น้ำหนักเท่ากัน: การใช้และวิธีคำนวณ (พร้อมตัวอย่าง) - เคมี - 2026

เทียบเท่ากับน้ำหนัก (PE) ของสารที่เป็นสิ่งที่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาทางเคมีและถูกนำมาใช้เป็นพื้นฐานสำหรับการไทเทรตที่ ขึ้นอยู่กับชนิดของปฏิกิริยาสามารถกำหนดได้ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง

สำหรับปฏิกิริยากรดเบส PE คือน้ำหนักในหน่วยกรัมของสารที่จำเป็นในการจัดหาหรือทำปฏิกิริยากับ H ⁺หนึ่งโมล(1.008 กรัม) สำหรับปฏิกิริยารีดอกซ์น้ำหนักเป็นกรัมของสารที่จำเป็นในการจัดหาหรือทำปฏิกิริยากับอิเล็กตรอนหนึ่งโมล

ที่มา: โดย M. Minderhoud (พื้นหลังสีขาวโดย Amada44) ผ่าน Wikimedia Commons

สำหรับการตกตะกอนหรือปฏิกิริยาเชิงซ้อนน้ำหนักของสารที่ต้องการในการจัดหาหรือทำปฏิกิริยากับไอออนบวกโมโนวาเลนต์หนึ่งโมล 1/2 โมลของไอออนบวกดิวาเลนต์ 1/3 โมลของไอออนบวกไตรวาเลนต์ . และอื่น ๆ

แม้ว่าในตอนแรกอาจดูซับซ้อนเล็กน้อย แต่สารบางชนิดก็มีพฤติกรรมทางเคมีในลักษณะเดียวกันเสมอ ดังนั้นจึงไม่ใช่เรื่องยากที่จะเรียนรู้ค่า PE ในกรณีต่างๆ

ต้นกำเนิดของน้ำหนักที่เท่ากัน

John Dalton (1808) เสนอน้ำหนักของไฮโดรเจนที่เทียบเท่ากันเป็นหน่วยมวล อย่างไรก็ตามมีการคัดค้านแนวทางนี้หลายประการ ตัวอย่างเช่นมีข้อสังเกตว่าองค์ประกอบส่วนใหญ่ไม่ได้ทำปฏิกิริยาโดยตรงกับไฮโดรเจนเพื่อสร้างสารประกอบอย่างง่าย (XH)

นอกจากนี้องค์ประกอบที่มีสถานะออกซิเดชันต่าง ๆ เช่นเปอร์แมงกาเนตมีน้ำหนักเทียบเท่ากันมากกว่าหนึ่งชนิด สิ่งนี้ทำให้ยากที่จะยอมรับน้ำหนักเทียบเท่าเป็นหน่วยมวล

การนำเสนอโดย Dimitri Mendeleev (1869) เกี่ยวกับตารางธาตุของเขาซึ่งคุณสมบัติทางเคมีขององค์ประกอบนั้นเกี่ยวข้องกับลำดับที่เรียงลำดับของน้ำหนักอะตอมของพวกเขาทำให้เกิดข้อโต้แย้งที่ชัดเจนโดยผู้ที่คัดค้านการใช้น้ำหนักที่เท่ากันเป็นหน่วยของ มวล.

จริงๆแล้วไม่จำเป็นต้องใช้คำว่า "เทียบเท่า" เนื่องจากการคำนวณทางสโตอิชิโอเมตริกใด ๆ สามารถทำได้ในรูปของโมล อย่างไรก็ตามคำนี้มักใช้และไม่ควรละเลย

เพื่อความสะดวกคำว่า "เทียบเท่า" ถูกนำมาใช้: กรดที่เทียบเท่าจะทำปฏิกิริยากับเบสใด ๆ สารออกซิไดซ์ที่เทียบเท่าหนึ่งตัวทำปฏิกิริยากับตัวรีดิวซ์ใด ๆ ที่เทียบเท่ากัน ฯลฯ

