Por Rosann Kozlowski | Atualizado em 30 de agosto de 2022
Foto:Photongpix/iStock/GettyImages Na química, o conceito de unidades equivalentes – ou equivalentes – ajuda a quantificar a capacidade reativa de espécies como elétrons ou íons. Um equivalente representa o número de elétrons ou íons que uma substância pode doar ou aceitar em uma determinada reação.
O que são equivalentes?
A capacidade reativa de uma espécie depende do que é transferido durante uma reação química. Na química ácido-base, um equivalente é igual à quantidade de uma substância que reage com um mol de íons hidrogênio (H⁺). Nas reações redox, é um mol de elétrons.
Vinculando o estado de oxidação a equivalentes
O estado de oxidação (ou valência) de um elemento indica quantos elétrons estão envolvidos em suas interações. Portanto, o número de equivalentes é frequentemente igual ao valor absoluto do estado de oxidação.
- Íon cálcio (Ca²⁺) – 2 equivalentes
- Íon alumínio (Al³⁺) – 3 equivalentes
Equivalentes em ácidos e bases
Para ácidos, um equivalente corresponde ao número de íons de hidrogênio que uma molécula pode doar. Este número é simplesmente o coeficiente de hidrogênio na fórmula molecular.
- Ácido clorídrico (HCl) – 1 equivalente
- Ácido sulfúrico (H₂SO₄) – 2 equivalentes
- Ácido fosfórico (H₃PO₄) – 3 equivalentes
- Ácido nítrico (HNO₃) – 1 equivalente
Para bases, o equivalente é a contagem de íons hidróxido (OH⁻) que elas fornecem:
- Hidróxido de sódio (NaOH) – 1 equivalente
- Hidróxido de bário (Ba(OH)₂) – 2 equivalentes
Avaliando a resistência ácido-base com equivalentes
Um equivalente de ácido reage com um equivalente de base. Assim, equivalentes iguais de um ácido e de uma base produzem uma solução neutra. Por exemplo, 1 equivalente de HCl neutraliza 1 equivalente de NaOH, enquanto 2 equivalentes de H₂SO4 requerem o dobro da quantidade de NaOH.
Aplicações Práticas de Equivalentes
Embora os laboratórios modernos raramente utilizem equivalentes para cálculos de rotina, eles continuam a ser essenciais para determinar o peso equivalente em gramas e a normalidade, especialmente em titulações.
Cálculos de peso equivalente em grama
O peso equivalente em grama de um ácido ou base é calculado como:
Peso equivalente =Peso molecular ÷ número de equivalentes
Exemplo: Encontre o peso equivalente em grama do ácido fosfórico (H₃PO₄).
- Calcule seu peso molecular:3(1,01) + 30,97 + 4(16,00) =127gmol⁻¹.
- Número de equivalentes (n) =3.
- Peso equivalente =127 ÷ 3 =42,3geq⁻¹.
Cálculos de normalidade
A normalidade (N) é definida como equivalentes por litro de solução. A fórmula é:
N =(massa de soluto ÷ peso equivalente) ÷ volume emL
Exemplo: Prepare uma solução 2N de H₃PO₄.
- Normalidade desejada:N=2eqL⁻¹.
- Volume:V=1L.
- Peso equivalente:42,3geq⁻¹.
- Massa necessária:m =N × V × peso equivalente =2 × 1 × 42,3 =84,6g.
Assim, dissolva 84,6g de ácido fosfórico em água suficiente para atingir 1L para obter uma solução 2N.
Principais conclusões
- Os equivalentes fornecem uma maneira conveniente de relacionar a estequiometria à capacidade reativa.
- Eles são essenciais para calcular o peso equivalente em grama e a normalidade no trabalho de titulação.
- Compreender os equivalentes une conceitos em química ácido-base e redox.
