Równoważnik chemiczny - omówienie

Równoważnik, gramorównoważnik chemiczny, związku chemicznego.

Obecnie pojęcie równoważników chemicznych i gramorównoważników chemicznych wychodzi z użycia i praktycznie pojęcia te nie są przedmiotem nauczania w szkołach średnich i na wyższych uczelniach. Jednak często zdarza się, że w starszej literaturze pojawiają się problemy związane z równoważmikami chemicznymi i związanym z nimi stężeniem normalnym. Z tego względu warto posiadać trochę podstawowych informacji na temat tych pojęć.

 

Definicja:

   Równoważnikiem chemicznym pierwiastka lub związku chemicznego, nazywamy taką liczbę jego jednostek wagowych (np.: gramów) , która łączy się (lub wypiera ze związku) z 1,00797 (≈ 1,008) jednostkami wagowymi wodoru lub 7,9997 (≈ 8) jednostkami wagowymi tlenu.

 

  Jeżeli jako jednostkę wagową przyjmiemy  [g] - gram, to mówimy wtedy o gramorównoważniku pierwiastka lub związku chemicznego.

  Dla  gramorównoważnika przyjęto również nazwę wal - [val].

Dla wyjaśnienia, liczby 1,00797 oraz 7,9997 to stosunek równoważnikowy wodoru do tlenu w cząsteczce wody.

 

W nowszej wersji definicji gramorównoważnik definiuje się jako liczbę moli substancji, która biorąc udział w określonej reakcji chemicznej, wiąże lub zastępuje 6,02 • 1023 atomów wodoru.

 

Pierwiastek chemiczny może może tworzyć kilka związków i jego równoważnik chemiczny w tych związkach może przyjmować różne wartości.

Sposób obliczania:

W celu obliczenia gramorównoważnika chemicznego pierwiastka lub związku chemicznego, dzielimy masę mola substancji przez odpowiednią wartościowość.

gR = M / w

 

Oznaczenia:

gR - gramorównoważnik chemiczny [g]

M - masa 1 mola substancji [g] (w odróżnieniu od masy molowej substancji wyrażanej w [g/mol])

w - wartościowość [ ]

 

 

A) Obliczanie gramorównoważnika w przypadku pierwiastków:

Dzieli się masę mola danego pierwiastka przez jego wartościowość (którą posiada w określonych związkach).

Przykład 1.

Oblicz gramorównoważnik chemiczny dla: 

a) Na; b) Al; c) Fe w FeCl2 i FeCl3

Obliczenia:

 ada) Masa mola Na wynosi 23,0 g, wartościowość sodu to 1.

gR = 23,0/1 = 23,0 g

adb) Masa mola Al wynosi 26,98 g, wartościowość glinu to 3.

gR = 26,98/3 = 8,99 g

adc) Masa mola Fe wynosi 55,85 g, wartościowość żelaza w FeCl2 to 2.

gR = 55,85/2 = 27,92 g

   wartościowość żelaza w FeCl3 to 3

gR = 55,85/3 = 18,62 g

 

B) Obliczanie gramorównoważnika w przypadku kwasów:

Dzieli się masę mola kwasu przez wartościowość reszty kwasowej, lub liczbę atomów wodoru.

Przykład 2.

Oblicz gramorównoważnik chemiczny dla: 

a) H2SO4; b) HNO3

Obliczenia:

ada) Masa mola H2SO4 wynosi 98,08 g, wartościowość reszty kwasowej to 2, lub suma atomów wodoru to 2.

gR = 98,08/2 = 49,04 g

adb) Masa mola HNO3 wynosi 63,02 g, wartościowość reszty kwasowej to 1, lub suma atomów wodoru to 1.
gR = 63,02/1 = 63,02 g

 

C) Obliczanie gramorównoważnika w przypadku wodorotlenków:

Dzieli się masę mola wodorotlenku przez wartościowość metalu, lub liczbę grup wodorotlenowych (OH) w cząsteczce.

Przykład 3.

Oblicz gramorównoważnik chemiczny dla: 

a) NaOH; b) Al(OH)3

Obliczenia:

ada) Masa mola NaOH wynosi 40,00 g, a wartościowość sodu wynosi 1 i jest równa liczbie grup OH.

gR = 40,00/1 = 40,00 g

adb) Masa mola Al(OH)3 wynosi 104,96 g, a wartościowość glinu wynosi 3 i jest równa liczbie grup OH.
gR = 104,96/3 = 34,99 g

 

D) Obliczanie gramorównoważnika w przypadku soli:

W przypadku soli prostych składających się z dwóch pierwiastków (aniony kw. tlenowych liczone jako całość). Dzieli się masę mola soli  przez sumę wartościowości metalu lub reszty kwasowej.

