Ce este greutatea echivalentă?

Primii chimiști au definit o greutate echivalentă ca fiind greutatea unei substanțe care ar reacționa cu o secundă pentru a forma o a treia. Pe măsură ce acești chimiști studiau materia, ei și-au dat seama că reacțiile au avut loc întotdeauna în proporții stabilite. Mulți dintre reactanții lor păreau să contribuie la același nivel de activitate, indiferent de reacția implicată.
Tabelele de greutăți echivalente, bazate pe reacțiile cu hidrogen, au fost asamblate la sfârșitul secolului al XVIII-lea. Hidrogenul a fost folosit ca standard, fiind elementul cel mai puțin masiv; cu toate acestea, nu reacționează ușor cu multe elemente. Metalele ușor purificate și accesibile formează oxizi ușor și au fost adesea folosite ca bază experimentală pentru determinarea valorilor echivalente.

Creșterea în masă a metalului a fost atribuită conținutului de oxigen al oxidului de metal. Această greutate a fost măsurată, împărțită la opt și raportată ca grame de greutate echivalentă de hidrogen pentru acel metal. Greutatea a fost împărțită la opt deoarece oxigenul reacționează cu hidrogenul într-un raport de greutate de opt la unu pentru a forma apă. Oxigenul a fost văzut ca opusul chimic al hidrogenului. Chimiștii moderni ar fi de acord că oxigenul participă la reacțiile de oxidare și hidrogenul la reacțiile de reducere.

Această procedură a funcționat bine atâta timp cât reacția nu a fost prea complexă. Multe metale au oxizi diferiți, deoarece pot obține compuși stabili în mai mult de o configurație de valență sau stare de oxidare. Pe măsură ce chimiștii au aflat mai multe despre natura reacțiilor pe care le conduceau, graficul periodic a înlocuit tabelele anterioare.

Calculele efectuate folosind un tabel de greutate echivalente au fost succedate de utilizarea maselor molare. Molar se referă la numărul de atomi disponibili pentru a reacționa. Amploarea reacției se bazează pe acest număr, nu pe masa reactanților. Un mol de atomi are 6.023 x 10 23 de atomi.

Utilizarea standardului de hidrogen ilustrează diferența. Se știe că apa conține doi atomi de hidrogen pentru un atom de oxigen. Deoarece oxigenul are o masă molară de 16 grame pe mol, în timp ce masa molară a hidrogenului este de 1 gram pe mol, raportul de masă este de opt la unu, oxigen la hidrogen. Raportul molar este de doi la unu, hidrogen și oxigen, ceea ce reflectă compoziția reală.

Anumite domenii ale chimiei au continuat să folosească greutatea echivalentă în contexte limitate. În chimia acido-bazică, o greutate echivalentă este masa unei specii chimice care reacţionează cu 1 mol de ioni de hidroniu (H3O+) sau 1 mol de ioni de hidroxid (OH-). În reacțiile de reducere-oxidare, o greutate echivalentă este masa unei substanțe care acceptă sau donează un mol de electroni.
În industria minieră, greutăți echivalente au fost folosite pentru a descrie concentrația de minereu dintr-o probă. Argintul, de exemplu, va precipita sub formă de clorură de argint dintr-o soluție lichidă. Greutatea echivalentă este masa de clorură de argint care conține 1 gram de metal argint.

Chimiștii polimeri reacționează cu moleculele lungi cu grupuri laterale active pentru a forma polimeri duri, reticulati. Activitatea sau afinitatea de reacție poate fi măsurată în greutăți echivalente. Rășinile cu greutate egală vor produce același grad de reticulare în cadrul acelorași familii de polimeri.