การประยุกต์ใช้งาน

ใช้ในเคมีทั่วไป

โลหะ

การใช้ PE ในองค์ประกอบและสารประกอบทางเคมีถูกแทนที่ด้วยการใช้มวลโมลาร์ สาเหตุหลักคือการมีอยู่ขององค์ประกอบและสารประกอบที่มีน้ำหนักมากกว่าที่เท่ากัน

ตัวอย่างเช่นเหล็ก (Fe) ซึ่งเป็นธาตุที่มีน้ำหนักอะตอม 55.85 กรัม / โมลมีวาเลนซ์ 2 ตัวคือ +2 และ +3 ดังนั้นจึงมีน้ำหนักเท่ากันสองตัว: เมื่อทำงานกับวาเลนซ์ +2 น้ำหนักที่เท่ากันคือ 27.93 กรัม / eq ในขณะที่เมื่อใช้วาเลนซ์ +3 น้ำหนักเทียบเท่าคือ 18.67 กรัม / eq

แน่นอนว่าเราไม่สามารถพูดถึงการมีอยู่ของน้ำหนักที่เท่ากันของ Fe ได้ แต่การมีอยู่ของน้ำหนักอะตอมของ Fe สามารถชี้ให้เห็นได้

กรด

กรดฟอสฟอริกมีน้ำหนักโมเลกุล 98 กรัม / โมล เมื่อเป็นเช่นนี้ dissociates กรดเข้าไป H ⁺ + H ₂ PO ₄ ^-มันมีน้ำหนักเท่ากับ 98 กรัม / EQ เพราะมันปล่อย 1 โมลของ H + หากกรดฟอสฟอริกแตกตัวเป็น H ⁺ + HPO ₄ ^2–น้ำหนักเทียบเท่าคือ (98 g.mol ^-1 ) / (2eq / mol ^-1 ) = 49 g / eq ในการแยกตัวออกนี้ H ₃ PO ₄รุ่น 2 โมลของ H +

แม้ว่ามันจะไม่ได้เป็นที่ไตเตรทในสื่อที่เป็นน้ำ, H ₃ PO ₄สามารถแยกตัวออกเป็น 3 H ⁺ + PO ₄ 3- ในกรณีนี้น้ำหนักเทียบเท่าคือ (98 g.mol ^-1 ) / (3 eq.mol ^-1 ) = 32.7 g / eq H ₃ PO ₄มอบในกรณีนี้ 3 โมลของ H +

ดังนั้นกรดฟอสฟอริกจึงมีน้ำหนักเท่ากันถึง 3 แต่นี่ไม่ใช่กรณีที่แยกได้ตัวอย่างเช่นกรดซัลฟิวริกมีน้ำหนักเท่ากันสองตัวและกรดคาร์บอนิกก็มีเช่นกัน

ใช้ในการวิเคราะห์เชิงปริมาตร

- เพื่อลดข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นระหว่างการดำเนินการชั่งน้ำหนักสารในทางเคมีวิเคราะห์ควรใช้สารที่มีน้ำหนักเท่ากันมากกว่า ตัวอย่างเช่นในการไตเตรทของสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ด้วยกรดที่มีน้ำหนักเท่ากันต่างกัน แนะนำให้ใช้กรดที่มีน้ำหนักเทียบเท่าสูงสุด

- ในการใช้มวลของกรดของแข็งที่สามารถทำปฏิกิริยากับโซเดียมไฮดรอกไซด์คุณมีตัวเลือกในการเลือกระหว่างกรดของแข็งสามชนิด ได้แก่ กรดออกซาลิกไดไฮเดรตกรดโพแทสเซียมพทาเลตและโพแทสเซียมไฮโดรเจนโอเดตโดยมีน้ำหนักเท่ากัน ตามลำดับ 63.04 g / eq, 204.22 g / eq และ 389 g / eq

