PESO EQUIVALENTE: USA E COMO CALCULÁ-LO (COM EXEMPLOS) - QUÍMICA - 2025

O peso equivalente (PE) de uma substância é aquele que participa de uma reação química e é usado como base para uma titulação. Dependendo do tipo de reação, ela pode ser definida de uma forma ou de outra.

Para reações ácido-base, PE é o peso em gramas da substância necessária para fornecer ou reagir com um mole de H ⁺ (1,008 g); para reações redox, o peso em gramas da substância necessária para fornecer ou reagir com um mol de elétrons.

Fonte: Por M.Minderhoud (Fundo Branco por Amada44), via Wikimedia Commons

Para reações de precipitação ou formação de complexos, o peso da substância necessária para fornecer ou reagir com um mole de um cátion monovalente, 1/2 mol de um cátion divalente, 1/3 mol de um cátion trivalente. E assim por diante.

Embora possa parecer um pouco complicado no início, algumas substâncias sempre se comportam quimicamente da mesma maneira; portanto, não é difícil aprender os valores PE dados os casos.

Origem de peso equivalente

John Dalton (1808) propôs o peso equivalente do hidrogênio como uma unidade de massa. No entanto, surgiram várias objeções a essa abordagem. Por exemplo, notou-se que a maioria dos elementos não reage diretamente com o hidrogênio para formar compostos simples (XH).

Além disso, os elementos com vários estados de oxidação, por exemplo permanganato, têm mais de um peso equivalente. Isso tornava difícil aceitar o peso equivalente como unidade de massa.

A apresentação por Dimitri Mendeleev (1869) de sua tabela periódica, na qual as propriedades químicas dos elementos estavam relacionadas com a ordem ordenada de seus pesos atômicos, constituiu um forte argumento daqueles que se opunham ao uso de peso equivalente como unidade de massa.

Na verdade, não há necessidade de usar o termo "equivalente", pois qualquer cálculo estequiométrico pode ser feito em termos de moles. No entanto, esse termo é freqüentemente usado e não deve ser ignorado.

Por conveniência, o termo "equivalente" foi introduzido: um equivalente de qualquer ácido reage com um equivalente de qualquer base; um equivalente de qualquer agente oxidante reage com um equivalente de qualquer agente redutor, etc.

Formulários

Use em química geral

Metais

O uso do PE em elementos e compostos químicos foi substituído pelo uso de sua massa molar. O principal motivo é a existência de elementos e compostos com peso superior ao equivalente.

Por exemplo, o ferro (Fe), um elemento com peso atômico de 55,85 g / mol, tem duas valências: +2 e +3. Portanto, tem dois pesos equivalentes: quando trabalha com valência +2 seu peso equivalente é 27,93 g / eq; enquanto, ao usar a valência +3, seu peso equivalente é 18,67 g / eq.

Claro, não se pode falar da existência de um peso equivalente de Fe, mas a existência de um peso atômico de Fe pode ser apontada.

Ácidos

O ácido fosfórico tem um peso molecular de 98 g / mol. Quando esse ácido se dissocia em H ⁺ + H ₂ PO ₄ ^-, tem peso equivalente a 98 g / eq, pois libera 1 mol de H ⁺. Se o ácido fosfórico se dissociar em H ⁺ + HPO ₄ ^2–, seu peso equivalente é (98 g.mol ^-1) / (2eq / mol ^-1) = 49 g / eq. Nesta dissociação, o H ₃ PO ₄ libera 2 moles de H ⁺.

Embora não seja titulável em meio aquoso, o H ₃ PO ₄ pode dissociar-se em 3 H ⁺ + PO ₄ ^3–. Neste caso, o peso equivalente é (98 g.mol ^-1) / (3 eq.mol ^-1) = 32,7 g / eq. H ₃ PO ₄ fornece, neste caso, 3 moles de H ⁺.

Portanto, o ácido fosfórico tem até 3 pesos equivalentes. Mas este não é um caso isolado, então, por exemplo, o ácido sulfúrico tem dois pesos equivalentes e o ácido carbônico também.

