Calculo de pesos equivalentes en elementos y compuestos

Primero hay que resumir la fórmula para pesos equivalentes:

A estas alturas del curso de química, ya sabrán calcular los pesos moleculares de cualquier sustancia.

Lo único que necesitaríamos es calcular los parámetros de carga para un:

1. elemento
2. hidróxido
3. ácido
4. óxido

Ejercicio 1:

Identificar el parámetro θ de cada uno de los siguientes hidróxidos.

a) Li OH

b) Pb (OH)₄

c) K OH

d) Fe (OH)₃

e) Ca (OH)₂

Solución:

a) Li OH  == Li (OH)₁

Observando nuestra fórmula 2, sabemos que:

.: θ = 1

---

Ejercicio 2:

Calcular el parámetro  para cada uno de los siguientes compuestos:

a) Fe₂O₃

b) Na OH

c) H₂SO₄

d) Ar₂ (SO₄)₃

e) Mg (OH)₂

f) H₃PO₄

Solución:

a) Fe₂O₃ : óxido (fórmula 4)

.: θ = 2 x 3 = 6

b) Na OH : hidróxido (fórmula 2)

.: θ = 1

c) H₂SO₄ : ácido (fórmula 3)

.: θ = 2

d) Ar₂ (SO₄)₃ : sal (fórmula 5)

.: θ = 2 x 3 = 6

e) Mg (OH)₂  : hidróxido

f) H₃PO₄  : sal

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Ejercicio 3:

Calcular el peso equivalente de las siguientes sales. (P. atómico: Ca = 40 , C = 12 , O = 16 , Al = 27 , S = 32 , N = 14)

a) CaCO₃

b) Al₂(SO₄)₃

c) Al (NO₃)₃

Solución:

a) CaCO₃

b) Al₂(SO₄)₃

c) Tarea

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Ejercicio 4:

Calcular el peso equivalente de los siguientes ácidos. (P. atómico: H = 1 , Cl = 35.5 , O = 16 , S = 32 , P = 31)

a) HCl

b) H₂SO₄

c) H₂CO₂

d) H₃PO₄

Solución:

a) HCl → θ = 1

Peso molecular HCl = 35.5 + 1 = 36.5

.: P.equivalente (HCl) = 36.5 / 1 = 1

b) H₂SO₄  → θ = 2

Peso molecular H₂SO₄ = 2 x 1 + 32 + 4 x 16 = 98

.: P.equivalente (HCl) = 98 / 2 = 49

c) Tarea

d) Tarea

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Ejercicio 5:

Calcular el peso equivalente de los siguientes elementos:

a) Ca (Peso atómico = 40)

b) Al (Peso atómico = 27)

c) O (Peso atómico = 16)

d) Fe²⁺  (Peso atómico = 56)

e) Fe³⁺  (Peso atómico = 56)

f) Cu¹⁺  (Peso atómico = 64)

Solución:

a) La valencia del Ca = 2 (ver la tabla periódica)

.: P.equivalente (Ca) = 40 / 2 = 20

b) La valencia del Al = 3 (ver la tabla periódica)

.: Tarea

c) La valencia del O = 2 (ver la tabla periódica)

.: Tarea

d) La valencia del Fe⁺² = 2

.: Tarea

e) La valencia del Fe⁺³ = 3

.: Tarea

f) La valencia del Cu⁺¹ = 1

.: Tarea

Ley del Equivalente Químico

Establece que en una reacción química la masa de las sustancias que reaccionan y la masa de las sustancias producidas son proporcionales a sus respectivos pesos equivalentes, es decir, se consumen y se forman con igual numero de equivalente-gramo.

Ejemplo 1:

Sea la siguiente reacción de adición o síntesis:

donde:

• P.E.  =  peso equivalente

Se observa que en esta reacción de adición se cumple que:

# Eq-g (Mg)   =   # Eq-g (H₂)   =   # Eq-g (MgH₂)

Esta relación también se puede plantear así:

Generalicemos la ley del equivalente químico. Sea la reacción:

aA + bB → cC + dD

Se cumple que:

# Eq-g (A) = # Eq-g (B) = # Eq-g (C) = # Eq-g (D)

Ejemplo 2:

Si 28,4 gramos de un elemento no metálico se combinan con 18,4 gramos de sodio. ¿Cuál es el peso equivalente del elemento no metálico?

