- Примеры расчетов
- Элемент в решении
- Основа или щелочи
- Кислота
- Ржавчина металла
- Соль
- Заключительный комментарий
- Ссылки
Миллиэквиваленты , как следует из названия, являются однотысячным эквивалентом. Хотя это выражение концентрации мало полезно по сравнению с молярностью, оно продолжает использоваться в физиологии и медицине, потому что некоторые представляющие интерес вещества в них электрически заряжены.
То есть это ионные вещества с низкой концентрацией, поэтому внеклеточная и внутриклеточная концентрация этих ионов, например: Na + , K + , Ca 2+ , Cl - и HCO 3 , обычно выражается в миллиэквивалентах / литр. (мэкв / л). Например, концентрация внеклеточного калия составляет 5 мэкв / л.
Миллиэквиваленты используются как миллимоли для обозначения концентрации ионов в растворе.
Эквивалентный вес или граммовый эквивалент - это количество вещества, которое способно производить или объединяться с одним мольом отрицательных зарядов или с одним мольом положительных зарядов. Это также количество вещества, которое заменяет один моль ионов водорода (H + ) или вступает в реакцию с ним в реакции оксид-основание.
Если бы ученых спросили об их предпочтении между миллимолями или миллиэквивалентом, они бы в унисон ответили, что предпочитают миллимоли. Их легче понять и использовать, и они не зависят от реакции, проводимой с исследуемым аналитом или исследуемым веществом.
Примеры расчетов
Элемент в решении
Водный раствор содержит 36 г кальция в ионной форме (Ca 2+ ) в 300 мл. Зная, что атомный вес кальция равен 40 ед., А его валентность равна 2: рассчитайте концентрацию кальция в растворе, выраженную в мэкв / л.
Эквивалентный вес элемента равен его атомному весу, деленному на его валентность. Выражая указанный атомный вес в молях и зная, что каждый моль кальция имеет два эквивалента, мы имеем:
pEq = (40 г / моль) / (2 экв / моль)
= 20 г / экв.
Следует отметить, что атомный вес не имеет единиц (кроме а.е.м.), в то время как эквивалентный вес выражается в единицах (г / экв). Теперь выразим концентрацию Ca 2+ в г / л:
Граммы Ca 2+ / литр = 36 г / 0,3 л
= 120 г / л
Но мы знаем, что каждый эквивалент имеет массу 20 г. Следовательно, мы можем вычислить общие эквиваленты в растворе:
Эквиваленты / литр = концентрация (г / л) / эквивалентный вес (г / экв)
Eq / L = (120 г / л) / (20 г / экв)
= 6 экв / л
И каждый эквивалент, наконец, содержит 1000 миллиэквивалентов:
мэкв / л = 6 экв / л 1000 мэкв / экв
= 6000 мэкв / л
Основа или щелочи
Основание, согласно Бренстед-Лоури, представляет собой соединение, способное принимать протоны. В то время как для Льюиса основание - это соединение, способное отдавать или разделять пару электронов.
Мы хотим рассчитать концентрацию в мг-экв / л раствора 50 мг гидроксида кальция Ca (OH) 2 в 250 мл водного раствора. Молярная масса гидроксида кальция равна 74 г / моль.
Действуем по следующей формуле:
Эквивалентная масса основания = молекулярная масса / гидроксильное число
И поэтому,
Эквивалентная масса Ca (OH) 2 = молекулярная масса / 2
pEq = (74 г / моль) / (2 экв / моль)
= 37 г / экв.
Эквивалентный вес может быть выражен в мг / мэкв (37 мг / мэкв), что упрощает расчет. У нас есть 250 мл или 0,250 л раствора, объем, в котором растворены 50 мг Ca (OH) 2 ; рассчитываем растворенные на литр:
мг гидроксида кальция / л = 50 мг (1 л / 0,25 л)
= 200 мг / л
Затем,
мэкв / л = концентрация (мг / л) / pEq (мг / мэкв)
= (200 мг / л) / (37 мг / мэкв)
= 5,40 мэкв / л
Кислота
Эквивалентный вес кислоты равен ее молярной массе, деленной на водородное число. Зная это, анализ ортофосфорной кислоты (H 3 PO 4 ) показывает, что она может полностью диссоциировать следующим образом:
H 3 PO4 <=> 3 H + + PO 4 3-
В таком случае:
pEq = pm / 3
Поскольку фосфорная кислота диссоциирует, высвобождая 3 иона H + , то есть 3 моля положительного заряда. Тем не менее, фосфорная кислота может не полностью диссоциирует на H 2 PO 4 - или HPO 4 2- .
