น้ำหนักที่เท่ากันใช้และวิธีการคำนวณ (พร้อมตัวอย่าง)

น้ำหนักเทียบเท่า (PE) ของสารเคมีเป็นสารที่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเคมีและใช้เป็นพื้นฐานสำหรับการไตเตรท ขึ้นอยู่กับชนิดของปฏิกิริยามันสามารถกำหนดได้ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง.

สำหรับปฏิกิริยาที่เป็นกรดเบส PE คือน้ำหนักเป็นกรัมของสารที่ต้องจัดหาหรือทำปฏิกิริยากับหนึ่งโมลของ H⁺ (1,008 กรัม); สำหรับปฏิกิริยารีดอกซ์น้ำหนักในหน่วยกรัมของสารที่ต้องจัดหาหรือทำปฏิกิริยากับอิเล็กตรอนหนึ่งโมล.

สำหรับการตกตะกอนหรือปฏิกิริยาการก่อตัวที่ซับซ้อนน้ำหนักของสารที่ต้องใช้ในการจ่ายหรือทำปฏิกิริยากับโมลหนึ่งของไอออนบวกไอออนโมวาเลนต์ 1/2 โมลของไอออนบวก divalent, 1/3 โมลของไอออนไตรวาเลนต์ . และอื่น ๆ.

ถึงแม้ว่ามันอาจจะดูซับซ้อนในตอนแรก แต่สารบางตัวก็มักจะทำงานทางเคมีในลักษณะเดียวกัน ดังนั้นจึงไม่ยากที่จะเรียนรู้ค่า PE ที่ได้รับจากเคส.

ดัชนี

• 1 ต้นกำเนิดของน้ำหนักเท่ากัน
• 2 ใช้
  • 2.1 ใช้ในวิชาเคมีทั่วไป 
  • 2.2 ใช้ในการวิเคราะห์เชิงปริมาตร
  • 2.3 ใช้ในการวิเคราะห์ gravimetric
  • 2.4 ใช้ในเคมีพอลิเมอร์
• 3 จะคำนวณได้อย่างไร? ตัวอย่าง
  • 3.1 - น้ำหนักที่เท่ากันขององค์ประกอบทางเคมี
  • 3.2 - น้ำหนักที่เท่ากันของออกไซด์
  • 3.3 น้ำหนักที่เท่ากันของฐาน
  • 3.4 - น้ำหนักที่เท่ากันของกรด
  • 3.5 - น้ำหนักเทียบเท่าเกลือ
• 4 อ้างอิง

ต้นกำเนิดของน้ำหนักที่เท่ากัน

John Dalton (1808) เสนอน้ำหนักเทียบเท่าไฮโดรเจนเป็นหน่วยของมวล อย่างไรก็ตามชุดของการคัดค้านวิธีนี้ ยกตัวอย่างเช่นมันชี้ให้เห็นว่าองค์ประกอบส่วนใหญ่ไม่ตอบสนองโดยตรงกับไฮโดรเจนในรูปแบบสารประกอบง่าย (XH).

นอกจากนี้องค์ประกอบที่มีสถานะออกซิเดชั่ต่าง ๆ เช่นเปอร์แมงกาเนตจะมีน้ำหนักมากกว่าปกติ สิ่งนี้ขัดขวางการยอมรับน้ำหนักที่เทียบเท่าได้ในฐานะหน่วยของมวล.

งานนำเสนอโดย Dimitri Mendeleev (1869) ของตารางธาตุของเขาซึ่งคุณสมบัติทางเคมีขององค์ประกอบเกี่ยวข้องกับคำสั่งของน้ำหนักอะตอมของพวกเขาซึ่งเป็นข้อโต้แย้งที่แข็งแกร่งของผู้ที่คัดค้านการใช้น้ำหนักเทียบเท่าเป็นหน่วยของ มวล.

