H₂ O, μπορείτε να δείτε ότι δύο άτομα Η αντιδρούν με ένα άτομο Ο για να σχηματίσουν αυτήν την ένωση. Επειδή όμως το MW του H είναι περίπου 1,0 και του O είναι 16,0, μπορείτε να δείτε ότι το μόριο περιέχει 2(1) =2 μέρη μάζας του H για κάθε (1)(16) =16 μέρη μάζας του O. Έτσι μόνο 2/18 =11/1 τοις εκατό της μάζας του νερού αποτελείται από Η, ενώ το 16/198 =88,9 τοις εκατό αποτελείται από Ο.

Τι είναι το ισοδύναμο βάρος;

Το ισοδύναμο βάρος μπορεί να θεωρηθεί ως το βάρος (ή η μάζα, για την ακρίβεια) μιας ουσίας που θα περιέχει ένα μόνο δραστικό πρωτόνιο (ή ιόν υδρογόνου, Η) ή ένα μόνο αντιδραστικό ιόν υδροξειδίου (−OH). Η πρώτη περίπτωση ισχύει για οξέα , που είναι δότες πρωτονίων, ενώ το δεύτερο ισχύει για βάσεις , που είναι δέκτες πρωτονίων.

Ο λόγος που χρειάζεται η έννοια του ισοδύναμου βάρους είναι ότι ορισμένες ενώσεις μπορούν να δωρίσουν ή να δεχθούν περισσότερα από ένα πρωτόνια, πράγμα που σημαίνει ότι για κάθε μόριο που υπάρχει, η ουσία είναι στην πραγματικότητα διπλά αντιδραστική.

Ο γενικός τύπος του αριθμού των ισοδυνάμων είναι

E =MW/αριθμός χρέωσης

Όπου MW είναι το μοριακό βάρος της ένωσης και ο αριθμός φορτίου είναι ο αριθμός των ισοδυνάμων πρωτονίου ή υδροξειδίου που περιέχει η ένωση. Παραδείγματα με διαφορετικά οξέα και βάσεις βοηθούν στην απεικόνιση του τρόπου με τον οποίο αυτό λειτουργεί στην πράξη.

Equivalents of Acids and Bases

Πάρτε το παράδειγμα του θειικού οξέος από πάνω:

H₂ SO₄ + 2OH → 2H₂ O + SO₄

Μπορείτε να υπολογίσετε το MW του οξέος ανατρέχοντας σε έναν περιοδικό πίνακα για να λάβετε τα MW κάθε στοιχείου και προσθέτοντας 2(1) + (32) + 4(16) =98,0.

Σημειώστε ότι αυτό το οξύ μπορεί να δώσει δύο πρωτόνια, καθώς το θειικό ιόν παραμένει με φορτίο −2. Αυτό το ισοδύναμο βάρος είναι 98,0/2 =49,0.

Για μια βάση, το σκεπτικό είναι το ίδιο. Το υδροξείδιο του αμμωνίου μπορεί να δεχθεί ένα πρωτόνιο σε διάλυμα για να γίνει ιόν αμμωνίου:

NH₄ OH + H =H₂ O + NH₄

Το MW του υδροξειδίου του αμμωνίου είναι (14) + (4) (1) + (16) + 1 =35,0. Δεδομένου ότι μόνο μία φορά καταναλώνεται πρωτόνιο, το Ε για αυτήν την ένωση είναι 35,0/1 =35,0.

• Ένα ισοδύναμο γραμμαρίων (geq) είναι ο αριθμός των γραμμαρίων της παρούσας ουσίας διαιρεμένος με το ισοδύναμο βάρος της. Μπορεί επίσης να εκφραστεί ως ο αριθμός των στοιχείων φορτίου που περιέχονται επί τον αριθμό των moles n.

Αριθμομηχανή ισοδύναμου βάρους

Ανατρέξτε στους Πόρους για έναν ιστότοπο που σας επιτρέπει να υπολογίζετε αυτόματα το E για διαφορετικά μοριακά βάρη και συνδυασμούς φόρτισης ή να επιλύετε οποιαδήποτε τιμή δίνεται στις άλλες δύο για οποιαδήποτε ένωση μπορείτε να βρείτε.