Equivalente a gramo

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Definición

Equivalente a gramo de una sustancia es la masa de esa sustancia que corresponde a 8 gramos de oxígeno.

Richter y las masas equivalentes

El gas metano se encuentra en la naturaleza y se compone de hidrógeno y carbono. Se ha encontrado, experimentalmente, que es necesario combinar 1 g de hidrógeno con 3 g de carbono para formar gas metano. Por el contrario, al descomponer 4 g del gas, 3 g son carbono y 1 g hidrógeno. También se sabe que el agua está compuesta de hidrógeno y oxígeno, en una proporción de 1 ga 8 g, respectivamente.

De lo dicho, se desprende que una masa fija de hidrógeno (1g) reacciona con las masas de carbono (3g) y oxígeno (8g), dando lugar, en cada caso, a compuestos diferentes (metano y agua).

Tomemos ahora un compuesto formado por carbono y oxígeno (elementos que se combinan con la masa fija de hidrógeno) y determinemos la proporción entre las masas de estos elementos.

En el caso del dióxido de carbono, parece que la proporción de los elementos carbono y oxígeno es de 3 g: 8 g, respectivamente. Sorprendentemente, son los mismos valores que se combinaron con la masa de hidrógeno fija en los casos mencionados. ¿Es esto una coincidencia? ¿Se repetirá el hecho en todos los casos que examinamos?
1 g de hidrógeno + 3 g de carbono = 4 g de metano
1 g de hidrógeno + 8 g de oxígeno = 9 g de agua
3 g de carbono + 8 g de oxígeno = 11 g de dióxido de carbono

Tratando de obtener una respuesta, suponga otra sustancia, todavía compuesta de carbono y oxígeno, por ejemplo, monóxido de carbono. Descubriremos que la proporción es ahora de 3 g de carbono por cada 4 g de oxígeno.

Verificamos que la proporción ha cambiado, pero notamos que 4g es un submúltiplo de 8g. ¿Es eso así? Probablemente estará sugiriendo nuevas experiencias.

Partimos, de nuevo, de dos sustancias formadas por un elemento común, por ejemplo, el metano (1 g de hidrógeno: 3 g de carbono) y el cloruro de hidrógeno (1 g de hidrógeno: 35,5 g de cloro). Tomemos ahora un compuesto formado por carbono y cloro (elementos no comunes) y determinemos la proporción en la que se combinan estos elementos. Una sustancia que cumple estas características es el tetracloruro de carbono, en el que la relación de combinación se encuentra en 3g de carbono: 35,5g de cloro, es decir, las mismas cantidades que se combinan con la masa fija de hidrógeno.

1 g de hidrógeno + 3 g de carbono = 4 g de metano
1 g de hidrógeno + 35,5 g de cloro = 36,5 g de cloruro de hidrógeno
3g de carbono + 35,5g de cloro = 38,5g de tetracloreto de carbono

¿Coincidencia, todavía? Por supuesto, sería necesario realizar muchos otros experimentos. Y esto lo hizo Richter, quien concluyó, por la ley que lleva su nombre, que:

Cuando una masa fija m, de un elemento químico A, se combina con las masas m1, m2, m3, …, de los elementos químicos B, C, D, …, respectivamente, si los elementos B, C, D, …, reaccionan entre sí, lo harán según las masas m1, m2, m3, …, o según múltiplos o submúltiplos de ellas.

Las masas m1, m2, m3, …, de los elementos químicos B, C, D, …, tienen la misma capacidad combinatoria, ya que reaccionan con la misma masa fija m que el elemento químico A. Por esta razón, fueron llamado por Richter, ya en 1792, de masas equivalentes.

Con el tiempo, se hizo realidad la conveniencia de establecer una masa estándar de equivalentes. Para ello, se eligió la masa de 8 g de oxígeno, luego surgió el concepto de equivalente en gramo, que todavía se usa en la actualidad:

El equivalente en gramo de una sustancia es la masa de esa sustancia capaz de reaccionar con 8 g de oxígeno.

Por otro lado, como 8 g de oxígeno reaccionan totalmente con 1 g de hidrógeno para formar agua, podemos definir el equivalente en gramos también en relación con el hidrógeno:

El equivalente en gramo de una sustancia es la masa de esa sustancia capaz de reaccionar con 1 g de hidrógeno.

Reglas practicas

a) Para el elemento:
E = masa molar / Valencia

b) Para la sustancia:

E = masa molar / k
El valor k se interpreta de acuerdo con el comportamiento químico de la sustancia.

b1) Ácido: k es igual al número de hidrógenos ionizables (H+).
miácido = Masa molar / nº de H+

b2) Base: k es igual al número de hidroxilos (OH).
mibase = Masa molar / nº de OH

b3) Sal: k es igual a la valencia total del catión o anión considerado.
mideberá = masa molar / valencia total

b4) Óxido: k es la valencia del elemento unido al oxígeno.
mióxido = masa molar / valencia

b5) Oxidante o reductor: k es el número total de electrones dados o recibidos (∆ total).
mioxidante o reductor = masa molar / atomicidad atómica.

Número de equivalentes en gramos (e o ne)

ne = masa en gramos / equivalente en gramos

Ejemplo: ¿Cuál es la cantidad de Ca (OH) equivalente a gramos?2 (masa molar = 74 g / mol) contenida en 3,7 g de esta sustancia pura?

Resolución:

E = masa molar / OH-
E = 74 g / 2
E = 37 g

Cálculo del número de equivalentes en gramos:
ne = m / E

no = 3,7 g / 37 g, portanto, no = 0,1