ที่จริงแล้วไม่จำเป็นต้องใช้คำว่า "เทียบเท่า" เนื่องจากการคำนวณปริมาณสารสัมพันธ์สามารถทำได้ในรูปของโมล อย่างไรก็ตามคำนี้มักใช้และไม่สะดวกที่จะเพิกเฉย.

เพื่อความสะดวกคำว่า "เทียบเท่า" ได้รับการแนะนำ: เทียบเท่าของกรดใด ๆ ที่ทำปฏิกิริยากับเทียบเท่าของฐานใด ๆ สารออกซิไดซ์ที่เทียบเท่าจะทำปฏิกิริยากับสารลดที่เทียบเท่า ฯลฯ.

การใช้งาน

ใช้ในวิชาเคมีทั่วไป

โลหะ

การใช้ PE ในองค์ประกอบและสารประกอบทางเคมีนั้นถูกแทนที่ด้วยการใช้มวลโมเลกุลของมัน เหตุผลหลักคือการมีอยู่ขององค์ประกอบและสารประกอบที่มีมากกว่าน้ำหนักที่เท่ากัน.

ตัวอย่างเช่น iron (Fe) องค์ประกอบที่มีน้ำหนักอะตอม 55.85 g / mol มีสอง valences: +2 และ +3 ดังนั้นมันจึงมีน้ำหนักสองน้ำหนักเท่ากัน: เมื่อทำงานกับวาเลนซ์ +2 น้ำหนักเท่ากันคือ 27.93 g / eq ในขณะที่เมื่อใช้วาเลนซ์ +3 น้ำหนักเท่ากันคือ 18.67 g / eq.

แน่นอนว่าเราไม่สามารถพูดถึงการมีอยู่ของน้ำหนักที่เทียบเท่าศรัทธา แต่เราสามารถชี้ให้เห็นถึงการมีอยู่ของน้ำหนักอะตอมของศรัทธา.

กรด

กรดฟอสฟอริกมีน้ำหนักโมเลกุล 98 g / mol กรดนี้เมื่อแยกตัวออกใน H⁺ + H₂PO₄^-,  มีน้ำหนักเท่ากับ 98 g / eq เนื่องจากปล่อย 1 โมลของ H⁺. หากกรดฟอสฟอริกแยกตัวในชั่วโมง⁺ +  HPO₄^2-, น้ำหนักเท่ากันคือ (98 g.mol^-1) / (2eq / mol^-1) = 49 g / eq ในความร้าวฉานนี้ H₃PO₄ เผยแพร่ 2 โมลของ H⁺.

แม้ว่ามันจะไม่สามารถไตเตรทได้ในตัวกลางที่เป็นน้ำ แต่ H₃PO₄ สามารถแยกตัวออกใน 3 H⁺  +   PO₄^3-. ในกรณีนี้น้ำหนักที่เท่ากันคือ (98 g.mol^-1) / (3 eq.mol^-1) = 32.7 g / eq The H₃PO₄ การส่งมอบในกรณีนี้ 3 โมลของเอช⁺.

จากนั้นกรดฟอสฟอริกจะมีน้ำหนักไม่เกิน 3 น้ำหนัก แต่นี่ไม่ใช่กรณีที่แยกได้ตัวอย่างเช่นกรดซัลฟูริกมีสองน้ำหนักเท่ากันและกรดคาร์บอนิกก็มีเช่นกัน.

ใช้ในการวิเคราะห์เชิงปริมาตร

-เพื่อลดข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นระหว่างการกระทำของสารการชั่งน้ำหนักการใช้สารที่มีน้ำหนักเทียบเท่าที่มากกว่านั้นเป็นที่ต้องการในการวิเคราะห์ทางเคมี ตัวอย่างเช่นในการประเมินผลการแก้ปัญหาของโซเดียมไฮดรอกไซด์กับกรดของน้ำหนักที่แตกต่างกัน แนะนำให้ใช้กรดที่มีน้ำหนักเทียบเท่ากันมากขึ้น.

