Door Kevin Beck Bijgewerkt op 30 augustus 2022

Ivan-balvan/iStock/GettyImages

Wanneer chemicaliën zich combineren, doen ze dat in bekende, vaste verhoudingen. Zelfs als u zelf nog nooit formeel met chemicaliën heeft gewerkt, heeft u waarschijnlijk uw deel van de chemische reacties uitgeschreven gezien en weet u dat deze in een voorspelbaar formaat verschijnen. Beschouw bijvoorbeeld de reactie van zwavelzuur en hydroxide-ionen om water en sulfaationen te produceren:

H2SO4 + 2OH− → 2H2O + SO42−

De getallen vóór de moleculen, de coëfficiënten, tonen de getallen van elk reactant- en productmolecuul in relatie tot elkaar; de subscripts binnen de verbindingen laten zien hoeveel atomen van elk type zich in een bepaald molecuul bevinden. Deze getallen zijn altijd gehele getallen, geen breukgetallen zoals 4,24 of 1,3. Maar wat vertegenwoordigen ze?

Het concept van equivalent gewicht stelt je in staat het feit te onderzoeken dat atomen zich combineren om moleculen te vormen in vaste aantalverhoudingen, niet in massaverhoudingen. Dat wil zeggen dat, ook al verschillen de massa's van elementen, als het gaat om de binding met andere atomen, het aantal atomen , uitgedrukt in mol, is de bepalende factor in hoeveel van een bepaald element of verbinding zal reageren met een gegeven massa van een ander.

Wat zijn moedervlekken?

Wat zijn moedervlekken?

Eén mol van een stof wordt gedefinieerd als 6,02 x 1023 individuele deeltjes (atomen of moleculen) van die stof. (Dit is toevallig het exacte aantal atomen in 12 gram koolstof.) Terwijl je van links naar rechts en naar beneden beweegt in het periodiek systeem, wordt de massa van één mol van een bepaald element, of het molecuulgewicht (MW ), wordt weergegeven in het corresponderende vak voor dat element, meestal middenonder.

Een voorbeeld helpt deze definitie te begrijpen. Als je één molecuul water hebt, H2O, kun je zien dat twee H-atomen reageren met één O-atoom om deze verbinding te vormen. Maar omdat het MW van H ongeveer 1,0 is en dan van O 16,0, kun je zien dat het molecuul 2(1) =2 massadelen H bevat voor elke (1)(16) =16 massadelen O. Dus slechts 2/18 =11/1 procent van de massa van water bestaat uit H, terwijl 16/198 =88,9 procent uit O bestaat.

Wat is een gelijkwaardig gewicht?

Wat is een gelijkwaardig gewicht?

Het equivalentgewicht kan worden gezien als het gewicht (of de massa, om precies te zijn) van een stof die een enkel reactief proton (of waterstofion, H+) of een enkel reactief hydroxide-ion (−OH−) zal bevatten. Het eerste geval geldt voor zuren , die protondonoren zijn, terwijl de tweede van toepassing is op bases , dit zijn protonacceptoren.

De reden dat het concept van equivalent gewicht nodig is, is dat sommige verbindingen meer dan één proton kunnen doneren of accepteren, wat betekent dat voor elke aanwezige mol de stof in feite dubbel reactief is.

De algemene formule voor het aantal equivalenten is

E =MW/tariefnummer

Waarbij MW het molecuulgewicht van de verbinding is en het ladingsgetal het aantal proton- of hydroxide-equivalenten is dat de verbinding bevat. Voorbeelden met verschillende zuren en basen illustreren hoe dit in de praktijk werkt.

Equivalenten van zuren en basen

Equivalenten van zuren en basen

Neem het voorbeeld van zwavelzuur van bovenaf:

H2SO4 + 2OH− → 2H2O + SO42−

Je kunt de MW van het zuur berekenen door te verwijzen naar een periodiek systeem om de MW van elk element te krijgen en 2(1) + (32) + 4(16) =98,0 op te tellen.

Merk op dat dit zuur twee protonen kan doneren, aangezien het sulfaation een lading van −2 achterlaat. Dit equivalente gewicht is 98,0/2 =49,0.

Voor een basis is de redenering hetzelfde. Ammoniumhydroxide kan een proton in oplossing accepteren en een ammoniumion worden:

NH4OH + H+ =H2O + NH4+

Het MW van ammoniumhydroxide is (14) + (4)(1) + (16) + 1 =35,0. Omdat slechts één keer proton wordt verbruikt, is E voor deze verbinding 35,0/1 =35,0.

• Een gram-equivalent (geq) is het aantal grammen van de aanwezige stof gedeeld door het equivalente gewicht ervan. Het kan ook worden uitgedrukt als het aantal aanwezige ladingselementen maal het aantal mol n.

Equivalentgewichtcalculator

Equivalentgewichtcalculator

Zie de bronnen voor een site waarmee u automatisch E kunt berekenen voor verschillende molecuulgewichten en ladingscombinaties, of een waarde kunt oplossen op basis van de andere twee voor elke verbinding die u maar kunt bedenken.