グラム当量

意味

物質の グラム当量とは 、8 グラムの酸素に相当するその物質の質量です。

リヒターと同等の質量

メタンガスは 自然界に存在し、 水素 と炭素から構成されています。メタンガスを形成するには、1gの水素が3gの炭素と結合する必要があることが実験的にわかっています。逆に4gのガスを分解すると3gが炭素、1gが水素になります。また、水には水素が1g、酸素が8gの割合で構成されていることが知られています。

これまでの説明から、一定の質量の水素 (1g) が炭素 (3g) および酸素の質量 (8g) と反応し、それぞれの場合に異なる化合物 (メタンと水) が生成されることがわかります。

ここで、炭素と酸素によって形成される化合物 (水素の固定質量と結合する元素) を取り上げ、これらの元素の質量間の比率を決定してみましょう。

二酸化炭素 の場合、炭素と酸素の元素の割合はそれぞれ3g：8gであることがわかります。驚くべきことに、これらは、前述のケースで水素の固定質量と組み合わせた値と同じです。これは偶然でしょうか？この事実は、私たちが調べたすべてのケースで繰り返されるでしょうか?
水素 1g + 炭素 3g = メタン 4g
水素1g + 酸素8g = 水9g
炭素 3g + 酸素 8g = 二酸化炭素 11g

答えを得るために、まだ炭素と酸素で構成されている別の物質、たとえば 一酸化炭素 を想定してみましょう。比率は酸素 4g に対して炭素 3g であることがわかります。

割合が変化していることがわかりましたが、4g は 8g の約数であることがわかりました。本当にそうですか？おそらく新しい体験を提案してくれるでしょう。

もう一度、共通元素で形成される 2 つの物質、たとえばメタン (水素 1 g : 炭素 3 g) と塩化水素 (水素 1 g : 塩素 35.5 g) から始めましょう。ここで、炭素と塩素 (非共通元素) によって形成される化合物を取り上げ、これらの元素が組み合わされる割合を求めてみましょう。これらの特性を満たす物質が四塩化炭素であり、その結合比は炭素 3g：塩素 35.5g、つまり一定質量の水素と同量結合します。

水素 1g + 炭素 3g = メタン 4g
水素1g + 塩素35.5g = 塩化水素36.5g
炭素 3g + 塩素 35.5g = 四塩化炭素 38.5g

それでも偶然ですか？もちろん、他にも多くの実験を行う必要があります。そしてこれはリヒターによって行われ、彼は自分の名を冠した法律に従って次のように結論づけました。

化学元素 A の固定質量 m が、元素 B、C、D の場合、それぞれ化学元素 B、C、D、… の質量 m1、m2、m3、…と結合するとき、 、…、相互に反応する場合、それらは質量 m1、m2、m3、… に従って、またはそれらの倍数または約倍に従って反応します。

化学元素 B、C、D、… の質量 m1、m2、m3、… は、化学元素 A の同じ固定質量 m と反応するため、同じ結合能力を持ちます。 、彼らはすでに1792年にリヒターによって同等の大衆と呼ばれていました。

時間が経つにつれて、等価物の標準質量を確立する利便性が認識されました。このために、8 g の酸素の質量が選択され、今日でも使用されているグラム当量の概念が生まれました。

物質のグラム当量とは、8g の酸素と反応できる物質の質量です。

一方、8gの酸素は1gの水素と完全に反応して水になるため、水素に関してもグラム当量を定義できます。

物質のグラム当量とは、1g の水素と反応できる物質の質量です。

経験則

a) 要素の場合:
E = モル質量/原子価

b) 物質について:

E = モル質量/k
k の値は、物質の化学的挙動に従って解釈されます。

b1) 酸: k はイオン化可能な水素 (H ⁺ ) の数に等しい。
_酸 = モル質量 / H ⁺ の数

b2) 塩基: k はヒドロキシル (OH ^– ) の数に等しい。
_塩基 = モル質量 / OH の数 ^–

b3) 塩: k は、考慮されるカチオンまたはアニオンの総価数に等しい。
_塩 = モル質量 / 総価数

b4) 酸化物: k は酸素に結合した元素の価数です。
_酸化物 = モル質量/価数

b5) 酸化剤または還元剤: k は、授受される電子の総数 (Δ total) です。
そして、 _{酸化剤または還元剤} = モル質量 / Δ.原子数。

グラム当量数 (e または ne)

ne = グラム単位の質量/グラム換算値

例: この 純粋な物質 3.7g に含まれる Ca(OH) ₂ (モル質量 = 74g/mol) のグラム当量数は何ですか?

解決：

E = モル質量/OH-の数
E = 74g/2
E = 37g

グラム当量数の計算:
ne = m/E

ne = 3.7g/37g、したがって ne = 0.1