-ในการใช้มวลของกรดของแข็งที่สามารถทำปฏิกิริยากับโซเดียมไฮดรอกไซด์ได้คุณมีตัวเลือกให้เลือกระหว่างกรดของแข็งสามชนิด: กรดออกซาลิกไดไฮเดรท, โพแทสเซียมพทาเลทกรดและโพแทสเซียม จาก 63.04 g / eq, 204.22 g / eq และ 389 g / eq.

ในกรณีนี้เราแนะนำให้ใช้โพแทสเซียมไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในการประเมินโซเดียมไฮดรอกไซด์เนื่องจากข้อผิดพลาดสัมพัทธ์ที่เกิดขึ้นเมื่อชั่งน้ำหนักมันจะต่ำกว่าเมื่อมีน้ำหนักที่มากกว่า.

ใช้ในการวิเคราะห์ gravimetric

น้ำหนักที่เท่ากันนั้นถูกกำหนดด้วยวิธีของตนเองในเทคนิคนี้สำหรับการวิเคราะห์สาร นี่คือมวลของการตกตะกอนที่ตรงกับหนึ่งกรัมของการวิเคราะห์ นี่คือองค์ประกอบหรือสารประกอบที่น่าสนใจในการศึกษาหรือการวิเคราะห์ที่กำลังทำ.

ใน gravimetry มันเป็นเรื่องธรรมดาที่จะกล่าวถึงผลของการวิเคราะห์เป็นเศษส่วนของมวลของ analyte ซึ่งมักแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์.

อธิบายปัจจัยความเท่ากันเป็นปัจจัยเชิงตัวเลขซึ่งมวลของการตกตะกอนจะถูกคูณเพื่อให้ได้มวลของ analyte ซึ่งมักจะแสดงออกเป็นกรัม.

การตรวจหาปริมาณกราวิเมตริกของนิกเกิล

ยกตัวอย่างเช่นในการกำหนดค่านิกเกิล gravimetric การตกตะกอนที่ประกอบด้วยนิกเกิล bis (dimethylglyoxylate) ด้วยมวลโมลาร์ของ 288.915 g / mol มวลโมลของนิกเกิลคือ 58.6934 g / mol.

มวลโมลาร์ของการตกตะกอนระหว่างมวลโมลาร์ของนิกเกิลก่อให้เกิดผลลัพธ์ต่อไปนี้:

288.915 g.mol^-1/ 58.6934 g.mol^-1 = 4.9224 ซึ่งหมายความว่า 4.9224 กรัมของสารประกอบเท่ากับนิกเกิล 1 กรัม หรือกล่าวอีกอย่างหนึ่งว่าตะกอน 4.9224 กรัมประกอบด้วยนิกเกิล 1 กรัม.

ปัจจัยความเท่าเทียมคำนวณโดยการหารมวลโมลาร์ของนิกเกิลด้วยมวลโมลาร์ของการตกตะกอนที่มี: 58.693 g.mol^-1/ 288.915 g.mol^-1 = 0.203151 นี่บอกเราว่าหนึ่งกรัมของตะกอนที่มีส่วนผสมของนิกเกิลมีปริมาณนิกเกิล 0.203151 กรัม.

ใช้ในเคมีพอลิเมอร์

ในทางเคมีของพอลิเมอร์น้ำหนักที่เท่ากันของรีเอเจนต์โพลีเมอไรเซชันคือมวลของโพลีเมอร์ที่มีปฏิกิริยาเทียบเท่า.

มันมีความสำคัญอย่างยิ่งในกรณีของโพลีเมอร์แลกเปลี่ยนไอออน: พอลิเมอร์แลกเปลี่ยนไอออนหนึ่งอันที่เทียบเท่ากันสามารถแลกเปลี่ยนโมลของไอออนที่มีขนาดเดียวได้ แต่มีเพียงครึ่งโมลของไอออนประจุสองเท่า.