Dla soli złożonej, składającej się z więcej niż dwóch pierwiastków, gramorównoważnik oblicza się względem konkretnego kationu lub anionu, dzieląc masę mola związku przez sumę wartościowości danego kationu lub anionu.

Przykład 4.

Oblicz gramorównoważnik chemiczny dla następujących związków: 

a) FeCl3; b) KAl(SO4)2 • 12H2O względem glinu i potasu; 

Obliczenia:

ada) Masa mola FeCl3 wynosi 162,19 g, wartościowość żelaza wynosi 3 tyle samo wynosi suma wartościowości aniony chlorkowego.

gR = 162,19/3 = 54,10 g

adb) Masa mola KAl(SO4)2 • 12H2O wynosi 442,39 g,  wartościowość glinu wynosi 3, a potasu 1.
gRAl = 442,39/3 = 147,46 g

gRK = 442,39/1 = 442,39 g

 

E) Obliczanie gramorównoważnika w przypadku tlenków:

Dzieli się masę mola tlenku przez sumę wartościowości metalu lub niemetalu tworzącego tlenek.

Przykład 5.

Oblicz gramorównoważnik chemiczny dla: 

a) Al2O3; b) K2O; 

Obliczenia:

ada) Masa mola Al2O3 wynosi 101,96 g, a suma wartościowości glinu wynosi 6.

gR = 101,96/6 = 16,99 g

adb) Masa mola K2O wynosi 94,2 g, a  a suma wartościowości potasu wynosi 2.
gR = 94,2/2 = 47,1 g

 

 W sytuacji gdy mamy reakcje typu redoks (utleniania i redukcji), mówimy o gramorównoważniku utleniacza lub reduktora.

Z definicji: Gramorównoważnik chemiczny utleniacza (reduktora) jest równy stosunkowi jednego mola utleniacza (reduktora) do zmiany całkowitej liczby utlenienia atomów pierwiastka ulegającego redukcji (utlenieniu) w odniesieniu do jednego mola utleniacza (reduktora).

W uproszczeniu gramorównoważnik chemiczny utleniacza (reduktora) możemy obliczyć , dzieląc masę mola utleniacza (reduktora) przez liczbę przyłączonych (oddanych) elektronów przez jedną jego cząsteczkę w reakcji redukcji (utlenienia).

Przykład 6.

Oblicz gramorównoważniki chemiczne dla manganianu(VII) potasu (KMnO4) w przypadku gdy jon MnO4- redukuje się do Mn2+ w środowisku kwaśnym, do MnO2 w środowisku obojętnym i do MnO42- w środowisku zasadowym. Masa mola KMnO4 wynosi 158,04 g.

Obliczenia:

Mangan w jonie MnO4- jest na +7 stopniu utlenienia.

W środowisku kwaśnym redukuje się do Mn2+ i jest na +2 stopniu utlenienia. Wymianie uległo 5 elektronów:

+7 + (-5e-) = +2

więc:

gRutl. = 158,04/5 = 31,61 g

W środowisku obojętnym redukuje się do MnO2 i jest na +4 stopniu utlenienia. Wymianie uległy 3 elektrony:

+7 + (-3e-) = +4

więc:

gRutl. = 158,04/3 = 52,68 g

W środowisku zasadowym redukuje się do MnO42- i jest na +6 stopniu utlenienia. Wymianie uległ 1elektron:

+7 + (-1e-) = +6

więc:

gRutl. = 158,04/1 = 158,04 g

  

Odpowiedź:

Gramorównoważniki chemiczne dla manganu(VII) potasu wynoszą odpowiednio 31,61 g; 52,68 g; 158,04 g.

Average: 4.7 (21 votes)

Komentarze

2

dobrze wytłumaczone, wszystko jasne, dzięki :)

wszystko klarowny i czytelne. Piwko za materiał :))

Dodaj Komentarz

Plain text

  • Dozwolone znaczniki HTML: <a> <em> <strong> <cite> <blockquote> <code> <ul> <ol> <li> <dl> <dt> <dd>
  • Adresy internetowe są automatycznie zamieniane w odnośniki, które można kliknąć.
  • Znaki końca linii i akapitu dodawane są automatycznie.
CAPTCHA
Poniższe zadanie ma na celu stwierdzenie, czy jesteś człowiekiem, a tym samym przeciwdziałanie spamowi.
4 + 6 =
Rozwiąż proszę powyższe zadanie matematyczne i wprowadź wynik.

Partnerzy Portalu

laboratoria.net

Rekomendowane Firmy

Notatek.pl - Materiały na studia: notatki, ćwiczenia, wykład

Laboratorium - Przegląd Ogólnopolski

Fiszkoteka