CO TO JEST MILIEKWIWALENT? (PRZYKŁADY OBLICZEŃ) - CHEMIA

Milirównoważników , jak sama nazwa wskazuje, jest jedna tysięczna równoważny. Chociaż jest to wyraz stężenia, który jest mało przydatny w porównaniu z molarnością, nadal jest używany w fizjologii i medycynie, ponieważ niektóre interesujące substancje są naładowane elektrycznie.

Oznacza to, że są to substancje jonowe o niskim stężeniu, więc pozakomórkowe i wewnątrzkomórkowe stężenie tych jonów, na przykład: Na ⁺ , K ⁺ , Ca ²⁺ , Cl ^- i HCO ₃ , są zwykle wyrażane w miliekwiwalentach / litr (mEq / l). Na przykład pozakomórkowe stężenie potasu wynosi 5 mEq / l.

Miliekwiwalenty są używane podobnie jak milimole, aby wskazać stężenie jonów w roztworze.

Równoważnik masy lub równoważnik w gramie to ilość substancji, która jest w stanie wytworzyć lub połączyć się z jednym molem ładunków ujemnych lub z jednym molem ładunków dodatnich. Jest to również ilość substancji, która zastępuje lub reaguje z jednym molem jonów wodorowych (H ⁺ ) w reakcji tlenek-zasada.

Gdyby zapytać naukowców o ich preferencje między milimolami lub milirównoważnikami, zgodnie odpowiedzieliby, że wolą milimole. Są one łatwiejsze do zrozumienia i zastosowania, a także są niezależne od reakcji przeprowadzanej z analitem lub gatunkiem będącym przedmiotem zainteresowania.

Przykłady obliczeń

Element w rozwiązaniu

Wodny roztwór zawiera 36 g wapnia w postaci jonowej (Ca ²⁺ ) w 300 ml. Wiedząc, że masa atomowa wapnia wynosi 40 jednostek, a jego wartościowość wynosi 2: obliczyć stężenie wapnia w roztworze wyrażone w mEq / L.

Równoważna waga pierwiastka jest równa jego masie atomowej podzielonej przez jego wartościowość. Wyrażając tę masę atomową w molach i wiedząc, że każdy mol wapnia ma dwa równoważniki, otrzymujemy:

pEq = (40 g / mol) / (2 równ. / mol)

= 20 g / równ

Należy zauważyć, że masa atomowa nie ma jednostek (poza amu), a masa równoważna jest wyrażona w jednostkach (g / Eq). Teraz wyrażamy stężenie Ca ²⁺ wg / L:

Gramy Ca ²⁺ / litr = 36 g / 0,3 l

= 120 g / l

Ale wiemy, że każdy odpowiednik ma masę 20 g. Dlatego możemy obliczyć całkowite ekwiwalenty w roztworze:

Ekwiwalenty / litr = stężenie (g / l) / równoważna waga (g / Eq)

Eq / L = (120 g / L) / (20 g / Eq)

= 6 Eq / L.

A każdy odpowiednik zawiera ostatecznie 1000 miliekwiwalentów:

mEq / L = 6 Eq / L 1000 mEq / Eq

= 6000 mEq / l

Zasada lub zasady

Baza, według Bronsted-Lowry'ego, jest związkiem zdolnym do przyjmowania protonów. Podczas gdy dla Lewisa zasada jest związkiem zdolnym do oddania lub dzielenia pary elektronów.

Chcemy obliczyć stężenie w mEq / l roztworu 50 mg wodorotlenku wapnia, Ca (OH) ₂ , w 250 ml roztworu wodnego. Masa molowa wodorotlenku wapnia wynosi 74 g / mol.

Postępujemy według następującego wzoru:

Równoważnik masy zasady = masa cząsteczkowa / liczba hydroksylowa

I dlatego,

Równoważnik masy Ca (OH) ₂ = masa cząsteczkowa / 2

pEq = (74 g / mol) / (2 równ. / mol)

= 37 g / równ

Wagę ekwiwalentu można wyrazić w mg / mEq (37 mg / mEq), co upraszcza obliczenia. Mamy 250 ml lub 0,250 l roztworu, czyli objętość, w której rozpuszczono 50 mg Ca (OH) ₂ ; rozpuszczone obliczamy na litr:

mg wodorotlenku wapnia / l = 50 mg (1 l / 0,25 l)

= 200 mg / l

Następnie,

mEq / L = stężenie (mg / l) / pEq (mg / mEq)

= (200 mg / l) / (37 mg / mEq)

= 5,40 mEq / l

Kwas

Równoważnik masy kwasu jest równy jego masie molowej podzielonej przez liczbę wodoru. Wiedząc o tym, analiza kwasu ortofosforowego (H ₃ PO ₄ ) pokazuje, że można go całkowicie dysocjować w następujący sposób:

H ₃ PO4 <=> 3 H ⁺ + PO ₄^3-

W tym przypadku:

pEq = pm / 3

Ponieważ kwas fosforowy dysocjuje, uwalniając 3 jony H ⁺ , czyli 3 mole ładunku dodatniego. Jednak kwas fosforowy może niecałkowicie dysocjować do H ₂ PO4 ^- lub HPO ₄^2- .