Uso em análise volumétrica

-Para reduzir os erros que podem ser cometidos durante a ação das substâncias de pesagem, em química analítica prefere-se a utilização de uma substância de maior peso equivalente. Por exemplo, na titulação de uma solução de hidróxido de sódio com ácidos de diferentes pesos equivalentes. Recomenda-se o uso do ácido com maior peso equivalente.

- Na utilização da massa de um ácido sólido que pode reagir com o hidróxido de sódio, você tem a opção de escolher entre três ácidos sólidos: ácido oxálico di-hidratado, ftalato ácido de potássio e hidrogeniodato de potássio, com pesos equivalentes respectivamente 63,04 g / eq, 204,22 g / eq e 389 g / eq.

Neste caso, prefere-se utilizar o ácido hidrogeniodato de potássio na titulação do hidróxido de sódio, uma vez que por ter um peso equivalente maior, o erro relativo cometido na pesagem é menor.

Uso em análise gravimétrica

O peso equivalente é definido à sua maneira nesta técnica de análise de substâncias. Aqui, é a massa do precipitado que corresponde a um grama do analito. É o elemento ou composto de interesse no estudo ou análise que está sendo realizada.

Na gravimetria, é comum citar os resultados das análises como uma fração da massa do analito, muitas vezes expressa como uma porcentagem.

O fator de equivalência é explicado como um fator numérico pelo qual a massa do precipitado deve ser multiplicada para se obter a massa do analito, geralmente expressa em gramas.

Determinação gravimétrica de níquel

Por exemplo, na determinação gravimétrica de níquel, o precipitado que o contém é bis (níquel dimetilglicioso) com massa molar de 288,915 g / mol. A massa molar do níquel é 58,6934 g / mol.

A massa molar do precipitado dividida pela massa molar de níquel produz o seguinte resultado:

288,915 g.mol ^-1 / 58,6934 g.mol ^-1 = 4,9224. Isso significa que 4,9224 g do composto é igual a 1 g de níquel; Ou seja, 4,9224 g do precipitado contém 1 g de níquel.

O fator de equivalência é calculado dividindo a massa molar do níquel pela massa molar do precipitado que o contém: 58,693 g.mol ^-1 / 288,915 g.mol ^-1 = 0,203151. Isso nos diz que por grama do precipitado contendo níquel há 0,203151 g de níquel.

Usos em química de polímeros

Em química de polímeros, o peso equivalente de um reagente de polimerização é a massa do polímero que tem um equivalente de reatividade.

É particularmente importante no caso de polímeros de troca iônica: um equivalente de um polímero de troca iônica pode trocar um mol de íons mono-carregados; mas apenas meio mol de íons duplamente carregados.

É comum expressar a reatividade de um polímero como o inverso do peso equivalente, que é expresso em unidades de mmol / g ou meq / g.

Como calcular? Exemplos

- Peso equivalente de um elemento químico

É obtido dividindo seu peso atômico por sua valência:

Peq = Pa / v

Existem itens que possuem apenas um peso equivalente e itens que podem ter 2 ou mais.

Peso equivalente de cálcio

Peso atômico = 40 g / mol

Valência = +2

Peq = 40 g.mol ^-1 /2eq.mol ^-1

20 g / eq

Peso equivalente de alumínio

Peso atômico = 27 g / mol

Valência = +3

Peq = 27 g.mol ^-1 / 3 eq.mol ^-1

9 g / eq

Peso equivalente de níquel

Peso atômico = 58,71 g / mol

Valência = +2 e +3

O níquel tem dois pesos equivalentes correspondentes a quando reage com valência +2 e quando reage com valência +3.

Peq = 58,71 g.mol ^-1 / 2 eq.mol ^-1

29,35 g / eq

Peq = 58,71 g.mol ^-1 / 3 eq.mol ^-1

19,57 g / eq

-Peso equivalente de um óxido

Uma maneira de calcular o peso equivalente de um óxido é dividindo seu peso molecular pelo produto de valência do metal e o subscrito do metal.

Peq = Pm / V S

Pm = peso molecular do óxido.

