Co to jest ekwiwalentna waga?

Pierwsi chemicy zdefiniowali równoważną masę jako masę jednej substancji, która reagowałaby z drugą, tworząc trzecią. Gdy ci chemicy badali materię, zdali sobie sprawę, że reakcje zawsze zachodzą w ustalonych proporcjach. Wydaje się, że wielu ich reagentów przyczynia się do tego samego poziomu aktywności, niezależnie od zaangażowanej reakcji.

Tabele o równoważnych masach, oparte na reakcjach wodorowych, zostały zebrane pod koniec XVIII wieku. Wodór został użyty jako standard, będąc najmniej masywnym pierwiastkiem; jednak nie reaguje łatwo z wieloma elementami. Łatwo oczyszczone i dostępne metale łatwo tworzą tlenki i często były wykorzystywane jako podstawa eksperymentalna do określania równoważnych wartości.

Przyrost masy metalu przypisano zawartości tlenu w tlenku metalu. Masę tę zmierzono, podzielono przez osiem, i podano jako gram równoważnika masy wodoru dla tego metalu. Ciężar podzielono przez osiem, ponieważ tlen reaguje z wodorem o stosunku wagowym osiem do jednego, tworząc wodę. Tlen był postrzegany jako chemiczne przeciwieństwo wodoru. Współcześni chemicy zgodziliby się, że tlen uczestniczy w reakcjach utleniania, a wodór w reakcjach redukujących.

Ta procedura działała dobrze, o ile reakcja nie była zbyt skomplikowana. Wiele metali ma różne tlenki, ponieważ mogą one osiągnąć stabilne związki w więcej niż jednej konfiguracji walencyjnej lub stanie utlenienia. Gdy chemicy dowiedzieli się więcej o naturze zachodzących reakcji, wykres okresowy zastąpił wcześniejsze tabele.

Obliczeniom wykonanym przy użyciu równoważnej tabeli wag udało się zastosować masy molowe. Molowy odnosi się do liczby atomów dostępnych do reakcji. Zakres reakcji opiera się na tej liczbie, a nie na masie reagentów. Mol atomów ma 6,023 x 10 ²³ atomów.

Zastosowanie wzorca wodoru ilustruje różnicę. Wiadomo, że woda zawiera dwa atomy wodoru na jeden atom tlenu. Ponieważ tlen ma masę molową 16 gramów na mol, podczas gdy masa molowa wodoru wynosi 1 gram na mol, stosunek masowy wynosi od ośmiu do jednego, tlen do wodoru. Stosunek molowy wynosi dwa do jednego, wodór do tlenu, co odzwierciedla faktyczny skład.

Niektóre dziedziny chemii nadal stosują równoważną wagę w ograniczonym kontekście. W chemii kwasowo-zasadowej równoważną masą jest masa gatunku chemicznego, który reaguje z 1 molem jonów hydroniowych (H ₃ O ⁺ ) lub 1 molem jonów wodorotlenkowych (OH ^- ). W reakcjach redukcji-utleniania równoważną masą jest masa substancji, która przyjmuje lub przekazuje jeden mol elektronów.

W przemyśle wydobywczym zastosowano równoważne wagi do opisania stężenia rudy w próbce. Na przykład srebro wytrąca się w postaci chlorku srebra z ciekłego roztworu. Równoważna waga to masa chlorku srebra, która zawiera 1 gram srebra metalu.

Chemicy polimerów reagują długimi cząsteczkami z aktywnymi grupami bocznymi, tworząc twarde usieciowane polimery. Aktywność lub powinowactwo reakcji można zmierzyć w równoważnych wagach. Równie ważone żywice będą wytwarzać ten sam stopień usieciowania w tych samych rodzinach polimerów.