Equivalente Gramo (Eq-g)

El peso equivalente o equivalente químico no tiene unidades, por ello es necesario atribuirle una unidad: el gramo. Surge así el concepto de equivalente-gramo, por lo tanto:

1Eq-g = (PE) g

Esto significa que un equivalente-gramo de cualquier sustancia química es igual a su peso equivalente expresado en gramos.

Ejemplo 1

Calcule la masa de 1 Eq-g de H₂ ; 5 Eq-g de Ca y  0,8 Eq-g de NaOH.

Solución:

Sabemos por ejemplos anteriores que:

• PE (H₂) = 1
• PE (Ca) = 20
• PE (NaOH) = 40

Si desea saber como se calcularon los pesos equivalentes (PE), acá le damos los links de los artículos hechos anteriormente:

http://www.fullquimica.com/2012/04/determinacion-de-pesos-equivalentes-de.html

http://www.fullquimica.com/2012/04/determinacion-de-pesos-equivalente-de.html

Entonces:

• 1 Eq-g (H₂) = 1 g
• 5 Eq-g (Ca) = 5 x 20 = 100 g
• 0,8 (NaOH) = 0,8 x 40 =32 g

Ejemplo 2:

En un frasco de un litro de capacidad se tienen 612,5 g de acido sulfúrico y H2SO4 al 20% en masa. Dado que esta solución se emplea fundamentalmente para neutralizar bases, ¿Cuántos Eq-g del acido están presentes en el frasco?

Determinación de Pesos Equivalentes en Reacciones Químicas

¿Cómo determinar el peso equivalente de las sustancias químicas que participan en una reacción química?

En primer lugar se debe identificar el tipo de reacción, es decir, si es redox, metátesis, etc.; ya que el peso equivalente de una sustancia no es único, en muchos casos toma distintos valores, por ello la necesidad de reconocer la reacción en la que participa.

Pesos equivalentes en reacciones de metátesis (no redox)

Son aquellas en donde no hay variación del número de oxidación, se les llama también reacciones de doble desplazamiento.

Ejemplo 1:

Calcule el peso equivalente del acido nítrico, HNO₃, en la siguiente reacción de neutralización.

HNO₃(ac) + Ca(OH)₂(ac) → Ca(NO₃)₂(ac) + H₂O(l)

Solución:

H⁺¹NO₃^-1(ac) + Ca⁺²(OH)₂^-1(ac) → Ca⁺²(NO₃)₂^-1(ac) + H₂⁺¹O^-2(l)

El peso atómico del HNO₃ es 63 gr.

Se observa que 1 mol de HNO₃ (63 gr.) es capaz de producir 1 mol de H⁺

Entonces: 

Ejemplo 2:

Calcule el peso equivalente del acido fosfórico, H₃PO₄ (M = 98), en la siguiente reacción de neutralización.

H₃PO_4(ac) + KOH_(ac) → K₂HPO_4(ac) + H₂O_(l)

Solución:

Se observa que 1 mol de H₃PO₄ (98 gr.) suministra en la reacción 2 mol de H⁺

Entonces:

Determinacion de pesos equivalentes de Oxidos

Para calcular el peso equivalente de los compuestos químicos debemos tener en cuenta la función química a la cual corresponde.

Óxidos

El peso equivalente de un oxido es aquella cantidad que se produce a partir de 8 partes en masa de O₂.

Ejemplo 1:

Calcule el peso equivalente del siguiente oxido: CaO

Ejemplo 2:

Calcule el peso equivalente del siguiente oxido: Al₂O₃.

La forma práctica para determinar el peso equivalente de los óxidos es:

Donde Ө = carga total o neta del catión.

Veamos dos ejemplos:

Ejemplo 3:

Calcule el peso equivalente del siguiente oxido: Na₂O

Ejemplo 4:

Calcule el peso equivalente del siguiente oxido: Al₂O₃.

