TRỌNG LƯỢNG TƯƠNG ĐƯƠNG: CÔNG DỤNG VÀ CÁCH TÍNH NÓ (CÓ VÍ DỤ) - HÓA HỌC - 2026

Các trọng lượng tương đương (PE) của một chất là cái tham gia trong một phản ứng hóa học, và được sử dụng làm cơ sở cho một chuẩn độ. Tùy thuộc vào loại phản ứng, nó có thể được xác định theo cách này hay cách khác.

Đối với phản ứng axit-bazơ, PE là khối lượng tính bằng gam của chất cần cung cấp hoặc phản ứng với một mol H ⁺ (1,008 g); đối với phản ứng oxi hóa khử, khối lượng tính bằng gam của chất cần cung cấp hoặc phản ứng với một mol electron.

Nguồn: Bởi M.Minderhoud (White Background bởi Amada44), qua Wikimedia Commons

Đối với phản ứng kết tủa hoặc tạo phức, khối lượng của chất cần cung cấp hoặc phản ứng với một mol cation đơn chức, 1/2 mol của cation hóa trị hai, 1/3 mol của cation hóa trị ba . Và như thế.

Mặc dù thoạt nghe có vẻ hơi phức tạp nhưng một số chất luôn hoạt động về mặt hóa học theo cùng một cách; do đó, không khó để tìm hiểu các giá trị PE cho các trường hợp.

Xuất xứ của trọng lượng tương đương

John Dalton (1808) đề xuất trọng lượng tương đương của hydro là một đơn vị khối lượng. Tuy nhiên, một số ý kiến ​​phản đối cách làm này đã nảy sinh. Ví dụ, người ta lưu ý rằng hầu hết các nguyên tố không phản ứng trực tiếp với hydro để tạo thành các hợp chất đơn giản (XH).

Hơn nữa, các nguyên tố có các trạng thái oxy hóa khác nhau, ví dụ pemanganat, có nhiều hơn một trọng lượng tương đương. Điều này gây khó khăn cho việc chấp nhận trọng lượng tương đương như một đơn vị khối lượng.

Sự trình bày của Dimitri Mendeleev (1869) về bảng tuần hoàn của ông, trong đó các tính chất hóa học của các nguyên tố có liên quan đến thứ tự sắp xếp của trọng lượng nguyên tử của chúng, đã tạo thành một lập luận mạnh mẽ của những người phản đối việc sử dụng trọng lượng tương đương làm đơn vị của khối lượng.

Trên thực tế, không cần phải sử dụng thuật ngữ "tương đương", vì bất kỳ phép tính phân vị nào cũng có thể được thực hiện theo số mol. Tuy nhiên, thuật ngữ này thường được sử dụng và không nên bỏ qua.

Để thuận tiện, thuật ngữ "tương đương" đã được đưa ra: một chất tương đương của bất kỳ axit nào phản ứng với một chất tương đương của bất kỳ bazơ nào; một đương lượng của chất oxy hóa bất kỳ phản ứng với một chất tương đương của chất khử bất kỳ, v.v.

Các ứng dụng

Sử dụng trong hóa học nói chung

Kim loại

Việc sử dụng PE trong các nguyên tố và hợp chất hóa học đã được thay thế bằng việc sử dụng khối lượng mol của nó. Nguyên nhân chính là do sự tồn tại của các nguyên tố và hợp chất có trọng lượng lớn hơn tương đương.

Ví dụ, sắt (Fe), một nguyên tố có khối lượng nguyên tử là 55,85 g / mol, có hai hóa trị: +2 và +3. Do đó, nó có hai trọng lượng tương đương: khi tác dụng với hóa trị +2, trọng lượng tương đương của nó là 27,93 g / eq; trong khi, khi sử dụng hóa trị + 3, trọng lượng tương đương của nó là 18,67 g / eq.

Tất nhiên, người ta không thể nói về sự tồn tại của một trọng lượng tương đương của Fe, nhưng có thể chỉ ra sự tồn tại của một trọng lượng nguyên tử của Fe.

Axit

Axit photphoric có khối lượng phân tử là 98 g / mol. Khi axit này phân ly thành H ⁺ + H ₂ PO ₄ ^- , nó có khối lượng tương đương là 98 g / eq, vì nó giải phóng 1 mol H ⁺ . Nếu axit photphoric phân ly thành H ⁺ + HPO ₄ ^2– , khối lượng tương đương của nó là (98 g.mol ^-1 ) / (2eq / mol ^-1 ) = 49 g / eq. Trong sự phân ly này, H ₃ PO ₄ giải phóng 2 mol H ⁺ .

Mặc dù không thể chuẩn độ trong môi trường nước, H ₃ PO ₄ có thể phân ly thành 3 H ⁺ + PO ₄ ^3– . Trong trường hợp này, trọng lượng tương đương là (98 g.mol ^-1 ) / (3 eq.mol ^-1 ) = 32,7 g / eq. Trong trường hợp này H ₃ PO ₄ cung cấp 3 mol H ⁺ .

