Science >> Wetenschap & Ontdekkingen >  >> Chemie

Equivalente eenheden in de chemie berekenen:een praktische gids

Door Rosann Kozlowski | Bijgewerkt op 30 augustus 2022

Foto:Photongpix/iStock/GettyImages

In de scheikunde helpt het concept van equivalente eenheden (of equivalenten) bij het kwantificeren van het reactieve vermogen van soorten zoals elektronen of ionen. Een equivalent vertegenwoordigt het aantal elektronen of ionen dat een stof kan doneren of accepteren in een bepaalde reactie.

Wat zijn equivalenten?

Het reactieve vermogen van een soort hangt af van wat er tijdens een chemische reactie wordt overgedragen. In de zuur-base-chemie is een equivalent gelijk aan de hoeveelheid van een stof die reageert met één mol waterstofionen (H⁺). Bij redoxreacties is dit één mol elektronen.

De oxidatietoestand koppelen aan equivalenten

De oxidatie- (of valentie-) toestand van een element geeft aan hoeveel elektronen betrokken zijn bij zijn interacties. Daarom is het aantal equivalenten vaak gelijk aan de absolute waarde van de oxidatietoestand.

  • Calciumion (Ca²⁺) – 2 equivalenten
  • Aluminiumion (Al³⁺) – 3 equivalenten

Equivalenten in zuren en basen

Voor zuren komt een equivalent overeen met het aantal waterstofionen dat een molecuul kan doneren. Dit getal is eenvoudigweg de waterstofcoëfficiënt in de molecuulformule.

  • Zoutzuur (HCl) – 1 equivalent
  • Zwavelzuur (H₂SO₄) – 2 equivalenten
  • Fosforzuur (H₃PO₄) – 3 equivalenten
  • Salpeterzuur (HNO₃) – 1 equivalent

Voor basen is het equivalent het aantal hydroxide-ionen (OH⁻) dat ze leveren:

  • Natriumhydroxide (NaOH) – 1 equivalent
  • Bariumhydroxide (Ba(OH)₂) – 2 equivalenten

Beoordeling van de zuur-basesterkte met equivalenten

Eén equivalent zuur reageert met één equivalent base. Gelijke equivalenten van een zuur en een base produceren dus een neutrale oplossing. Eén equivalent HCl neutraliseert bijvoorbeeld één equivalent NaOH, terwijl voor twee equivalenten H₂SO₄ tweemaal de hoeveelheid NaOH nodig is.

Praktische toepassingen van equivalenten

Hoewel moderne laboratoria zelden equivalenten gebruiken voor routinematige berekeningen, blijven ze essentieel voor het bepalen van het gram-equivalent gewicht en de normaliteit, vooral bij titraties.

Gram-equivalente gewichtsberekeningen

Het gram-equivalentgewicht van een zuur of base wordt als volgt berekend:

Equivalent gewicht =Molecuulgewicht ÷ aantal equivalenten

Voorbeeld: Zoek het gram-equivalent gewicht van fosforzuur (H₃PO₄).

  1. Bereken het molecuulgewicht:3(1,01) + 30,97 + 4(16,00) =127gmol⁻¹.
  2. Aantal equivalenten (n) =3.
  3. Equivalent gewicht =127 ÷ 3 =42,3geq⁻¹.

Normaliteitsberekeningen

Normaliteit (N) wordt gedefinieerd als equivalenten per liter oplossing. De formule is:

N =(massa van de opgeloste stof ÷ equivalent gewicht) ÷ volume inL

Voorbeeld: Bereid een 2N oplossing van H₃PO₄.

  1. Normaliteit gewenst:N=2eqL⁻¹.
  2. Volume:V=1L.
  3. Equivalent gewicht:42,3geq⁻¹.
  4. Benodigde massa:m =N × V × equivalent gewicht =2 × 1 × 42,3 =84,6 g.

Los dus 84,6 g fosforzuur op in voldoende water om 1 liter te bereiken en een 2N-oplossing te verkrijgen.

Belangrijkste punten

  • Equivalenten bieden een handige manier om stoichiometrie te relateren aan reactief vermogen.
  • Ze zijn essentieel voor het berekenen van het gram-equivalent gewicht en de normaliteit bij titratiewerkzaamheden.
  • Het begrijpen van equivalenten overbrugt concepten in de zuur-base- en redox-chemie.

Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Ribosoombeweging langs het mRNA -transcript wordt genoemd?
  2. Zou het hebben van een eigen kloon hetzelfde zijn als het hebben van een identieke tweeling?
  3. Wat heeft geen membraan rond celorganellen en kern?
  4. Onderzoekers identificeren genen die mogelijk verantwoordelijk zijn voor de weerstand van suikerriet tegen plagen, kou en droogte
  5. Wat is de Disc-diffusiemethode die wordt gebruikt bij antibacteriële activiteit?
  6. Welke structuren hebben plantencellen die mensen missen?
  7. Hoe het Y-chromosoom de mannelijke ontwikkeling bij mensen stimuleert
  8. Waar vindt osmose plaats in het spijsverteringsstelsel?
  9. Hoe kolonies in de microbiologie te tellen

Wetenschap & Ontdekkingen