В первом случае:
pEq = pm / 1
Поскольку фосфорная кислота с образованием H 2 PO 4 - выделяет только один H + .
Во втором случае:
pEq = pm / 2
Поскольку фосфорная кислота с образованием HPO 4 2- выделяет 2 H + .
Итак, сколько мг-экв / л будет иметь водный раствор 15 граммов двухосновного фосфата натрия (Na 2 HPO 4 ), молярная масса которого составляет 142 г / моль и растворен в 1 литре раствора?
pEq Na 2 HPO4 = молекулярная масса / 2
= (142 г / моль) / (2 мэкв / моль)
= 71 г / экв.
И мы вычисляем Eq / L:
Eq / L = (грамм / литр) / (грамм / эквивалент)
= (15 г / л) / (71 г / экв)
= 0,211 экв / л
Наконец, мы умножаем это значение на 1000:
мэкв / л = 0,211 экв / л 1000 мэкв / экв
= 211 мг-экв / л Na 2 HPO 4
Ржавчина металла
Эквивалентный вес оксида равен его молярной массе, деленной на индекс металла, умноженный на валентность металла.
Раствор содержит 40 граммов оксида бария (BaO), растворенных в 200 мл водного раствора. Подсчитайте количество миллиэквивалентов BaO в этом объеме. Молярная масса оксида бария составляет 153,3 г / моль.
pEq BaO = (молекулярная масса) / (индекс валентности Ba)
= (153,3 г / моль) / (1 x 2)
= 76,65 г / экв.
Но мы знаем, что растворенного BaO 40 г, так что:
Экв. / 200 мл = (40 г Ba / 200 мл) / (76,65 г / экв.)
= 0,52 экв. / 200 мл
Обратите внимание, что если мы выполним вышеуказанное деление, у нас будут эквиваленты в 1 литре раствора; заявление просит нас быть в 200 мл. Наконец, умножаем полученное значение на 1000:
мэкв / 200 мл = 0,52 экв / 200 мл 1000 мэкв / экв
= 520 мэкв / 200 мл
Соль
Чтобы рассчитать эквивалентный вес соли, применяют ту же процедуру, что и для оксида металла.
Желательно получить 50 мг-экв хлорида железа (FeCl 3 ) из раствора соли, содержащего 20 г / л. Молекулярная масса хлорида железа 161,4 г / моль: какой объем раствора нужно взять?
Рассчитываем его эквивалентный вес:
pEq FeCl 3 = (161,4 г / моль) / (1 x 3 экв / моль)
= 53,8 г / экв.
Но в растворе 20 г, и мы хотим определить, сколько всего эквивалентов FeCl 3 растворено:
Eq / L = концентрация (г / л) / эквивалентный вес (г / экв)
Eq / L = (20 г / л) / (53,8 г / экв)
= 0,37 экв / л FeCl 3
Значение в миллиэквивалентах составляет:
Хлорид железа мэкв / л = 0,37 экв / л 1000 мэкв / экв
= 370 мэкв / л FeCl 3
Но нам нужно не 370 мэкв, а 50 мэкв. Следовательно, взятый объем V рассчитывается следующим образом:
V = 50 мэкв (1000 мл / 370 мэкв)
= 135,14 мл
Этот результат был получен с помощью коэффициента преобразования, хотя простое правило трех также могло бы работать.
Заключительный комментарий
Эквиваленты относятся к заряду компонентов реакции. Ряд эквивалентов катиона реагирует с таким же количеством эквивалентов аниона с образованием того же количества эквивалентов полученной соли.
Это является преимуществом при упрощении стехиометрических расчетов, поскольку во многих случаях устраняется необходимость балансировать уравнения; процесс, который может быть громоздким. Это преимущество миллиэквивалентов перед миллимолями.
Ссылки
- Уиттен, Дэвис, Пек и Стэнли. (2008). Химия. (8-е изд.). CENGAGE Обучение.
- Дэй Р. и Андервуд А. (1989). Количественная аналитическая химия (пятое изд.). ПИРСОН Прентис Холл.
- Wikipedia. (2019). Эквивалент. Получено с: es.wikipedia.org
- Химия. (SF). Определение эквивалентных масс кислот. Получено с: fullquimica.com
- Бек, Кевин. (06 ноября 2019 г.). Как рассчитать миллиэквивалент. Sciencing.com. Получено с: sciencing.com