มันเป็นเรื่องปกติที่จะแสดงปฏิกิริยาของโพลีเมอร์เป็นค่าผกผันของน้ำหนักที่เท่ากันซึ่งแสดงเป็นหน่วยของ mmol / g หรือ meq / g.

วิธีการคำนวณ ตัวอย่าง

-น้ำหนักที่เท่ากันขององค์ประกอบทางเคมี

มันได้มาจากการหารน้ำหนักอะตอมด้วยวาเลนซ์:

Peq = Pa / v

มีองค์ประกอบที่มีน้ำหนักเท่ากันและองค์ประกอบที่สามารถมี 2 หรือมากกว่านั้น.

น้ำหนักเทียบเท่าแคลเซียม

น้ำหนักอะตอม = 40 g / mol

วาเลนเซีย = +2

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

20 g / eq

น้ำหนักของอลูมิเนียมเท่ากัน

น้ำหนักอะตอม = 27 g / mol

วาเลนเซีย = +3

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

9 กรัม / eq

น้ำหนักเทียบเท่านิกเกิล

น้ำหนักอะตอม = 58.71 g / mol

วาเลนเซีย = +2 และ +3

นิกเกิลมีน้ำหนักเทียบเท่ากันสองน้ำหนักที่สอดคล้องกับเมื่อทำปฏิกิริยากับวาเลนซ์ +2 และเมื่อทำปฏิกิริยากับวาเลนซ์ +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

-น้ำหนักที่เท่ากันของออกไซด์

วิธีหนึ่งในการคำนวณน้ำหนักเทียบเท่าของออกไซด์คือการหารน้ำหนักโมเลกุลของมันระหว่างผลิตภัณฑ์ของวาเลนซ์โลหะด้วยตัวห้อยโลหะ.

Peq = Pm / V · S

Pm = น้ำหนักโมเลกุลของออกไซด์.

V = การรื้อถอนโลหะ

S = ตัวห้อยโลหะ

ผลิตภัณฑ์ V · S เรียกว่าค่าใช้จ่ายทั้งหมดหรือประจุสุทธิของไอออนบวก.

น้ำหนักของอะลูมิเนียมออกไซด์ที่เท่ากัน (Al₂O₃)

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

102 กรัม / โมล

วาเลนเซีย = +3

Subindex = 2

Peq Al₂O₃ = Pm / V · S

Peq Al₂O₃ = 102 g.mol^-1/ 3 eqmol^-1. 2

17 กรัม / eq

มีวิธีอื่นในการแก้ปัญหานี้โดยขึ้นอยู่กับปริมาณสารสัมพันธ์ อลูมิเนียมออกไซด์ 102 กรัมมีอลูมิเนียม 54 กรัมและออกซิเจน 48 กรัม.

Peq del Al = น้ำหนักอะตอม / วาเลนเซีย

27 กรัม. มอล^-1/ 3 eq.mol^-1

9 กรัม / eq

ขึ้นอยู่กับน้ำหนักที่เทียบเท่าของอลูมิเนียม (9 กรัม / eq) มันถูกคำนวณว่าใน 54 กรัมของอลูมิเนียมมีอลูมิเนียมเทียบเท่า 6.

จากนั้นจากคุณสมบัติของการเทียบเท่า: 6 เทียบเท่าของอลูมิเนียมจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจน 6 เทียบเท่าเพื่อให้ 6 เทียบเท่าของอลูมิเนียมออกไซด์.

ใน 102 กรัม ของอลูมิเนียมออกไซด์มี 6 เทียบเท่า.

ดังนั้น:

Peq ของ Al₂O₃ = 102 g / 6 eq

17 กรัม / eq

-น้ำหนักที่เท่ากันของฐาน

น้ำหนักที่เทียบเท่าได้จากการหารน้ำหนักโมเลกุลด้วยจำนวนกลุ่ม oxyhydryl (OH).

