le Poids équivalent (PE) d'une substance est celle qui participe à une réaction chimique et sert de base à un titrage. Selon le type de réaction, elle peut être définie d'une manière ou d'une autre.
Pour les réactions acide-base, PE est le poids en grammes de la substance nécessaire pour fournir ou réagir avec une mole de H+ (1,008 g); pour les réactions redox, le poids en grammes de la substance nécessaire pour fournir ou réagir avec une mole d'électrons.
Pour les réactions de précipitation ou de formation complexe, le poids de substance nécessaire pour fournir ou réagir avec une mole d'un cation monovalent, 1/2 mole d'un cation divalent, 1/3 mole d'un cation trivalent. Et ainsi de suite.
Bien que cela puisse paraître un peu compliqué au début, certaines substances se comportent toujours chimiquement de la même manière; par conséquent, il n'est pas difficile d'apprendre les valeurs de PE étant donné les cas.
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John Dalton (1808) a proposé l'équivalent de poids d'hydrogène comme unité de masse. Cependant, un certain nombre d'objections à cette approche ont été soulevées. Par exemple, il a été noté que la plupart des éléments ne réagissaient pas directement avec l'hydrogène pour former des composés simples (XH)..
De plus, les éléments à différents états d'oxydation, par exemple le permanganate, ont plus d'un poids équivalent. Cela a rendu difficile l'acceptation du poids équivalent en tant qu'unité de masse..
La présentation par Dimitri Mendeleev (1869) de son tableau périodique, dans lequel les propriétés chimiques des éléments étaient liées à l'ordre ordonné de leurs poids atomiques, a constitué un argument fort de ceux qui se sont opposés à l'utilisation du poids équivalent comme unité de masse.
En fait, il n'est pas nécessaire d'utiliser le terme «équivalent», car tout calcul stoechiométrique peut être fait en termes de moles. Cependant, ce terme est souvent utilisé et ne doit pas être ignoré..
Pour plus de commodité, le terme «équivalent» a été introduit: un équivalent de tout acide réagit avec un équivalent de toute base; un équivalent de tout agent oxydant réagit avec un équivalent de tout agent réducteur, etc..
L'utilisation du PE dans les éléments et les composés chimiques a été remplacée par l'utilisation de sa masse molaire. La raison principale est l'existence d'éléments et de composés avec plus d'un poids équivalent.
Par exemple, le fer (Fe), un élément avec un poids atomique de 55,85 g / mol, a deux valences: +2 et +3. Par conséquent, il a deux poids équivalents: lorsqu'il travaille avec une valence +2, son poids équivalent est de 27,93 g / eq; tandis que, lors de l'utilisation de la valence +3, son poids équivalent est de 18,67 g / eq.
Bien entendu, on ne peut pas parler de l'existence d'un poids équivalent de Fe, mais on peut signaler l'existence d'un poids atomique de Fe..
L'acide phosphorique a un poids moléculaire de 98 g / mol. Cet acide dissocié en H+ + HdeuxPO4-, a un poids équivalent de 98 g / eq, car il libère 1 mole de H+. Si l'acide phosphorique se dissocie en H+ + HPO4deux-, son poids équivalent est de (98 g.mol-1) / (2eq / mol-1) = 49 g / éq. Dans cette dissociation le H3PO4 libère 2 moles de H+.
Bien qu'il ne soit pas titrable en milieu aqueux, le H3PO4 peut se dissocier en 3 H+ + PO43-. Dans ce cas, le poids équivalent est (98 g.mol-1) / (3 mol éq.-1) = 32,7 g / éq. Le H3PO4 délivre dans ce cas 3 moles de H+.
Ainsi, l'acide phosphorique a jusqu'à 3 poids équivalents. Mais ce n'est pas un cas isolé, donc par exemple, l'acide sulfurique a deux poids équivalents et l'acide carbonique a également.
-Pour réduire les erreurs qui peuvent être commises lors de l'action de pesée de substances, en chimie analytique, l'utilisation d'une substance de poids équivalent supérieur est préférée. Par exemple, dans le titrage d'une solution d'hydroxyde de sodium avec des acides de poids équivalents différents. L'utilisation de l'acide avec le poids équivalent le plus élevé est recommandée.
-Lorsque vous utilisez la masse d'un acide solide qui peut réagir avec l'hydroxyde de sodium, vous avez la possibilité de choisir entre trois acides solides: acide oxalique dihydraté, phtalate d'acide potassium et hydrogéniodate de potassium, avec des poids équivalents respectivement de 63,04 g / éq, 204,22 g / eq et 389 g / eq.
Dans ce cas, il est préférable d'utiliser de l'acide hydrogéniodate de potassium dans le titrage de l'hydroxyde de sodium, car comme il a un poids équivalent plus grand, l'erreur relative commise lors de sa pesée est moindre.
Le poids équivalent est défini à sa manière dans cette technique d'analyse de substance. Ici, c'est la masse de précipité qui correspond à un gramme de l'analyte. Il s'agit de l'élément ou du composé d'intérêt dans l'étude ou l'analyse en cours.
En gravimétrie, il est courant de citer les résultats des analyses comme une fraction de la masse de l'analyte, souvent exprimée en pourcentage..
Le facteur d'équivalence est expliqué comme un facteur numérique par lequel la masse du précipité doit être multipliée pour obtenir la masse de l'analyte, généralement exprimée en grammes..