Vậy axit photphoric có tối đa 3 khối lượng tương đương. Nhưng đây không phải là trường hợp cá biệt, vì vậy, ví dụ, axit sunfuric có hai trọng lượng tương đương và axit cacbonic cũng có.

Sử dụng trong phân tích thể tích

- Để giảm các sai số có thể xảy ra trong quá trình cân các chất, trong hóa phân tích người ta ưu tiên sử dụng chất có trọng lượng tương đương lớn hơn. Ví dụ, trong phép chuẩn độ dung dịch natri hydroxit với các axit có khối lượng tương đương khác nhau. Nên sử dụng axit có trọng lượng tương đương cao nhất.

-Trong việc sử dụng khối lượng của một axit rắn có thể phản ứng với natri hiđroxit, bạn có quyền lựa chọn giữa ba axit rắn: axit oxalic dihydrat, axit kali phthalate và kali hydrogeniodat, với khối lượng tương đương lần lượt là 63,04 g / eq, 204,22 g / eq và 389 g / eq.

Trong trường hợp này, ưu tiên sử dụng axit kali hydroxitat trong chuẩn độ natri hydroxit, vì nó có trọng lượng tương đương lớn hơn, sai số tương đối khi cân sẽ nhỏ hơn.

Sử dụng trong phân tích trọng lượng

Trọng lượng tương đương được xác định theo cách riêng của nó trong kỹ thuật phân tích chất này. Ở đây, đó là khối lượng kết tủa tương ứng với một gam chất phân tích. Đây là yếu tố hoặc hợp chất quan tâm trong nghiên cứu hoặc phân tích đang được thực hiện.

Trong phép đo trọng lượng, người ta thường trích dẫn kết quả của các phép phân tích dưới dạng một phần khối lượng của chất phân tích, thường được biểu thị bằng phần trăm.

Hệ số đương lượng được giải thích là một hệ số mà theo đó khối lượng của kết tủa phải được nhân lên để có được khối lượng của chất phân tích, thường được biểu thị bằng gam.

Xác định trọng lượng niken

Ví dụ, trong phép xác định trọng lượng của niken, kết tủa chứa nó là bis (niken đimetylglyoximat) với khối lượng mol là 288,915 g / mol. Khối lượng mol của niken là 58,6934 g / mol.

Khối lượng mol của kết tủa chia cho số mol của niken tạo ra kết quả sau:

288,915 g.mol ^-1 / 58,6934 g.mol ^-1 = 4,9224. Điều này có nghĩa là 4,9224 g hợp chất tương đương với 1 g niken; Hay nói cách khác, 4,9224 g kết tủa chứa 1 g niken.

Hệ số đương lượng được tính bằng cách lấy khối lượng mol của niken chia cho khối lượng mol của kết tủa chứa nó: 58,693 g.mol ^-1 / 288,915 g.mol ^-1 = 0,203151. Điều này cho chúng ta biết rằng mỗi gam kết tủa chứa niken có 0,203151 g niken.

Sử dụng trong hóa học polyme

Trong hóa học polyme, khối lượng tương đương của thuốc thử trùng hợp là khối lượng của polyme có một đương lượng phản ứng.

Nó đặc biệt quan trọng trong trường hợp polyme trao đổi ion: một tương đương của polyme trao đổi ion có thể trao đổi một mol ion đơn tính; nhưng chỉ có nửa mol ion mang điện tích kép.

Người ta thường biểu thị khả năng phản ứng của polyme là nghịch đảo của khối lượng tương đương, được biểu thị bằng đơn vị mmol / g hoặc meq / g.

Làm thế nào để tính toán nó? Ví dụ

- Khối lượng tương đương của một nguyên tố hóa học

Nó thu được bằng cách chia khối lượng nguyên tử của nó cho hóa trị của nó:

Peq = Pa / v

Có những món chỉ có một trọng lượng tương đương và những món có thể có 2 hoặc nhiều hơn.

Trọng lượng tương đương của canxi

Khối lượng nguyên tử = 40 g / mol

Valencia = +2

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

20 g / eq

Trọng lượng tương đương của nhôm

Khối lượng nguyên tử = 27 g / mol

Valencia = +3

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

9 g / eq

Trọng lượng tương đương niken

Khối lượng nguyên tử = 58,71 g / mol

Valencia = +2 và +3

Niken có hai trọng lượng tương đương tương ứng với khi nó phản ứng với hóa trị +2 và khi nó phản ứng với hóa trị +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

-Trọng lượng tương đương của một oxit

Một cách để tính khối lượng tương đương của một oxit là chia khối lượng phân tử của nó cho tích số hóa trị của kim loại và chỉ số phụ của kim loại.

