Peso equivalente. Esercizi svolti

Nel corso di una titolazione il punto equivalente viene raggiunto quando è stato aggiunto un numero di equivalenti della sostanza titolante pari al numero di equivalenti della sostanza che viene titolata.

Per peso equivalente si intende il peso molecolare o atomico diviso per un numero intero, variabile per ogni sostanza, a seconda della reazione considerata.

Reazioni di neutralizzazione

Il peso equivalente di un acido è dato dal peso molecolare dell’acido diviso per il numero di ioni H⁺ sostituibili.

Il peso equivalente di una base è dato dal peso molecolare della base diviso per il numero degli ioni OH^– sostituibili.

Acidi monoprotici

• Calcolare il peso equivalente di HCl e di NaOH

HCl ha un solo H⁺ sostituibile pertanto il peso equivalente di HCl coincide con il peso molecolare: peso equivalente = 36.46/1 = 36.46

NaOH ha un solo OH^– sostituibile pertanto il peso equivalente di NaOH coincide con il peso molecolare: peso equivalente = 40/1 = 40

Acidi diprotici

• Calcolare il peso equivalente di H₂SO₄ e di Ba(OH)₂ nella reazione:

H₂SO₄ +  Ba(OH)₂ → BaSO₄ + 2 H₂O

Il peso equivalente di H₂SO₄ è pari al peso molecolare diviso 2 ovvero a 98/2 = 49

Il peso equivalente di Ba(OH)₂ è pari al peso molecolare diviso 2 ovvero a 171/2 = 85.5

Acidi triprotici

• L’acido fosforico può reagire con l’idrossido di potassio secondo le seguenti reazioni:

Dalla reazione di acido fosforico con KOH in rapporto 1:1 si ottiene il diidrogenofosfato di potassio

H₃PO₄ + KOH → KH₂PO₄ + H₂O

Dalla reazione di acido fosforico con KOH in rapporto 1:2 si ottiene l’idrogenofosfato di potassio

H₃PO₄ +2  KOH → K₂HPO₄ +2 H₂O

Dalla reazione di acido fosforico con KOH in rapporto 1:3 si ottiene il fosfato di potassio

H₃PO₄ + 3 KOH → K₃PO₄ +3 H₂O

Calcolare il peso equivalente dell’acido fosforico nelle tre reazioni.

1.  nel primo caso il p. e. dell’acido fosforico è uguale al peso molecolare essendo stato sostituito un solo atomo di idrogeno quindi è pari a 98.
2.  nel secondo caso il p. e. dell’acido fosforico è uguale al peso molecolare diviso per due essendo stati sostituiti due atomi di idrogeno ed è quindi pari a 98/2 = 49
3.  il p. e. dell’acido fosforico è uguale al peso molecolare diviso per tre essendo stati sostituiti tre atomi di idrogeno ed è quindi pari a 98/3 = 32.7

Il peso equivalente di un sale non ossidante, ovvero di un sale i cui elementi non subiscono variazione del numero di ossidazione è uguale al peso molecolare del sale diviso per il numero di cariche positive o negative dei suoi ioni.

• Calcolare il p. e. del nitrato di argento

AgNO₃ è costituito da ioni Ag⁺ e NO₃^– quindi il numero di cariche positive ( o negative) è pari a 1. Pertanto il peso equivalente coincide con il peso molecolare

• Calcolare il p. e. del cloruro di bario

BaCl₂ è costituito da ioni Ba²⁺ ( due cariche positive) e da due ioni Cl^– ( una carica negativa per ogni ione Cl^– quindi un totale di due ioni negativi)

Reazioni di ossidoriduzione

Il peso equivalente di una sostanza ossidante o riducente è uguale al peso molecolare diviso per il numero di elettroni che vengono scambiati nella reazione di ossidoriduzione cui la sostanza partecipa.

• Calcolare il p. e. delle seguenti specie che partecipano alle semireazioni seguenti:

Fe²⁺ → Fe³⁺

Sn²⁺ → Sn⁴⁺

Bilanciamo la prima semireazione : Fe²⁺ → Fe³⁺ + 1 e^– . Il numero degli elettroni scambiati è pari a uno e pertanto il peso equivalente coincide con il peso atomico del ferro ovvero 55.847

Bilanciamo la seconda semireazione:

Sn²⁺ → Sn⁴⁺ + 2 e^–. Il numero degli elettroni scambiati è pari a due  e pertanto il p. e. è pari al peso atomico dello stagno diviso per due ovvero 118.69/2 = 59.3

• Calcolare il p. e. dello ione permanganato che in soluzione acida reagisce secondo la semireazione:

MnO₄^– + 8 H⁺ + 5 e^– → Mn²⁺ + 4 H₂O

Il numero di elettroni scambiati è pari a cinque pertanto il p. e. del permanganato è dato dal suo peso formale diviso per cinque ovvero 158/5 = 31.6

• Calcolare il p. e. dello ione permanganato che in soluzione neutra o basica reagisce secondo la semireazione:

MnO₄^– + 2 H₂O + 3 e^–  → MnO₂ + 4 OH^–

Il numero di elettroni scambiati è pari a tre pertanto il p. e. del permanganato è dato dal suo peso formale diviso per tre ovvero 158/3 = 52.6