Was ist Äquivalentgewicht?
Frühe Chemiker definierten ein Äquivalentgewicht als das Gewicht einer Substanz, die mit einer zweiten unter Bildung einer dritten Substanz reagieren würde. Als diese Chemiker Materie untersuchten, stellten sie fest, dass Reaktionen immer in festgelegten Anteilen abliefen. Viele ihrer Reaktanten schienen unabhängig von der beteiligten Reaktion das gleiche Aktivitätsniveau beizutragen.
Tabellen von Äquivalentgewichten, basierend auf Wasserstoffreaktionen, wurden Ende des 18. Jahrhunderts zusammengestellt. Wasserstoff wurde als Standard verwendet, da er das am wenigsten massive Element war. es reagiert jedoch nicht leicht mit vielen Elementen. Leicht zu reinigende und zugängliche Metalle bilden leicht Oxide und wurden häufig als experimentelle Grundlage für die Bestimmung der Äquivalentwerte verwendet.
Der Massezuwachs des Metalls wurde auf den Sauerstoffgehalt des Metalloxids zurückgeführt. Dieses Gewicht wurde gemessen, durch acht geteilt und als Gramm Äquivalentgewicht Wasserstoff für dieses Metall angegeben. Das Gewicht wurde durch acht geteilt, da Sauerstoff mit Wasserstoff in einem Gewichtsverhältnis von acht zu eins unter Bildung von Wasser reagiert. Sauerstoff wurde als das chemische Gegenteil von Wasserstoff angesehen. Moderne Chemiker stimmen darin überein, dass Sauerstoff an Oxidationsreaktionen und Wasserstoff an Reduktionsreaktionen beteiligt ist.
Dieses Verfahren funktionierte gut, solange die Reaktion nicht zu komplex war. Viele Metalle haben unterschiedliche Oxide, da sie stabile Verbindungen in mehr als einer Valenzkonfiguration oder Oxidationsstufe erzielen können. Als Chemiker mehr über die Art der von ihnen durchgeführten Reaktionen erfuhren, ersetzte das Periodendiagramm die früheren Tabellen.
Die unter Verwendung einer Äquivalentgewichtstabelle durchgeführten Berechnungen wurden durch die Verwendung von Molmassen erfolgreich abgeschlossen. Molar bezieht sich auf die Anzahl der Atome, die zur Reaktion zur Verfügung stehen. Das Ausmaß der Reaktion basiert auf dieser Zahl, nicht auf der Masse der Reaktanten. Ein Mol Atome hat 6.023 x 10 23 Atome.
Die Verwendung des Wasserstoffstandards verdeutlicht den Unterschied. Es ist bekannt, dass Wasser zwei Wasserstoffatome pro Atom Sauerstoff enthält. Da Sauerstoff eine Molmasse von 16 Gramm pro Mol aufweist, während die Molmasse von Wasserstoff 1 Gramm pro Mol beträgt, beträgt das Massenverhältnis acht zu eins, Sauerstoff zu Wasserstoff. Das Molverhältnis beträgt zwei zu eins, Wasserstoff zu Sauerstoff, was die tatsächliche Zusammensetzung widerspiegelt.
Bestimmte Bereiche der Chemie haben in begrenzten Zusammenhängen weiterhin das Äquivalentgewicht verwendet. In der Säure-Base-Chemie ist ein Äquivalentgewicht die Masse einer chemischen Spezies, die mit 1 Mol Hydronium (H 3 O + ) -Ionen oder 1 Mol Hydroxidionen (OH - ) reagiert. Bei Reduktions-Oxidations-Reaktionen ist ein Äquivalentgewicht die Masse einer Substanz, die ein Mol Elektronen aufnimmt oder abgibt.
Im Bergbau wurden Äquivalentgewichte verwendet, um die Erzkonzentration in einer Probe zu beschreiben. Beispielsweise fällt Silber als Silberchlorid aus einer flüssigen Lösung aus. Das Äquivalentgewicht ist die Masse Silberchlorid, die 1 Gramm Silbermetall enthält.
Polymerchemiker reagieren lange Moleküle mit aktiven Seitengruppen zu zähen vernetzten Polymeren. Die Aktivität oder Reaktionsaffinität kann in Äquivalentgewichten gemessen werden. Gleichgewichtige Harze erzeugen den gleichen Vernetzungsgrad innerhalb der gleichen Polymerfamilien.