W pierwszym przypadku:

pEq = pm / 1

Ponieważ kwas fosforowy tworzy H ₂ PO ₄^- uwalnia tylko jeden H ⁺ .

W drugim przypadku:

pEq = pm / 2

Ponieważ kwas fosforowy, tworząc HPO ₄^2, uwalnia 2 H ⁺ .

A więc ile mEq / l będzie miał wodny roztwór 15 gramów dwuzasadowego fosforanu sodu (Na ₂ HPO ₄ ), którego masa molowa wynosi 142 g / mol i jest rozpuszczony w 1 litrze roztworu?

pEq Na ₂ HPO4 = masa cząsteczkowa / 2

= (142 g / mol) / (2 mEq / mol)

= 71 g / równ

I obliczamy Eq / L:

Eq / L = (gramy / litr) / (gramy / ekwiwalent)

= (15 g / l) / (71 g / równ.)

= 0,211 Eq / l

Na koniec mnożymy tę wartość przez 1000:

mEq / L = 0,211 Eq / L 1000 mEq / Eq

= 211 mEq / L Na ₂ HPO ₄

Rdza metalu

Równoważna masa tlenku jest równa jego masie molowej podzielonej przez indeks dolny metalu pomnożonej przez wartościowość metalu.

Roztwór zawiera 40 gramów tlenku baru (BaO) rozpuszczonego w 200 ml roztworu wodnego. Oblicz liczbę miliekwiwalentów BaO w tej objętości. Masa molowa tlenku baru wynosi 153,3 g / mol.

pEq BaO = (masa cząsteczkowa) / (indeks Ba wartościowości Ba)

= (153,3 g / mol) / (1 x 2)

= 76,65 g / równ

Ale wiemy, że jest 40 g rozpuszczonego BaO, więc:

Eq / 200 ml = (40 g Ba / 200 ml) / (76,65 g / Eq)

= 0,52 Eq / 200 ml

Zauważ, że jeśli wykonamy powyższy podział, będziemy mieli odpowiedniki w 1 litrze roztworu; oświadczenie prosi nas, abyśmy byli w 200 ml. Na koniec mnożymy uzyskaną wartość przez 1000:

mEq / 200 ml = 0,52 Eq / 200 ml 1000 mEq / Eq

= 520 mEq / 200 ml

Sól

Aby obliczyć równoważnik masy soli, postępuje się zgodnie z tą samą procedurą, co w przypadku tlenku metalu.

Jest pożądane, aby uzyskać 50 mEq chlorku żelazowego (FeCl ₃ ) z roztworem soli zawierającym 20 g / litr. Masa cząsteczkowa chlorku żelaza wynosi 161,4 g / mol: jaką objętość roztworu należy pobrać?

Obliczamy jego równoważną wagę:

pEq FeCl ₃ = (161,4 g / mol) / (1 x 3 Eq / mol)

= 53,8 g / równ

Ale w roztworze jest 20 g i chcemy określić, ile całkowitych równoważników FeCl ₃ jest rozpuszczonych:

Eq / L = stężenie (g / l) / waga równoważna (g / Eq)

Eq / L = (20 g / L) / (53,8 g / Eq)

= 0,37 Eq / l FeCl ₃

Wartość w miliekwiwalentach to:

Chlorek żelazowy mEq / L = 0,37 Eq / L 1000 mEq / Eq

= 370 mEq / l FeCl ₃

Ale nie chcemy 370 mEq, ale 50 mEq. Dlatego objętość V, którą należy pobrać, oblicza się w następujący sposób:

V = 50 mEq (1000 ml / 370 mEq)

= 135,14 ml

Wynik ten uzyskano za pomocą współczynnika konwersji, chociaż zadziałałaby również prosta zasada trzech.

Komentarz końcowy

Równoważniki odnoszą się do ładunku składników reakcji. Pewna liczba równoważników kationu reaguje z taką samą liczbą równoważników anionu, tworząc taką samą liczbę równoważników wytworzonej soli.

Stanowi to zaletę przy upraszczaniu obliczeń stechiometrycznych, ponieważ w wielu przypadkach eliminuje potrzebę równoważenia równań; proces, który może być uciążliwy. Jest to zaleta, którą miliekwiwalenty mają ponad milimolami.

Bibliografia

Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemia. (8th ed.). CENGAGE Learning.
Day, R., & Underwood, A. (1989). Quantitative Analytical Chemistry (wyd. Piąte). Sala PEARSON Prentice.
Wikipedia. (2019). Równowartość. Odzyskane z: es.wikipedia.org
Chemia. (sf). Oznaczanie równoważnych mas kwasów. Odzyskany z: fullquimica.com
Beck, Kevin. (06 listopada 2019). Jak obliczyć milionowy odpowiednik. Sciencing.com. Odzyskany z: sciencing.com

CO TO JEST MILIEKWIWALENT? (PRZYKŁADY OBLICZEŃ) - CHEMIA - 2026