Peq = Pm / V S

Pm = khối lượng phân tử của oxit.

V = hóa trị của kim loại

S = chỉ số con của kim loại

Sản phẩm V · S được gọi là tổng hoặc điện tích thực của cation.

Trọng lượng tương đương của nhôm oxit (Al

Khối lượng phân tử = Al (2 x 27 g / mol) + O (3 x 16 g / mol)

102 g / mol

Valencia = +3

Chỉ số dưới = 2

Peq Al ₂ O ₃ = Pm / V S

Peq Al ₂ O ₃ = 102 g.mol ^-1 / 3 eqmol ^-1 . hai

17 g / eq

Có một cách khác để giải quyết vấn đề này dựa trên phép đo phân tích. Trong 102 gam nhôm oxit có 54 gam nhôm và 48 gam oxi.

Peq del Al = Khối lượng nguyên tử / Valencia

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

9 g / eq

Dựa vào khối lượng đương lượng của nhôm (9 g / eq), người ta tính được rằng trong 54 g nhôm có 6 đồng lượng nhôm.

Sau đó từ tính chất của các đương lượng: 6 đương lượng của nhôm sẽ phản ứng với 6 đương lượng của oxi để tạo ra 6 đương lượng của nhôm oxit.

Trong 102 g. của nhôm oxit có 6 đương lượng.

Như vậy:

Nhỏ của Al ₂ O ₃ = 102 g / 6 eq

17 g / eq

-Trọng lượng tương đương của một cơ sở

Khối lượng tương đương nhận được bằng cách chia khối lượng phân tử của nó cho số nhóm oxyhydryl (OH).

Trọng lượng tương đương của hydroxit đen, Fe (OH)

Khối lượng phân tử = 90 g / mol

Số OH = 2

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

45 g / eq

-Trọng lượng tương đương của một axit

Nói chung, nó thu được bằng cách chia khối lượng phân tử của nó cho số lượng hydro mà nó nhường hoặc giải phóng. Tuy nhiên, các axit polyrotonic có thể phân ly hoặc giải phóng H của chúng theo nhiều cách khác nhau, vì vậy chúng có thể có nhiều hơn một trọng lượng tương đương.

Khối lượng tương đương của axit clohydric, HCl

Khối lượng đương lượng HCl = khối lượng phân tử / số lượng hydro

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

36,5 g / eq

Khối lượng tương đương của axit sunfuric

Axit sunfuric (H ₂ SO ₄ ) có thể phân ly theo hai cách:

H ₂ SO ₄ => H ⁺ + HSO ₄ ^-

H ₂ SO ₄ => 2 H ⁺ + SO ₄ ^2-

Khi anh ấy giải phóng H ⁺ PE của anh ấy là:

Khối lượng phân tử = 98 g / mol

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

98 g / nhỏ

Và khi bạn phát hành 2H ⁺ :

Khối lượng phân tử = 98 g / mol

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

49 g / eq

Vì lý do tương tự, axit photphoric (H ₃ PO ₄ ) với trọng lượng phân tử là 98 g / mol, có thể có tối đa ba trọng lượng tương đương: 98 g / eq, 49 g / eq và 32,67 g / eq.

-Trọng lượng tương đương của một muối

Và cuối cùng, khối lượng tương đương của một muối có thể được tính bằng cách chia khối lượng phân tử của nó cho tích số hóa trị của kim loại đó cho chỉ số phụ của kim loại đó.

PE = PM / V S

Sắt sunfat Fe

Khối lượng phân tử = 400 g / mol

Hóa trị sắt = +3 eq / mol

Chỉ số dưới sắt = 2

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

66,67 g / eq

Người giới thiệu

1. Ngày, RA JR. Và Underwood, Hóa học Phân tích Định lượng AL. Bản dịch của ấn bản thứ 5 ^sang tiếng Anh. Tòa soạn Prentice Hall Interamericana
2. Hóa học vô cơ. (sf). Xác định khối lượng đương lượng của các Oxit. Phục hồi từ: fullquimica.com
3. Wikipedia. (2018). Trọng lượng tương đương. Khôi phục từ: en.wikipedia.org
4. Các biên tập viên của Encyclopaedia Britannica. (2016, ngày 26 tháng 9). Trọng lượng tương đương. Encyclopædia Britannica. Phục hồi từ: britannica.com
5. Ori, Jack. (Ngày 30 tháng 4 năm 2018). Cách Tính Trọng Lượng Tương Đương. Đấu kiếm. Phục hồi từ: sciining.com
6. Khối lượng tương đương của axit Phần 2: Chuẩn độ mẫu axit chưa biết. (sf). Được khôi phục từ: science.uml.edu
7. Bergstresser M. (2018). Trọng lượng tương đương: Định nghĩa & Công thức. Học. Phục hồi từ: study.com