ในกรณีนี้ขอแนะนำให้ใช้กรดโพแทสเซียมไฮโดรเจนโอเดตในการไตเตรทโซเดียมไฮดรอกไซด์เนื่องจากมีน้ำหนักที่เท่ากันมากกว่าข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นเมื่อชั่งน้ำหนักจึงน้อยลง

ใช้ในการวิเคราะห์กราวิเมตริก

น้ำหนักเทียบเท่าถูกกำหนดในแบบของมันเองในเทคนิคการวิเคราะห์สารนี้ นี่คือมวลของการตกตะกอนที่สอดคล้องกับหนึ่งกรัมของการวิเคราะห์ นี่คือองค์ประกอบหรือสารประกอบที่น่าสนใจในการศึกษาหรือการวิเคราะห์ที่กำลังดำเนินการ

ใน Gravimetry เป็นเรื่องปกติที่จะอ้างผลการวิเคราะห์เป็นเศษส่วนของมวลของเครื่องวิเคราะห์ซึ่งมักแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์

ปัจจัยการเทียบเท่าอธิบายว่าเป็นปัจจัยเชิงตัวเลขซึ่งมวลของการตกตะกอนจะต้องคูณเพื่อให้ได้มวลของสารวิเคราะห์ซึ่งโดยปกติจะแสดงเป็นกรัม

การกำหนดกราวิเมตริกของนิกเกิล

ตัวอย่างเช่นในการหาค่ากราวิเมตริกของนิกเกิลการตกตะกอนที่มีอยู่คือทวิ (นิกเกิลไดเมทิลกลีออกซิเมต) โดยมีมวลโมลาร์ 288.915 กรัม / โมล มวลโมลาร์ของนิกเกิลคือ 58.6934 g / mol

มวลโมลาร์ของตะกอนหารด้วยมวลโมลาร์ของนิกเกิลทำให้เกิดผลลัพธ์ดังต่อไปนี้:

288.915 กรัมโมล^-1 / 58.6934 กรัมโมล^-1 = 4.9224 ซึ่งหมายความว่า 4.9224 กรัมของสารประกอบเท่ากับ 1 กรัมของนิกเกิล หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งตะกอน 4.9224 กรัมมีนิกเกิล 1 กรัม

ตัวคูณความเท่ากันคำนวณโดยการหารมวลโมลาร์ของนิกเกิลด้วยมวลโมลาร์ของตะกอนที่มีอยู่: 58.693 g.mol ^-1 / 288.915 g.mol ^-1 = 0.203151 สิ่งนี้บอกเราว่าต่อกรัมของตะกอนที่มีนิกเกิลมีนิกเกิล 0.203151 กรัม

ใช้ในเคมีโพลิเมอร์

ในเคมีพอลิเมอร์น้ำหนักที่เท่ากันของรีเอเจนต์พอลิเมอไรเซชันคือมวลของพอลิเมอร์ที่มีความสามารถในการเกิดปฏิกิริยาเทียบเท่ากัน

มีความสำคัญอย่างยิ่งในกรณีของพอลิเมอร์แลกเปลี่ยนไอออน: พอลิเมอร์แลกเปลี่ยนไอออนหนึ่งตัวสามารถแลกเปลี่ยนไอออนที่มีประจุเดี่ยวได้หนึ่งโมล แต่มีไอออนที่มีประจุทวีคูณเพียงครึ่งโมล

เป็นเรื่องปกติที่จะแสดงปฏิกิริยาของโพลีเมอร์เป็นค่าผกผันของน้ำหนักที่เท่ากันซึ่งแสดงเป็นหน่วย mmol / g หรือ meq / g

วิธีการคำนวณ? ตัวอย่าง

- น้ำหนักเทียบเท่าขององค์ประกอบทางเคมี

ได้มาจากการหารน้ำหนักอะตอมด้วยความจุ:

