VAD ÄR DEN MILJÖKVIVALENTA? (BERÄKNINGSEXEMPEL) - KEMI

Den milliekvivalenta , som namnet antyder, är en tusendel av motsvarigheten. Även om det är ett uttryck för koncentration som är till liten nytta jämfört med molaritet, fortsätter det att användas inom fysiologi och medicin eftersom vissa ämnen av intresse för dem är elektriskt laddade.

Det vill säga att de är joniska substanser som har en låg koncentration, så den extracellulära och intracellulära koncentrationen av dessa joner, till exempel: Na ⁺ , K ⁺ , Ca ²⁺ , Cl ^- och HCO ₃ , uttrycks vanligtvis i milliekvivalenter / liter (mEq / L). Som ett exempel är den extracellulära kaliumkoncentrationen 5 mEq / L.

Milliekvivalenter används som millimol för att indikera koncentrationen av joner i lösningen.

Ekvivalentvikten eller gramekvivalenten är mängden av ett ämne som kan producera eller kombinera med en mol negativa laddningar eller med en mol positiva laddningar. Det är också mängden av ett ämne som ersätter eller reagerar med en mol vätejoner (H ⁺ ) i en oxid-basreaktion.

Om forskare frågades om deras preferens mellan millimol eller milliekvivalent, skulle de samstämmigt svara på att de föredrar millimol. Dessa är lättare att förstå, använda och är också oberoende av reaktionen som utförs med analyt eller art av intresse.

Beräkningsexempel

Ett element i lösningen

En vattenhaltig lösning innehåller 36 g kalcium i jonform (Ca ²⁺ ) i 300 ml av det. Att veta att atomvikten för kalcium är 40 u, och dess valens är 2: beräkna koncentrationen av kalcium i lösningen uttryckt i mEq / L.

Ekvivalentens vikt för ett element är lika med dess atomvikt dividerat med dess valens. Att uttrycka nämnda atomvikt i mol, och veta att varje mol kalcium har två ekvivalenter, har vi:

pEq = (40 g / mol) / (2 ekv. / mol)

= 20 g / ekv

Det bör noteras att atomvikten inte har några enheter (utanför amu), medan ekvivalentvikten uttrycks i enheter (g / ekv.). Nu uttrycker vi koncentrationen av Ca ²⁺ i g / L:

Gram Ca ²⁺ / liter = 36 g / 0,3 L

= 120 g / L

Men vi vet att varje ekvivalent har en massa på 20 g. Därför kan vi beräkna de totala ekvivalenterna i lösningen:

Ekvivalenter / liter = koncentration (g / L) / ekvivalentvikt (g / ekv.)

Ekv / L = (120 g / L) / (20 g / ekv)

= 6 ekv / l

Och varje motsvarande innehåller äntligen 1000 milliekvivalenter:

mEq / L = 6 ekv / l 1000 mEq / ekv

= 6 000 mekv / l

En bas eller alkalier

En bas enligt Bronsted-Lowry är en förening som kan acceptera protoner. För Lewis är en bas en förening som kan ge upp eller dela ett par elektroner.

Vi vill beräkna koncentrationen i mEq / L av en lösning av 50 mg kalciumhydroxid, Ca (OH) ₂ , i 250 ml vattenlösning. Den molära massan av kalciumhydroxid är lika med 74 g / mol.

Vi fortsätter med följande formel:

Ekvivalentvikten för en bas = molekylvikt / hydroxyltal

Och därför,

Ekvivalentvikten Ca (OH) ₂ = molekylvikt / 2

pEq = (74 g / mol) / (2 ekv. / mol)

= 37 g / ekv

Ekvivalentvikten kan uttryckas som mg / mEq (37 mg / mEq) vilket förenklar beräkningen. Vi har 250 ml eller 0,250 L lösning, volymen i vilken 50 mg Ca (OH) ₂ är upplöst ; beräknar vi de upplösta för en liter:

mg kalciumhydroxid / L = 50 mg (1 L / 0,25 L)

= 200 mg / l

Sedan,

mEq / L = koncentration (mg / L) / pEq (mg / mEq)

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

= 5,40 mEq / L

En syra

Ekvivalentvikten för en syra är lika med dess molära massa dividerad med dess väteantal. Genom att veta detta visar analysen av ortofosforsyra (H ₃ PO ₄ ) att den kan separeras fullständigt på följande sätt:

H ₃ PO4 <=> 3 H ⁺ + PO ₄^3-

I detta fall:

pEq = pm / 3

Eftersom fosforsyra dissocierar frisätter 3 H ⁺ -joner , det vill säga 3 mol positiv laddning. Emellertid, kan fosforsyra ofullständigt dissociera till H ₂ PO4 ^- eller HPO ₄^2- .

