Equivalente-grama
Equivalente-grama (representado pela letra E) é a massa em gramas de um elemento, substância simples ou substância composta, que movimenta 1 mol de elétrons durante a formação desse material.
O termo equivalente-grama surgiu em experimentos realizados pelos químicos Jérémie B. Richter, Karl F. Wenzel e Jöns J. Berzelius, em que eles verificaram que as substâncias sempre reagem entre si obedecendo a uma equivalência de massa, que está relacionada com valores múltiplos.
Com base nos estudos desses cientistas, outra definição de equivalente-grama surgiu, na qual se refere à massa de um elemento, substância simples ou substância composta, que reage ou é produzida a partir de 8 gramas de oxigênio.
De acordo com a lei de Richter, independentemente da massa do reagente X que esteja sendo utilizada, ela sempre reage com uma determinada massa de outro reagente, ou forma sempre a mesma massa de produto.
Para determinar o equivalente-grama da substância que está reagindo ou sendo formada em processo químico, devemos saber o tipo de material utilizado nessa reação, como podemos verificar a seguir.
Substâncias simples
Em uma substância simples, para determinar o seu equivalente-grama, basta dividir sua massa molecular pelo número de elétrons compartilhados na ligação entre os elementos que formam a substância.
Exemplo: determinação do equivalente-grama do gás oxigênio (O2).
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1º Passo: cálculo do k
O elemento oxigênio pertence à família VI, portanto apresenta seis elétrons na camada de valência e necessita, então, de dois elétrons para atingir o octeto, ou seja, apresentar oito elétrons na camada de valência. Assim, o oxigênio precisa realizar duas ligações.
Nas moléculas da substância simples gás oxigênio, ocorre uma ligação dupla (O=O), já que cada oxigênio necessita de dois elétrons. Como cada ligação apresenta dois elétrons, logo, na molécula do O2, há quatro elétrons compartilhados.
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2º Passo: cálculo da massa molecular
Esse cálculo pode ser realizado com a multiplicação da massa atômica do oxigênio, que é 16 u, por 2 (número de átomos na fórmula O2), resultando em 32 u.
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3º Passo: cálculo do equivalente-grama
E = M
k
E = 32
4
E = 8
Exemplo: determinar o equivalente-grama do cloreto de magnésio (MgCl2).
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1º Passo: cálculo do k
Analisando a fórmula do cloreto de magnésio, verificamos a presença do cátion magnésio, que pertence à família II A, por isso é um metal com tendência de perder dois elétrons, e o ametal cloro tem a tendência de receber dois elétrons. Assim, a carga perdida ou recebida é 2, sendo o k, portanto, igual a 2.
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2º Passo: cálculo da massa molecular
Devemos multiplicar a quantidade de cada elemento pela sua massa atômica e, em seguida, somar os resultados:
M = 1.24 + 2.35,5
M = 24 + 71
M = 95 u
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3º Passo: cálculo do equivalente-grama
E = M
k
E = 95
2
E = 47,5
Em um sal inorgânico, o equivalente-grama é determinado dividindo sua massa molecular pelo número de elétrons perdidos pelo cátion ou recebidos pelo ânion.
Bases inorgânicas
Em uma base inorgânica, o equivalente-grama é determinado pela divisão de sua massa molecular pelo número de ânions hidróxido liberados pela base ao ionizar, ou seja, a quantidade grupos OH presente na fórmula da base.
Exemplo: determinação do equivalente-grama do hidróxido de alumínio [Al(OH)3].
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1º Passo: cálculo do k
Analisando a fórmula do hidróxido de alumínio, verificamos a presença de três grupos OH, logo o k para essa base vale 3.
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2º Passo: cálculo da massa molecular
Devemos multiplicar a quantidade de cada elemento por sua massa atômica e, em seguida, somar os resultados:
M = 1.27 + 3.16 + 3.1
M = 27 + 48 + 3
M = 78 u
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3º Passo: cálculo do equivalente-grama
E = M
k
E = 78
3
E = 26
Em um ácido inorgânico, o equivalente-grama é determinado dividindo sua massa molecular pelo número de cátions hidrônio do ácido ao ionizar, ou seja, a quantidade grupos H presente na fórmula do ácido.
Exemplo: determinação do equivalente-grama do ácido sulfúrico (H2SO4).
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1º Passo: cálculo do k
Analisando a fórmula do ácido sulfúrico, verificamos a presença de dois grupos H, logo o k para essa base vale 2.
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2º Passo: cálculo da massa molecular
Devemos multiplicar a quantidade de cada elemento pela sua massa atômica e, em seguida, somar os resultados:
M = 2.1 + 1.32 + 4.16
M = 2 + 32 + 64
M = 98 u
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3º Passo: cálculo do equivalente-grama
E = M
k
E = 98
2
E = 49
Equivalente em uma massa de substância: número de equivalentes-gramas (e ou eq)
É a quantidade de equivalentes-gramas presente em uma determinada massa de uma substância. Para obter tal número, basta dividir a massa da substância pelo equivalente-grama da substância.
e = m
E
Exemplo: determine o número de equivalentes-gramas de 40 gramas de hidróxido de magnésio [Mg(OH)2].
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1º Passo: cálculo do k
Analisando a fórmula do hidróxido de magnésio, verificamos a presença de dois grupos OH, logo o k para essa base vale 2.
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2º Passo: cálculo da massa molecular
Devemos multiplicar a quantidade de cada elemento pela sua massa atômica e, em seguida, somar os resultados:
M = 1.24 + 2.16 + 2.1
M = 24 + 32 + 2
M = 58 u
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3º Passo: cálculo do equivalente-grama
E = M
k
E = 58
2
E = 29
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4º Passo: cálculo do número de equivalentes-gramas
e = m
E
e = 40
58
e = 0,69