EQUIVALENT GEWICHT: GEBRUIK EN HOE HET TE BEREKENEN (MET VOORBEELDEN) - CHEMIE - 2026

Het equivalentgewicht (PE) van een stof is het gewicht dat deelneemt aan een chemische reactie en wordt gebruikt als basis voor een titratie. Afhankelijk van het type reactie, kan deze op de een of andere manier worden gedefinieerd.

Voor zuur-base-reacties is PE het gewicht in grammen van de stof die nodig is om één mol H ⁺ (1,008 g) te leveren of ermee te reageren ; voor redoxreacties, het gewicht in gram van de stof die nodig is om één mol elektronen te leveren of ermee te reageren.

Bron: door M.Minderhoud (witte achtergrond door Amada44), via Wikimedia Commons

Voor precipitatie- of complexeringsreacties, het gewicht van de stof die nodig is om één mol van een eenwaardig kation, 1/2 mol van een tweewaardig kation, 1/3 mol van een driewaardig kation te leveren of ermee te reageren . Enzovoort.

Hoewel het in het begin misschien wat ingewikkeld lijkt, gedragen sommige stoffen zich chemisch gezien altijd op dezelfde manier; daarom is het in de gevallen niet moeilijk om de PE-waarden te leren.

Herkomst van equivalent gewicht

John Dalton (1808) stelde het equivalentgewicht van waterstof voor als een eenheid van massa. Er waren echter een aantal bezwaren tegen deze benadering. Er werd bijvoorbeeld opgemerkt dat de meeste elementen niet direct reageerden met waterstof om eenvoudige verbindingen (XH) te vormen.

Bovendien hebben elementen met verschillende oxidatietoestanden, bijvoorbeeld permanganaat, meer dan één equivalentgewicht. Dit maakte het moeilijk om het equivalente gewicht als eenheid van massa te accepteren.

De presentatie door Dimitri Mendelejev (1869) van zijn periodiek systeem, waarin de chemische eigenschappen van de elementen gerelateerd waren aan de geordende volgorde van hun atoomgewichten, vormde een sterk argument van degenen die bezwaar maakten tegen het gebruik van equivalent gewicht als eenheid van massa.

Eigenlijk is het niet nodig om de term "equivalent" te gebruiken, aangezien elke stoichiometrische berekening kan worden gedaan in termen van mollen. Deze term wordt echter vaak gebruikt en mag niet worden genegeerd.

Gemakshalve werd de term "equivalent" geïntroduceerd: een equivalent van een zuur reageert met een equivalent van een base; een equivalent van een oxidatiemiddel reageert met een equivalent van een reductiemiddel, enz.

Toepassingen

Gebruik in algemene chemie

Metalen

Het gebruik van PE in elementen en chemische verbindingen is vervangen door het gebruik van zijn molaire massa. De belangrijkste reden is het bestaan ​​van elementen en verbindingen met meer dan een equivalent gewicht.

IJzer (Fe), een element met een atoomgewicht van 55,85 g / mol, heeft bijvoorbeeld twee valenties: +2 en +3. Daarom heeft het twee equivalente gewichten: als het werkt met valentie +2, is het equivalentgewicht 27,93 g / eq; terwijl, wanneer de valentie +3 wordt gebruikt, het equivalentgewicht 18,67 g / eq.

Van het bestaan ​​van een equivalent gewicht aan Fe kan natuurlijk niet worden gesproken, maar het bestaan ​​van een atoomgewicht van Fe kan wel worden opgemerkt.

Zuren

Fosforzuur heeft een molecuulgewicht van 98 g / mol. Wanneer dit zuur uiteenvalt in H ⁺ + H ₂ PO ₄ ^- , heeft het een equivalentgewicht van 98 g / eq, aangezien het 1 mol H ⁺ afgeeft . Als fosforzuur dissocieert in H ⁺ + HPO ₄ ^2– , is het equivalentgewicht (98 g.mol ^-1 ) / (2eq / mol ^-1 ) = 49 g / eq. Bij deze dissociatie geeft H ₃ PO ₄ 2 mol H ^{+ vrij} .

Hoewel het niet titreerbaar is in een waterig medium, kan H ₃ PO ₄ dissociëren in 3 H ⁺ + PO ₄ ^3– . In dit geval is het equivalentgewicht (98 g.mol ^-1 ) / (3 eq.mol ^-1 ) = 32,7 g / eq. H ₃ PO ₄ levert in dit geval 3 mol H ⁺ .