I det första fallet:

pEq = pm / 1

Eftersom fosforsyra för att bilda H ₂ PO ₄^- frigör endast en H ⁺ .

I det andra fallet:

pEq = pm / 2

Eftersom fosforsyra till bildning av HPO ₄^2- frisätter 2 H ⁺ .

Så fall hur många mEq / L kommer en vattenlösning av 15 g dibasiskt natriumfosfat (Na ₂ HPO ₄ ), vars molmassa är 142 g / mol, och upplöses i en liter lösning har?

PEQ Na ₂ HPO4 = molekylvikt / 2

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

= 71 g / ekv

Och vi beräknar ekv / l:

Ekv / L = (gram / liter) / (gram / ekvivalent)

= (15 g / L) / (71 g / ekv.)

= 0,211 ekv / l

Slutligen multiplicerar vi detta värde med 1000:

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

= 211 mekv / l Na ₂ HPO ₄

Rost av metall

Ekvivalentens vikt för en oxid är lika med dess molära massa dividerat med underskriften för metallen multiplicerad med metallens valens.

En lösning innehåller 40 gram bariumoxid (BaO) löst i 200 ml vattenlösning. Beräkna antalet milliekvivalenter BaO i den volymen. Den molära massan av bariumoxid är 153,3 g / mol.

pEq av BaO = (molekylvikt) / (Ba-valens Ba-subscript)

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

= 76,65 g / ekv

Men vi vet att det finns 40 g upplöst BaO, så:

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

= 0,52 ekv. / 200 ml

Observera att om vi utför uppdelningen ovan kommer vi att ha ekvivalenterna i 1 liter lösning; uttalandet ber oss att vara i 200 ml. Slutligen multiplicerar vi värdet erhållet med 1000:

mEq / 200 ml = 0,52 ekv. / 200 ml 1000 mEq / ekv

= 520 ml / 200 ml

Ett salt

För att beräkna ekvivalentvikten för ett salt följs samma procedur som användes för en metalloxid.

Det är önskvärt att erhålla 50 mekv av ferriklorid (FeCls ₃ ) från en lösning av saltet innehållande 20 gram / liter. Molekylvikten för järnklorid är 161,4 g / mol: vilken volym av lösningen ska tas?

Vi beräknar dess ekvivalentvikt:

PEQ FeCl ₃ = (161,4 g / mol) / (1 x 3 ekv / mol)

= 53,8 g / ekv

Men det finns 20 g i lösningen, och vi vill bestämma hur många FeCl _3- ekvivalenter som är upplösta:

Ekv / L = koncentration (g / L) / ekvivalentvikt (g / ekv)

Ekv / L = (20 g / L) / (53,8 g / ekv)

= 0,37 Eq / L FeCl ₃

Värde som i milliekvivalenter är:

Järnklorid mEq / L = 0,37 ekv / L 1000 mEq / ekv

= 370 mekv / l FeCl ₃

Men vi vill inte ha 370 mEq utan 50 mEq. Därför beräknas volymen V som ska tas enligt följande:

V = 50 mEq (1000 ml / 370 mEq)

= 135,14 ml

Detta resultat erhölls genom omvandlingsfaktor, även om en enkel regel om tre också skulle ha fungerat.

Slutlig kommentar

Ekvivalenterna är relaterade till laddningen av komponenterna i en reaktion. Ett antal ekvivalenter i en katjon reagerar med samma antal ekvivalenter av en anjon för att bilda samma antal ekvivalenter av det producerade saltet.

Detta utgör en fördel vid förenkling av de stökiometriska beräkningarna, eftersom det i många fall eliminerar behovet av att balansera ekvationerna; process som kan vara besvärlig. Detta är fördelen att milliekvivalenter har över millimol.

referenser

Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi. (8: e upplagan). CENGAGE Learning.
Day, R., & Underwood, A. (1989). Kvantitativ analytisk kemi (femte upplagan). PEARSON Prentice Hall.
Wikipedia. (2019). Likvärdig. Återställd från: es.wikipedia.org
Kemi. (Sf). Bestämning av ekvivalenta vikter av syror. Återställd från: fullquimica.com
Beck, Kevin. (06 november 2019). Hur man beräknar en miljökvalitet. Sciencing.com. Återställd från: sciencing.com

VAD ÄR DEN MILJÖKVIVALENTA? (BERÄKNINGSEXEMPEL) - KEMI - 2025