V = valência do metal

S = subscrito de metal

O produto V · S é referido como a carga total ou líquida do cátion.

Peso equivalente de óxido de alumínio (Al

Peso molecular = Al (2 x 27 g / mol) + O (3 x 16 g / mol)

102 g / mol

Valência = +3

Subscrito = 2

Peq Al ₂ O ₃ = Pm / V S

Peq Al ₂ O ₃ = 102 g.mol ^-1 / 3 eqmol ^-1. dois

17 g / eq

Existe outra maneira de resolver este problema baseada na estequiometria. Em 102 g de óxido de alumínio existem 54 gramas de alumínio e 48 gramas de oxigênio.

Peq del Al = Peso atômico / Valência

27 g.mol ^-1 / 3 eq.mol ^-1

9 g / eq

Com base no peso equivalente do alumínio (9 g / eq), calcula-se que em 54 g de alumínio existem 6 equivalentes de alumínio.

Então, a partir das propriedades dos equivalentes: 6 equivalentes de alumínio irão reagir com 6 equivalentes de oxigênio para dar 6 equivalentes de óxido de alumínio.

Em 102 g. de óxido de alumínio existem 6 equivalentes.

Portanto:

Pequeno de Al ₂ O ₃ = 102 g / 6 eq

17 g / eq

-Peso equivalente de uma base

O peso equivalente é obtido dividindo seu peso molecular pelo número de grupos oxidrila (OH).

Peso equivalente de hidróxido ferroso, Fe (OH)

Peso molecular = 90 g / mol

Número OH = 2

Peq Fe (OH) ₂ = 90 g.mol ^-1 / 2 eq.mol ^-1

45 g / eq

-Peso equivalente de um ácido

Em geral, é obtido dividindo-se seu peso molecular pelo número de hidrogênio que ele cede ou libera. No entanto, os ácidos polirrotônicos podem se dissociar ou liberar seu H de várias maneiras, de modo que podem ter mais de um peso equivalente.

Peso equivalente de ácido clorídrico, HCl

Peso equivalente de HCl = peso molecular / número de hidrogênio

Peq HCl = g.mol ^-1 / 1 eq.mol ^-1

36,5 g / eq

Peso equivalente de ácido sulfúrico

O ácido sulfúrico (H ₂ SO ₄) pode se dissociar de duas maneiras:

H ₂ SO ₄ => H ⁺ + HSO ₄ ^-

H ₂ SO ₄ => 2 H ⁺ + SO ₄ ^2-

Quando ele libera um H ^+, seu PE é:

Peso molecular = 98 g / mol

Peq = 98 g.mol ^-1 / 1 eq.mol ^-1

98 g / pequeno

E quando você liberar 2H ⁺:

Peso molecular = 98 g / mol

Peq = 98 g.mol ^-1 / 2 eq.mol ^-1

49 g / eq

Pelo mesmo motivo, o ácido fosfórico (H ₃ PO ₄) de peso molecular 98 g / mol, pode ter até três pesos equivalentes: 98 g / eq, 49 g / eq e 32,67 g / eq.

-Peso equivalente de um sal

E, finalmente, o peso equivalente de um sal pode ser calculado dividindo seu peso molecular pelo produto da valência do metal e o subscrito do metal.

PE = PM / V S

Sulfato Férrico Fe

Peso molecular = 400 g / mol

Valência de ferro = +3 eq / mol

Subscrito de ferro = 2

Peq = 400 g.mol ^-1 / 3 eq.mol ^-1 x 2

66,67 g / eq

Referências

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2. Química Inorgânica. (sf). Determinação de pesos equivalentes de óxidos. Recuperado de: fullquimica.com
3. Wikipedia. (2018). Peso equivalente. Recuperado de: en.wikipedia.org
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5. Ori, Jack. (30 de abril de 2018). Como calcular o peso equivalente. Ciência. Recuperado de: sciencing.com
6. O peso equivalente de um ácido Parte 2: Titulação da amostra de ácido desconhecida. (sf). Recuperado de: faculty.uml.edu
7. Bergstresser M. (2018). Peso equivalente: definição e fórmula. Estude. Recuperado de: study.com