Par exemple, dans le dosage gravimétrique du nickel, le précipité qui le contient est du bis (diméthylglyoximate de nickel) d'une masse molaire de 288,915 g / mol. La masse molaire de nickel est de 58,6934 g / mol.
La masse molaire du précipité divisée par la masse molaire de nickel donne le résultat suivant:
288,915 g.mol-1/ 58,6934 g.mol-1 = 4,9224. Cela signifie que 4,9224 g du composé équivalent à 1 g de nickel; ou en d'autres termes, 4,9224 g du précipité contient 1 g de nickel.
Le facteur d'équivalence est calculé en divisant la masse molaire de nickel par la masse molaire du précipité qui le contient: 58,693 g.mol-1/ 288,915 g.mol-1 = 0,203151. Cela nous indique que par gramme de précipité contenant du nickel, il y a 0,203151 g de nickel.
En chimie des polymères, le poids équivalent d'un réactif de polymérisation est la masse du polymère qui a un équivalent de réactivité.
Il est particulièrement important dans le cas des polymères échangeurs d'ions: un équivalent d'un polymère échangeur d'ions peut échanger une mole d'ions mono-chargés; mais seulement une demi-mole d'ions doublement chargés.
Il est courant d'exprimer la réactivité d'un polymère comme l'inverse du poids équivalent, qui est exprimé en unités de mmol / g ou meq / g.
Il est obtenu en divisant son poids atomique par sa valence:
Peq = Pa / v
Il y a des articles qui n'ont qu'un poids équivalent et des articles qui peuvent en avoir 2 ou plus.
Poids atomique = 40 g / mol
Valence = +2
Peq = 40 g.mol-1/2eq.mol-1
20 g / éq
Poids atomique = 27 g / mol
Valence = +3
Peq = 27 g.mol-1/ 3 éq.mol-1
9 g / éq
Poids atomique = 58,71 g / mol
Valence = +2 et +3
Le nickel a deux poids équivalents correspondant au moment où il réagit avec la valence +2 et au moment où il réagit avec la valence +3.
Peq = 58,71 g.mol-1/ 2 éq. Mol-1
29,35 g / éq
Peq = 58,71 g.mol-1/ 3 éq.mol-1
19,57 g / éq
Une façon de calculer le poids équivalent d'un oxyde consiste à diviser son poids moléculaire par le produit de valence du métal et l'indice du métal..
Peq = Pm / V S
Pm = poids moléculaire de l'oxyde.
V = valence du métal
S = indice du métal
Le produit V S est appelé la charge totale ou nette du cation.
Poids moléculaire = Al (2 x 27 g / mol) + O (3 x 16 g / mol)
102 g / mol
Valence = +3
Indice = 2
Peq AldeuxOU ALORS3 = Pm / V S
Peq AldeuxOU ALORS3 = 102 g.mol-1/ 3 éqmol-1. deux
17 g / éq
Il existe un autre moyen de résoudre ce problème basé sur la stoechiométrie. Dans 102 g d'oxyde d'aluminium, il y a 54 grammes d'aluminium et 48 grammes d'oxygène.
Peq del Al = poids atomique / Valence
27 g mol-1/ 3 éq.mol-1
9 g / éq
Sur la base du poids équivalent d'aluminium (9 g / eq), on calcule que dans 54 g d'aluminium il y a 6 équivalents d'aluminium.
Puis à partir des propriétés des équivalents: 6 équivalents d'aluminium vont réagir avec 6 équivalents d'oxygène pour donner 6 équivalents d'oxyde d'aluminium.
Dans 102 g. d'oxyde d'aluminium il y a 6 équivalents.
Donc:
Al PeqdeuxOU ALORS3 = 102 g / 6 éq
17 g / éq
Le poids équivalent est obtenu en divisant son poids moléculaire par le nombre de groupes oxyhydryle (OH).
Poids moléculaire = 90 g / mol
Numéro OH = 2
Petit Fe (OH)deux = 90 g.mol-1/ 2 éq. Mol-1
45 g / éq
En général, il est obtenu en divisant son poids moléculaire par le nombre d'hydrogène qu'il abandonne ou libère. Cependant, les acides polyrotoniques peuvent dissocier ou libérer leur H de diverses manières, de sorte qu'ils peuvent avoir plus d'un poids équivalent..
Poids équivalent HCl = poids moléculaire / nombre d'hydrogène
Petit HCl = g.mol-1/ 1 éq.mol-1
36,5 g / éq
Acide sulfurique (HdeuxSW4) peut être dissocié de deux manières:
HdeuxSW4 => H+ + HSO4-
HdeuxSW4 => 2 H+ + SW4deux-
Quand il libère un H+ votre PE est:
Poids moléculaire = 98 g / mol
Peq = 98 g.mol-1/ 1 éq.mol-1
98 g / petit
Et quand il sort 2H+:
Poids moléculaire = 98 g / mol
Peq = 98 g.mol-1/ 2 éq. Mol-1
49 g / éq
Pour la même raison, l'acide phosphorique (H3PO4) de poids moléculaire 98 g / mol, il peut avoir jusqu'à trois poids équivalents: 98 g / eq, 49 g / eq et 32,67 g / eq.
Et enfin, le poids équivalent d'un sel peut être calculé en divisant son poids moléculaire par le produit de la valence du métal par l'indice du métal..
PE = PM / V S
Poids moléculaire = 400 g / mol
Valence du fer = +3 eq / mol
Indice de fer = 2
Peq = 400 g.mol-1/ 3 éq.mol-1 x 2
66,67 g / éq
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