Peq = Pa / v

มีรายการที่มีน้ำหนักเท่ากันเพียงชิ้นเดียวและสินค้าที่มีได้ตั้งแต่ 2 ชิ้นขึ้นไป

น้ำหนักแคลเซียมเทียบเท่า

น้ำหนักอะตอม = 40 g / mol

วาเลนเซีย = +2

Peq = 40 ก. โมล^-1 /2eq.mol ^-1

20 ก

น้ำหนักเทียบเท่าอลูมิเนียม

น้ำหนักอะตอม = 27 g / mol

วาเลนเซีย = +3

Peq = 27 g.mol ^-1 / 3 eq.mol ^-1

9 ก

น้ำหนักเทียบเท่านิกเกิล

น้ำหนักอะตอม = 58.71 g / mol

วาเลนเซีย = +2 และ +3

นิกเกิลมีน้ำหนักเท่ากันสองค่าซึ่งสอดคล้องกับเวลาที่ทำปฏิกิริยากับวาเลนซ์ +2 และเมื่อทำปฏิกิริยากับวาเลนซ์ +3

Peq = 58.71 g.mol ^-1 / 2 eq.mol ^-1

29.35 ก

Peq = 58.71 g.mol ^-1 / 3 eq.mol ^-1

19.57 ก

- น้ำหนักเทียบเท่าของออกไซด์

วิธีหนึ่งในการคำนวณน้ำหนักที่เท่ากันของออกไซด์คือการหารน้ำหนักโมเลกุลด้วยผลิตภัณฑ์วาเลนซ์ของโลหะและตัวห้อยของโลหะ

Peq = Pm / V S

Pm = น้ำหนักโมเลกุลของออกไซด์

V = ความจุของโลหะ

S = ตัวห้อยของโลหะ

ผลิตภัณฑ์ V · S เรียกว่าประจุรวมหรือสุทธิของไอออนบวก

น้ำหนักเทียบเท่าอลูมิเนียมออกไซด์ (Al

น้ำหนักโมเลกุล = Al (2 x 27 g / mol) + O (3 x 16 g / mol)

102 ก. / โมล

วาเลนเซีย = +3

Subscript = 2

Peq Al ₂ O ₃ = Pm / V S

Peq Al ₂ O ₃ = 102 g.mol ^-1 / 3 eqmol ^-1 . สอง

17 ก

มีอีกวิธีหนึ่งในการแก้ปัญหานี้โดยอาศัยพื้นฐานทางเรขาคณิต ในอลูมิเนียมออกไซด์ 102 กรัมมีอลูมิเนียม 54 กรัมและออกซิเจน 48 กรัม

Peq del Al = น้ำหนักอะตอม / วาเลนเซีย

27 g.mol ^-1 / 3 eq.mol ^-1

9 ก

จากน้ำหนักที่เท่ากันของอลูมิเนียม (9 g / eq) คำนวณได้ว่าในอะลูมิเนียม 54 กรัมมีอลูมิเนียม 6 เท่า

จากคุณสมบัติของสิ่งที่เทียบเท่า: อลูมิเนียม 6 เทียบเท่าจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจน 6 เทียบเท่าเพื่อให้อลูมิเนียมออกไซด์ 6 เทียบเท่า

ใน 102 ก. ของอลูมิเนียมออกไซด์มี 6 เทียบเท่า

ดังนั้น:

ขนาดเล็กของ Al ₂ O ₃ = 102 g / 6 eq

17 ก

- น้ำหนักของฐานเทียบเท่า

น้ำหนักเทียบเท่าหาได้จากการหารน้ำหนักโมเลกุลด้วยจำนวนกลุ่มออกซีไฮดริล (OH)

น้ำหนักเทียบเท่าเฟอร์รัสไฮดรอกไซด์ Fe (OH)

