Qu'est-ce qu'un poids équivalent?

Les premiers chimistes définissaient un poids équivalent à celui d'une substance qui réagirait avec une seconde pour en former une troisième. En étudiant la matière, ces chimistes ont compris que les réactions se produisaient toujours dans des proportions déterminées. Beaucoup de leurs réactifs semblaient contribuer au même niveau d'activité, quelle que soit la réaction impliquée.

Des tables de poids équivalents, basées sur des réactions de l'hydrogène, ont été assemblées à la fin du 18ème siècle. L'hydrogène a été utilisé comme étalon, étant l'élément le moins massif; Cependant, il ne réagit pas facilement avec de nombreux éléments. Des métaux facilement purifiés et accessibles forment facilement des oxydes et ont souvent été utilisés comme base expérimentale pour déterminer les valeurs équivalentes.

Le gain de masse du métal a été attribué à la teneur en oxygène de l'oxyde métallique. Ce poids a été mesuré, divisé par huit, et indiqué en grammes de poids équivalent d'hydrogène pour ce métal. Le poids a été divisé par huit car l'oxygène réagit avec l'hydrogène selon un rapport pondéral de huit à un pour former de l'eau. L'oxygène était considéré comme le contraire chimique de l'hydrogène. Les chimistes modernes s'accorderaient sur le fait que l'oxygène participe aux réactions oxydantes et l'hydrogène aux réactions réductrices.

Cette procédure a bien fonctionné tant que la réaction n'était pas trop complexe. De nombreux métaux ont des oxydes différents, car ils peuvent donner des composés stables dans plus d’une configuration de valence ou d’état d’oxydation. Alors que les chimistes en apprenaient davantage sur la nature des réactions qu’ils conduisaient, le tableau périodique des éléments remplaça les tableaux précédents.

Les calculs effectués en utilisant un tableau de poids équivalent ont été suivis par l'utilisation de masses molaires. Molaire fait référence au nombre d'atomes disponibles pour réagir. L'étendue de la réaction est basée sur ce nombre et non sur la masse des réactifs. Une mole d'atomes a 6,023 x 10 ²³ atomes.

L'utilisation de l'étalon hydrogène illustre la différence. On sait que l'eau contient deux atomes d'hydrogène pour un atome d'oxygène. Puisque l'oxygène a une masse molaire de 16 grammes par mole, alors que la masse molaire d'hydrogène est de 1 gramme par mole, le rapport en masse est de huit pour un, oxygène à hydrogène. Le rapport molaire est de deux pour un, hydrogène à oxygène, ce qui reflète la composition réelle.

Certains domaines de la chimie ont continué à utiliser le poids équivalent dans des contextes limités. En chimie acide-base, un poids équivalent est la masse d'une espèce chimique qui réagit avec 1 mole d'ions hydronium (H ₃ O ⁺ ) ou 1 mole d'ions hydroxyde (OH ^- ). Dans les réactions de réduction-oxydation, un poids équivalent est la masse d'une substance qui accepte ou donne une mole d'électrons.

Dans l'industrie minière, des poids équivalents ont été utilisés pour décrire la concentration de minerai dans un échantillon. L'argent, par exemple, précipitera sous forme de chlorure d'argent à partir d'une solution liquide. Le poids équivalent est la masse de chlorure d'argent contenant 1 gramme d'argent.

Les chimistes des polymères font réagir de longues molécules avec des groupes latéraux actifs pour former des polymères réticulés résistants. L'affinité d'activité ou de réaction peut être mesurée en poids équivalent. Des résines de poids égal produiront le même degré de réticulation au sein des mêmes familles de polymères.