Fosforzuur heeft dus tot 3 equivalente gewichten. Maar dit is geen op zichzelf staand geval, dus zwavelzuur heeft bijvoorbeeld twee equivalente gewichten en koolzuur ook.

Gebruik bij volumetrische analyse

-Om de fouten te verminderen die kunnen worden begaan tijdens de werking van weegstoffen, heeft in de analytische chemie het gebruik van een stof met een groter equivalent gewicht de voorkeur. Bijvoorbeeld bij de titratie van een natriumhydroxide-oplossing met zuren van verschillende equivalentgewichten. Het gebruik van het zuur met het hoogste equivalentgewicht wordt aanbevolen.

-Bij gebruik van de massa van een vast zuur dat kan reageren met natriumhydroxide, heeft u de keuze tussen drie vaste zuren: oxaalzuurdihydraat, kaliumzuurftalaat en kaliumhydrogeenjodaat, met equivalente gewichten respectievelijk 63,04 g / eq, 204,22 g / eq en 389 g / eq.

In dit geval verdient het de voorkeur kaliumhydrogeenjodaatzuur te gebruiken bij de titratie van natriumhydroxide, aangezien het een groter equivalentgewicht heeft, waardoor de relatieve fout die wordt gemaakt bij het wegen ervan kleiner is.

Gebruik bij gravimetrische analyse

Het equivalentgewicht wordt in deze stofanalysetechniek op zijn eigen manier gedefinieerd. Hier is het de massa van het neerslag die overeenkomt met één gram analyt. Dit is het element of de verbinding die van belang is in het onderzoek of de analyse die wordt uitgevoerd.

Bij gravimetrie is het gebruikelijk om de resultaten van de analyses te citeren als een fractie van de massa van de analyt, vaak uitgedrukt als een percentage.

De equivalentiefactor wordt uitgelegd als een numerieke factor waarmee de massa van het neerslag moet worden vermenigvuldigd om de massa van de analyt te verkrijgen, meestal uitgedrukt in grammen.

Gravimetrische bepaling van nikkel

Bij de gravimetrische bepaling van nikkel is het neerslag dat het bevat bijvoorbeeld bis (nikkeldimethylglyoximaat) met een molaire massa van 288,915 g / mol. De molaire massa van nikkel is 58,6934 g / mol.

De molaire massa van het neerslag gedeeld door de molaire massa van nikkel geeft het volgende resultaat:

288,915 g.mol ^-1 / 58,6934 g.mol ^-1 = 4,9224. Dit betekent dat 4,9224 g van de verbinding gelijk is aan 1 g nikkel; Of met andere woorden: 4,9224 g van het neerslag bevat 1 g nikkel.

De equivalentiefactor wordt berekend door de molaire massa van nikkel te delen door de molaire massa van het neerslag dat het bevat: 58,693 g.mol ^-1 / 288,915 g.mol ^-1 = 0,203151. Dit vertelt ons dat er per gram nikkelhoudend neerslag 0,203151 g nikkel zit.

Gebruikt in polymeerchemie

In de polymeerchemie is het equivalentgewicht van een polymerisatiereagens de massa van het polymeer dat één equivalent reactiviteit heeft.

Het is vooral belangrijk in het geval van ionenuitwisselingspolymeren: één equivalent van een ionenuitwisselingspolymeer kan één mol monochroom ionen uitwisselen; maar slechts een halve mol dubbel geladen ionen.

Het is gebruikelijk om de reactiviteit van een polymeer uit te drukken als het omgekeerde van het equivalentgewicht, dat wordt uitgedrukt in eenheden van mmol / g of meq / g.

Hoe bereken je het? Voorbeelden

-Equivalent gewicht van een chemisch element

Het wordt verkregen door zijn atoomgewicht te delen door zijn valentie:

Peq = Pa / v

Er zijn artikelen die slechts één equivalent gewicht hebben en artikelen die er 2 of meer kunnen hebben.

Equivalent gewicht aan calcium

Atoomgewicht = 40 g / mol

Valencia = +2

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

20 g / eq

Equivalent gewicht van aluminium

Atoomgewicht = 27 g / mol

Valencia = +3

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

9 g / eq

Nikkel equivalent gewicht

Atoomgewicht = 58,71 g / mol

Valencia = +2 en +3

Nikkel heeft twee equivalente gewichten die overeenkomen met wanneer het reageert met valentie +2 en wanneer het reageert met valentie +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

-Equivalent gewicht van een oxide

Een manier om het equivalentgewicht van een oxide te berekenen, is door het molecuulgewicht ervan te delen door het valentieproduct van het metaal en het subscript van het metaal.