Mas artículos sobre Peso Equivalente:

1. [Teoria] - Peso Equivalente

2. [Teoria] - Determinación de Peso Equivalente de elementos químicos

3. [Teoria] - Determinación de Peso Equivalente de hidróxidos

4. [Teoria] - Determinación de Peso Equivalente de ácidos

5. [Teoria] - Determinación de Peso Equivalente de óxidos

6. [Teoria] - Determinación de Peso Equivalente en reacciones químicas

7. [Teoria] – Equivalente Gramo

7. [Teoria] – Ley del Equivalente Químico

Determinacion de pesos equivalentes de acidos

Para calcular el peso equivalente de los compuestos químicos debemos tener en cuenta la función química a la cual corresponde.

Ácidos

El peso equivalente de los ácidos representa la cantidad capaz de producir 1 mol de protones (H⁺) en una ionización.

Ejemplo 1:

Calcule el peso equivalente del HNO₃ (peso molecular: M = 63), y peso equivalente de H₂SO₄ (M = 98)  al disolver estos ácidos en el agua.

Para el HNO₃

Para el H₂SO₄

Los ácidos al ionizarse no liberan necesariamente todos los hidrógenos presentes en su composición, por consiguiente para determinar el numero de hidrógenos ionizables o hidrógenos ácidos, se debe realizar la estructura de Lewis. 

A continuación señalamos la forma práctica para calcular el peso equivalente de ácidos.

donde:

• M: peso molecular del compuesto
• Ө: número de hidrógenos ionizables

Veamos algunos ejemplos:

Ejemplo 2:

Calcule el peso equivalente del HCl (peso molecular: M = 36.5)

Ejemplo 3:

Calcule el peso equivalente del H₂SO₄ (peso molecular: M = 98)

Ejemplo 4:

Calcule el peso equivalente del H₄SiO₄ (peso molecular: M = 96)

Mas artículos sobre Peso Equivalente:

1. [Teoria] - Peso Equivalente

2. [Teoria] - Determinación de Peso Equivalente de elementos químicos

3. [Teoria] - Determinación de Peso Equivalente de hidróxidos

4. [Teoria] - Determinación de Peso Equivalente de ácidos

5. [Teoria] - Determinación de Peso Equivalente de óxidos

6. [Teoria] - Determinación de Peso Equivalente en reacciones químicas

7. [Teoria] – Equivalente Gramo

7. [Teoria] – Ley del Equivalente Químico

Determinacion de pesos equivalente de hidroxidos

Para calcular el peso equivalente de los compuestos químicos debemos tener en cuenta la función química a la cual corresponde.

Hidróxidos

El peso equivalente de los hidróxidos representa la cantidad que es capaz de producir por disociación 1 mol de ion hidróxido, OH-.

Ejemplo 5:

Calcule el peso equivalente del NaOH (M =40 uma)

Ejemplo 6:

Calcule el peso equivalente del Ca(OH)₂ (M = 74).

La forma práctica para calcular el peso equivalente de un hidróxido o base es:

donde:

• M: peso molecular del compuesto
• Ө: número de OH^- generados en la disociación.

Veamos algunos ejemplos:

Ejemplo 7:

Calcule el peso equivalente del Al(OH)₃ (peso molecular: M = 78)

Ejemplo 8:

Calcule el peso equivalente del Ba(OH)₂ (peso molecular: M = 171)

Mas artículos sobre Peso Equivalente:

1. [Teoria] - Peso Equivalente

2. [Teoria] - Determinación de Peso Equivalente de elementos químicos

3. [Teoria] - Determinación de Peso Equivalente de hidróxidos

4. [Teoria] - Determinación de Peso Equivalente de ácidos

5. [Teoria] - Determinación de Peso Equivalente de óxidos

6. [Teoria] - Determinación de Peso Equivalente en reacciones químicas

7. [Teoria] – Equivalente Gramo

7. [Teoria] – Ley del Equivalente Químico

Determinación de pesos equivalentes de elementos quimicos

Tenemos que saber los pesos equivalentes estándares.

Ejemplo 1

Calcule el peso equivalente del bromo en base a la siguiente reacción química (Peso atómico: Br = 80 , H = 1)

Nótese que simplificamos hasta llegar al peso equivalente estándar del hidrógeno (H₂) = 1

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Ejemplo 2

Calcule el peso equivalente del aluminio en base a la siguiente reacción química (Peso atómico: Aluminio = 27 , O = 16)

Nótese que simplificamos hasta llegar al peso equivalente estándar del oxígeno (O₂) = 8

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De este modo se puede determinar el peso equivalente de los diversos elementos químicos realizando la combinación con elementos cuyo peso equivalente se conoce.