น้ำหนักโมเลกุล = 90 g / mol

หมายเลข OH = 2

Peq Fe (OH) ₂ = 90 g.mol ^-1 / 2 eq.mol ^-1

45 ก

- น้ำหนักเทียบเท่าของกรด

โดยทั่วไปจะได้จากการหารน้ำหนักโมเลกุลด้วยจำนวนไฮโดรเจนที่ปล่อยหรือปลดปล่อยออกมา อย่างไรก็ตามกรดพอลิโรโทนิกสามารถแยกตัวออกหรือปลดปล่อย H ได้หลายวิธีดังนั้นจึงมีน้ำหนักเท่ากันได้มากกว่าหนึ่งตัว

น้ำหนักเทียบเท่ากรดไฮโดรคลอริก HCl

น้ำหนักเทียบเท่า HCl = น้ำหนักโมเลกุล / จำนวนไฮโดรเจน

Peq HCl = g.mol ^-1 / 1 eq.mol ^-1

36.5 ก

น้ำหนักเทียบเท่ากรดซัลฟิวริก

กรดซัลฟูริก (H ₂ SO ₄ ) สามารถแยกตัวออกได้สองวิธี:

H ₂ดังนั้น₄ => H ⁺ + HSO ₄ ^-

H ₂ดังนั้น₄ => 2 H ⁺ + ดังนั้น₄ ^2-

เมื่อเขาเผยแพร่ H ⁺ PE ของเขาคือ:

น้ำหนักโมเลกุล = 98 g / mol

Peq = 98 g.mol ^-1 / 1 eq.mol ^-1

98 กรัม / เล็ก

และเมื่อคุณปล่อย 2H ⁺ :

น้ำหนักโมเลกุล = 98 g / mol

Peq = 98 g.mol ^-1 / 2 eq.mol ^-1

49 ก

ด้วยเหตุผลเดียวกันกรดฟอสฟอริก (H ₃ PO ₄ ) ที่มีน้ำหนักโมเลกุล 98 กรัม / โมลสามารถมีน้ำหนักเท่ากันได้ถึงสามน้ำหนัก: 98 g / eq, 49 g / eq และ 32.67 g / eq

- น้ำหนักเทียบเท่าเกลือ

และสุดท้ายน้ำหนักที่เท่ากันของเกลือสามารถคำนวณได้โดยการหารน้ำหนักโมเลกุลของมันด้วยผลคูณของความจุของโลหะและตัวห้อยของโลหะ

PE = PM / V S

เฟอริกซัลเฟตเฟ

น้ำหนักโมเลกุล = 400 g / mol

ความจุเหล็ก = +3 eq / mol

ตัวห้อยเหล็ก = 2

PEQ = 400 g.mol ^-1 / 3 eq.mol ^-1 x 2

66.67 ก

อ้างอิง

1. วัน RA JR. And Underwood, AL Quantitative Analytical Chemistry. การแปลฉบับที่5 ^เป็นภาษาอังกฤษ กองบรรณาธิการ Prentice Hall Interamericana
2. เคมีอนินทรีย์. (เอสเอฟ) การกำหนดน้ำหนักที่เท่ากันของออกไซด์ ดึงมาจาก: fullquimica.com
3. วิกิพีเดีย (2018) น้ำหนักเทียบเท่า. สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
4. บรรณาธิการของสารานุกรมบริแทนนิกา (2559 26 กันยายน). น้ำหนักเทียบเท่า. สารานุกรมบริแทนนิกา. ดึงมาจาก: britannica.com
5. โอริแจ็ค (30 เมษายน 2561). วิธีการคำนวณน้ำหนักเทียบเท่า Sciencing ดึงมาจาก: sciencing.com
6. น้ำหนักเทียบเท่าของกรดตอนที่ 2: การไตเตรทของตัวอย่างกรดที่ไม่รู้จัก (เอสเอฟ) สืบค้นจาก: Faculty.uml.edu
7. Bergstresser M. (2018). น้ำหนักเทียบเท่า: คำจำกัดความและสูตร ศึกษา. ดึงมาจาก: study.com