น้ำหนักที่เท่ากันของเฟอรัสไฮดรอกไซด์, Fe (OH)₂

น้ำหนักโมเลกุล = 90 g / mol

หมายเลข OH = 2

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

45 g / eq

-น้ำหนักที่เท่ากันของกรด

โดยทั่วไปแล้วจะได้รับโดยการหารน้ำหนักโมเลกุลของมันด้วยจำนวนของไฮโดรเจนที่ให้หรือปล่อย อย่างไรก็ตามกรด polyprotonic สามารถแยกตัวหรือปลดปล่อย H ในรูปแบบต่าง ๆ ดังนั้นพวกเขาจึงมีน้ำหนักมากกว่าน้ำหนักที่เท่ากัน.

น้ำหนักที่เท่ากันของกรดไฮโดรคลอริก HCl

น้ำหนักที่เท่ากัน HCl = น้ำหนักโมเลกุล / จำนวนไฮโดรเจน

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

36.5 g / eq

น้ำหนักที่เท่ากันของกรดซัลฟิวริก

กรดซัลฟิวริก (H₂SW₄) สามารถแยกออกได้สองวิธี:

H₂SW₄ => H⁺   +    HSO₄^-

H₂SW₄ => 2 ชั่วโมง⁺   +    SW₄^2-

เมื่อคุณปล่อย H⁺ PE ของคุณคือ:

น้ำหนักโมเลกุล = 98 g / mol

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

98 g / peq

และเมื่อมันปล่อย 2H⁺:

น้ำหนักโมเลกุล = 98 g / mol

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

49 กรัม / วัน

ด้วยเหตุผลเดียวกันกับกรดฟอสฟอริก₃PO₄) น้ำหนักโมเลกุล 98 กรัม / โมลสามารถมีน้ำหนักได้มากถึงสามน้ำหนัก: 98 g / eq, 49 g / eq และ 32.67 g / eq.

-น้ำหนักของเกลือที่เท่ากัน

และสุดท้ายคุณสามารถคำนวณน้ำหนักที่เทียบเท่าของเกลือโดยการหารน้ำหนักโมเลกุลของมันระหว่างผลคูณของความจุของโลหะด้วยตัวห้อยของโลหะ.

PE = PM / V · S

เฟอริกเฟอริกซัลเฟต₂(ดังนั้น₄)₃

น้ำหนักโมเลกุล = 400 g / mol

วาเลนเซียแห่งเหล็ก = +3 eq / mol

ตัวห้อยเหล็ก = 2

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

66.67 g / eq

การอ้างอิง

1. วันอาร์. อา. เจ. อาร์. และอันเดอร์วู้ด, A. แอลเคมีเชิงวิเคราะห์เชิงปริมาณ การแปล 5^{ไปยัง} ฉบับภาษาอังกฤษ บรรณาธิการ Prentice Hall Interamericana
2. เคมีอนินทรีย์ ( N.d. ) การหาค่าน้ำหนักเทียบเท่าของออกไซด์ สืบค้นจาก: fullquimica.com
3. วิกิพีเดีย (2018) น้ำหนักเท่ากัน สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
4. บรรณาธิการสารานุกรมบริแทนนิกา (26 กันยายน 2559) น้ำหนักเท่ากัน สารานุกรมบริแทนนิกา ดึงมาจาก: britannica.com
5. โอริคแจ็ค (30 เมษายน 2018) วิธีการคำนวณน้ำหนักที่เท่ากัน Sciencing สืบค้นจาก: sciencing.com
6. น้ำหนักที่เท่ากันของกรดตอนที่ 2: การไตเตรทของตัวอย่างกรดที่ไม่รู้จัก ( N.d. ) ดึงจาก: คณะ. uml.edu
7. Bergstresser M. (2018) น้ำหนักเท่ากัน: นิยาม & สูตร การศึกษา ดึงมาจาก: study.com