Existe una forma sencilla de calcular el peso equivalente de los elementos, para ello se debe conocer el peso atómico (PA) y su respectiva capacidad de combinación, es decir, su valencia (Val).

Recordar¡¡

La valencia es una característica de los elementos químicos ya que esta relacionada con su capacidad de combinación, por lo general es numéricamente igual al estado de oxidación.

Existen elementos que tienen una sola valencia y por ende tendrán un único valor de peso equivalente, tal es el caso de:

Ejemplo 3

Calcule el peso equivalente del potasio y magnesio.

P.A. (uma) :  Mg = 24 ;  K = 39

Solución:

Los elementos que tienen más de una valencia tendrán más de un peso equivalente.

Ejemplo 4

Calcule el peso equivalente del hierro (P.A. = 56) en los siguientes compuestos.

a. FeO

b. Fe₂O₃

Solución:

Peso Equivalente

Ejemplos de pesos equivalentes

En nuestras actividades cotidianas, es muy común utilizar equivalencias, tal es el caso entre kilogramo y gramo, litro y mililitro, etc.

Ejemplo 1. En las pruebas de maratón que se realizan en las olimpiadas, los atletas de diversos países recorren 42 km y al ser lo mismo que 26 millas, podemos decir que una milla equivale a 1,62 km.

Ejemplo 2. Cuando consumimos 200 g de carne de pollo, la cantidad de proteínas contenidas en ella es la misma que encontramos al consumir 6 huevos, por lo tanto podemos afirmar que 100 g de carne de pollo equivalen un valor proteico a 3 huevos.

Ejemplo 3. En la figura se tienen 200 g de una sustancia X y 200g de Ca(OH)₂, las cuales no son pesos equivalentes, pero en masa son iguales. Los pesos equivalentes son cantidades en masa que intervienen en una combinación química.

En las reacciones químicas ocurre algo similar, es decir, las sustancias químicas que participan se combinan en cantidades equivalentes en masa.

En la ciencia química, a estas cantidades de combinación se denominan peso de combinación o peso equivalente.

Definición de peso equivalente

El peso equivalente o peso de combinación es la cantidad de una sustancia capaz de combinarse o desplazar 1 parte en masa de H₂, 8 partes en masa de O₂ ó 35,5 partes en masa de Cl₂.

De este concepto podemos notar que los pesos equivalentes del H₂, O₂, Cl₂ están establecidos como cantidades estándares de referencia.

Cabe indicar que el H₂, O₂ y Cl₂ se toman convencionalmente como elementos de referencia ya que se combinan con la mayoría de los elementos para formar una gran variedad de compuestos químicos.

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Sean las siguientes reacciones químicas:

Ejemplo 1: En la reacción se observa que 23 g de Na es químicamente equivalente a 1 g de H₂ (Dato.: Peso atómico Na = 23 , H = 1)

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Ejemplo 2: en la reacción se observa que 23 g de Na es químicamente equivalente a 8 g de O₂ (Dato.: Peso atómico Na = 23 , O = 16)

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De los dos primeros ejemplos podemos deducir que 1 g de H₂ es químicamente equivalente a 8 g de O₂. Esto significa que si ambos elementos se combinan lo harían en la proporción en masa de 1 a 8, lo cual es compatible con las pruebas experimentales.

Este ejemplo nos indica que no es necesario realizar la combinación química para determinar la proporción de combinación entre las sustancias químicas y se puede llegar a ello por concepto de equivalencia.

En la siguiente figura se indica cantidades equivalentes en masa o pesos equivalentes del Na, O₂ y H₂

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Mas artículos sobre Peso Equivalente:

1. [Teoria] - Determinación de Peso Equivalente de elementos químicos

2. [Teoria] - Determinación de Peso Equivalente de hidróxidos

3. [Teoria] - Determinación de Peso Equivalente de ácidos

4. [Teoria] - Determinación de Peso Equivalente de óxidos

5. [Teoria] - Determinación de Peso Equivalente en reacciones químicas

6. [Teoria] – Equivalente Gramo

7. [Teoria] – Ley del Equivalente Químico