Какво е еквивалент?

Отидох в Уикипедия и реших да взема от там определението за еквивалент. Не го намерих за твърде полезно, но има няколко неща, които искам да изтъкна. Там се казва: "Еквивалентът е формално дефиниран като количеството вещество, което или реагира, или допринася един мол водородни йони в киселиннно-основа реакция, или допринася един мол електрони в редукционна реакция". Всичко, което открих дотук – бях малко объркан, когато прочетох това – но открих, че казват, че един еквивалент е някакво количество, някакво число. Да започнем оттук. Когато някой пита колко еквивалента имам, знам, че говори за някакво число. Еквивалентът е равен на... и това е за някакъв йон. За някакъв йон по мой избор един еквивалент е равен на някакво число. Това число е спрямо брой молове. Някакъв брой молове, които ми трябват, трябват за балансиране на нещо. Балансирам някакъв заряд. Балансирам заряда на противоположно зареден едновалентен йон. Трябва дори да добавя, балансирам заряда на – предполагам, че може да не изтривам – заряда на един мол – това е много важно – на противоположно зареден едновалентен йон. Да видим един пример, понеже мисля, че това ще премахне объркването, което може да имаш в този момент. Да кажем, че говорим за някакъв йон, да кажем, че избираме калия. Ето го нашия калий. Трябва да балансирам един мол от противоположно зареден едновалентен йон. С тази линия разделям двете страни. От другата страна, да кажем, имам хлориден йон. Хлоридният йон е противоположно зареден. Той е отрицателен. И е едновалентен. Не е -2 или -3. Той е просто -1. Имаме един мол от тези, понеже определението, което записах, ни каза, че ми трябва един мол противоположно зареден – и, докато записвам това, осъзнавам, надявам се и ти също, че няма начин да запиша един мол от това нещо. Няма начин, нали? Нека просто да си представим, че има общо 6,02 по 10^23 хлоридни йони. Понеже това е въпросът тук. Колко калиеви йони ти трябват, за да балансираш заряда на всички тези хлорни йони. Това е голямо число, твърде голямо число, за да запишем, освен да кажем, че може би ни трябва някакъв брой молове калий. Затова записах това в определението. Нека открием това. Знаем, че калият се свързва с един хлориден йон, нали така? Знаем, че това се случва. Когато калият си плува наоколо, той ще се срещне с хлоридния йон и ще се свържат "един-към-един". Знаем, че един хлориден йон ще реагира с един калиев йон. Това означава, че за един мол хлоридни йони ще получим един мол калиеви йони, свързани с тях. И това перфектно ще уравновеси заряда. Ако някой пита колко еквивалента имам за калия, това изглежда като много прост отговор. Казваме, че един еквивалент ще е един мол калий. Или можеш да го кажеш по друг начин. Можеш да кажеш, че в един мол калий – и така хората обикновено използват фразата – казват, че един мол калий е равен на един еквивалент. Знам, че това са същите неща, обърнати наобратно, но така хората обикновено го казват. Нека видим малко по-сложен пример и ще разбереш къде това става различно. Вместо калий ще избера нещо друго. Да вземем калций. Калцият е със заряд +2. Правим същото нещо като преди. Ще трябва да избера някакъв противоположно зареден едновалентен йон. Ще избера същия, понеже това пак е противоположно заредено. Трябва ми някакъв отрицателно зареден едновалентен йон и хлоридът пасва на описанието. И знаем, точно както преди, че ни трябва цял мол от тези йони. Ако това е така, колко калциеви йона ще се прикрепят към един хлориден йон и обратно? Колко хлоридни йони ще се прикрепят към един калциев? Да си представим, че имаме хлоридно и калциево парти и те могат да се срещнат. Тогава ще имаш един калциев йон тук и един хлориден йон тук, понеже това ще дойде тук, това ще дойде тук и те ще се свържат. Те ще направят CaCl2, понеже хлоридните йони имат заряд само -1, а калцият е със заряд +2. Преобръщам отрицателните и положителните Извинявай. Ето, минус, минус и +2. Знаеш, че за всеки калциев йон ще имаш два хлоридни. Нека запиша това много ясно. За всеки калциев йон – или, всъщност, мога да запиша, че за всеки два хлоридни йона имаш един калциев. Това означава, че за всеки, ако разделя двете страни на две, за всеки един хлориден йон ми трябва 1/2 калциев йон. Но не си го представяме по този начин, понеже е трудно да си представим 1/2 калциев йон. Но поне изчисленията са правилни. Ако говоря за един мол хлор, тогава ми остава да кажа, че имам 1/2 мол калций. Дотук добре. 1 еквивалент, като се върнем обратно към определението, е равен на 1/2 мол калций. И казах, че можем да преобърнем уравнението. Можем да кажем, че един мол – сега просто умножаваме двете страни по 2 – 1 мол калций – не пиша много ясно, извинявай: 1 мол калций е равен на 2 еквивалента. Хората обикновено се изразяват така. Те казват колко еквивалента получаваш за един мол от нещо. И тук ще кажеш, че отговорът е две. Просто искам да изтъкна нещо, което е, че направихме това по дълъг начин, но има доста по-бърз начин. Можеш да кажеш, че знаеш, че калцият е двувалентен и знаем, че калият е моновалентен. Проявява се интересна закономерност. Този Ca+2, за него получихме 2 еквивалента. Да проверим с трети пример. Да видим какво ще получим, ако използваме азот. Нека използваме азота. Азотът е -3. И трябва да създам границата. И от другата страна ми трябва някакъв противоположно зареден едновалентен йон. Ето един едновалентен йон и той е противоположно зареден – противоположно зареден едновалентен йон. Противоположно. Противоположното на отрицателно, нали? Слагаме тикче. Изпълнява изискванията ни. И ми трябва един мол от тях. Трябва да нарисувам един мол и знаеш, че няма начин да направя това, както казах преди. Така че просто си представи 1 мол от тези. И въпросът е колко азот ми трябва, за да уравновеся всичко това. Ще подчертая в червено насоката. Ето я насоката. Нека сега преминем през стъпките към откриването на това по дългия начин. Да си представим, че тук имаш азот, -3. Той е на това коктейлно парти и се среща с протони. В този случай три от тях идват. Така че той ще образува NH3. Ако кажем, че 3 протона се свързват с 1 азот, което е точно каквото казах, тогава мога да разделя двете страни на 3 и мога да видя, че един протон се свързва с 1/3 от един азотен йон. Дотук добре. Мога да кажа, че един мол протони, като се върнем към определението, ще е балансиран от 1/3 мол азот. Щом това е така, мога да кажа, че 1 еквивалент е равен на 1/3 от един мол азот. Ще преобърна това, както направихме преди. Ще кажа, че 1 – ще променя това – ще кажа, че един мол азот е равен на 3 еквивалента. И, спомни си, подчертах това малко 3 в началото и ще го подчертая отново. Сега можеш ясно да видиш появяващата се закономерност. Можеш да видиш, че всеки път, когато гледаш катиона или аниона, за който говориш, ако погледнеш това число, както ако е, да кажем, магнезий, това е 2+, или калцият е 2+, тогава веднага знаеш, че това вероятно означава, ако направиш нещата по дългия начин, както направихме, че еквивалентите ще дадат същото число. Азотът има 3 еквивалента. Магнезият или калцият имат 2 еквивалента. Калият и хлорът имат 1 еквивалент. Това означава еквивалент спрямо необходимите молове за балансиране на заряд от противоположната страна.