Peq = Pm / V S

Pm = molecuulgewicht van het oxide.

V = valentie van metaal

S = subscript van metaal

Het product V · S wordt de totale of nettolading van het kation genoemd.

Equivalent gewicht van aluminiumoxide (Al

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

102 g / mol

Valencia = +3

Abonnement = 2

Peq Al ₂ O ₃ = Pm / V S

PEQ Al ₂ O ₃ = 102 g.mol ^-1 / 3 eqmol ^-1 . twee

17 g / eq

Er is een andere manier om dit probleem op te lossen op basis van stoichiometrie. In 102 g aluminiumoxide zit 54 gram aluminium en 48 gram zuurstof.

Peq del Al = Atoomgewicht / Valencia

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

9 g / eq

Gebaseerd op het equivalentgewicht van aluminium (9 g / eq), wordt berekend dat er in 54 g aluminium 6 equivalenten aluminium zijn.

Dan uit de eigenschappen van de equivalenten: 6 equivalenten aluminium zullen reageren met 6 equivalenten zuurstof om 6 equivalenten aluminiumoxide te geven.

In 102 g. van aluminiumoxide zijn er 6 equivalenten.

Dus:

Klein van Al ₂ O ₃ = 102 g / 6 eq

17 g / eq

-Gelijk gewicht van een basis

Het equivalentgewicht wordt verkregen door het molecuulgewicht te delen door het aantal oxyhydrylgroepen (OH).

Equivalent gewicht van ferrohydroxide, Fe (OH)

Molecuulgewicht = 90 g / mol

OH-getal = 2

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

45 g / eq

-Equivalent gewicht van een zuur

Over het algemeen wordt het verkregen door het molecuulgewicht te delen door het aantal waterstof dat het opgeeft of afgeeft. Polyrotonzuren kunnen echter op verschillende manieren dissociëren of hun H afgeven, zodat ze meer dan één equivalent gewicht kunnen hebben.

Equivalent gewicht aan zoutzuur, HCl

HCl-equivalentgewicht = molecuulgewicht / aantal waterstof

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

36,5 g / eq

Equivalent gewicht van zwavelzuur

Zwavelzuur (H ₂ SO ₄ ) kan op twee manieren dissociëren:

H ₂ SO ₄ => H ⁺ + HSO ₄ ^-

H ₂ SO ₄ => 2 H ⁺ + SO ₄ ^2-

Als hij een H ⁺ loslaat, is zijn PE:

Molecuulgewicht = 98 g / mol

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

98 g / klein

En als je 2H ⁺ loslaat :

Molecuulgewicht = 98 g / mol

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

49 g / eq

Om dezelfde reden, fosforzuur (H ₃ PO ₄ ) met een moleculair gewicht van 98 g / mol, kan hebben drie equivalentgewichten: 98 g / eq, 49 g / eq en 32.67 g / eq.

-Equivalent gewicht van een zout

En tot slot kan het equivalentgewicht van een zout worden berekend door het molecuulgewicht ervan te delen door het product van de valentie van het metaal en het subscript van het metaal.

PE = PM / VS

IJzersulfaat Fe

Molecuulgewicht = 400 g / mol

IJzervalentie = +3 eq / mol

IJzer-subscript = 2

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

66,67 g / eq

Referenties

1. Dag, RA JR. En Underwood, AL kwantitatieve analytische chemie. Vertaling van de 5e ^{in de} Engelse editie. Redactioneel Prentice Hall Interamericana
2. Anorganische scheikunde. (sf). Bepaling van equivalente gewichten van oxiden. Hersteld van: fullquimica.com
3. Wikipedia. (2018). Gelijkwaardig gewicht. Hersteld van: en.wikipedia.org
4. De redactie van Encyclopaedia Britannica. (2016, 26 september). Gelijkwaardig gewicht. Encyclopædia Britannica. Hersteld van: britannica.com
5. Ori, Jack. (30 april 2018). Hoe equivalent gewicht te berekenen. Wetenschappelijk. Hersteld van: sciencing.com
6. Het equivalente gewicht van een zuur Deel 2: Titratie van het onbekende zuurmonster. (sf). Hersteld van: faculty.uml.edu
7. Bergstresser M. (2018). Equivalent gewicht: definitie en formule. Studie. Hersteld van: study.com