Normalitet i hva den består av og eksempler

den normalitet Det er et mål for konsentrasjon som brukes, stadig oftere, i kjemi av løsninger. Det indikerer hvor reaktiv løsningen av oppløste arter er, i stedet for hvor høy eller fortynnet konsentrasjonen er. Det uttrykkes med gram ekvivalenter per liter oppløsning (Eq / L).

I litteraturen har det oppstått mange forvirringer og debatter om begrepet «ekvivalent», siden det varierer og har egen verdi for alle stoffer. Også ekvivalenter avhenger av hvilken kjemisk reaksjon som vurderes; Derfor kan normalitet ikke brukes vilkårlig eller globalt.

Av denne grunn har IUPAC rådet til å slutte å bruke det til å uttrykke konsentrasjonene av løsningene.

Imidlertid brukes den fortsatt i syrebasereaksjoner, mye brukt i volumetri. Dette er delvis fordi, med tanke på ekvivalenter av en syre eller en base, gjør det beregninger mye lettere; og i tillegg oppfører syrer og baser seg på samme måte foran alle scenariene: de frigjør eller aksepterer hydrogenioner, H⁺.

index

• 1 Hva er normalitet?
  • 1.1 Formler
  • 1,2 ekvivalenter
• 2 Eksempler
  • 2.1 Syrer
  • 2.2 Baser
  • 2.3 I nedbørreaksjoner
  • 2.4 I redoksreaksjoner
• 3 referanser

Hva er normalitet?

formler

Selv om normalitet ved sin blotte definisjon kan generere forvirring, er det i et nøtteskall ikke noe mer enn molaritet multiplisert med en ekvivalensfaktor:

N = nM

Hvor n er ekvivalensfaktoren og avhenger av de reaktive artene, så vel som på reaksjonen der den deltar. Da vet man sin molaritet, M, kan dens normalitet beregnes ved en enkel multiplikasjon.

Hvis derimot bare massen av reagenset regnes, vil den tilsvarende vekten bli brukt:

PE = PM / n

Hvor PM er molekylvekten. Når du har PE, og massen av reagenset, er det nok å bruke en deling for å oppnå ekvivalenter som er tilgjengelige i reaksjonsmediet:

Eq = g / PE

Og til slutt sier definisjonen av normalitet at den uttrykker gram-ekvivalenter (eller ekvivalenter) per en liter løsning:

N = g / (PE ∙ V)

Hva er lik

N = Eq / V

Etter disse beregningene oppnår vi hvor mange ekvivalenter de reaktive artene har med 1 liter løsning; eller hvor mange mEq er det per 1 ml løsning.

ekvivalenter

Men hva er ekvivalenter? De er de delene som har felles et sett med reaktive arter. For eksempel, til syrer og baser, hva skjer med dem når de reagerer? De frigjør eller aksepterer H⁺, uavhengig av om det er et hydrazid (HCl, HF, etc.), eller en oksydsyre (H₂SW₄, HNO₃, H₃PO₄, etc.).

Molaritet diskriminerer ikke antallet H som syren har i sin struktur, eller mengden H som en base kan akseptere; bare sett hele settet i molekylvekt. Normalt tar imidlertid hensyn til hvordan arter oppfører seg og derfor graden av reaktivitet.

Hvis en syre slipper ut en H⁺, molekylært bare en base kan akseptere den; med andre ord reagerer et ekvivalent alltid med en annen ekvivalent (OH, for tilfelle av baser). På samme måte, hvis en art donerer elektroner, må en annen art akseptere det samme antall elektroner.

Herfra kommer forenkling av beregningene: å vite antall ekvivalenter av en art, det er kjent nøyaktig hvor mange er ekvivalenter som reagerer av de andre artene. Mens man bruker mol, må man holde seg til de støkiometriske koeffisientene i kjemisk ligning.

eksempler

syrer

Fra og med paret HF og H₂SW₄, for eksempel å forklare ekvivalenter i nøytraliseringsreaksjonen din med NaOH:

HF + NaOH => NaF + H₂O

H₂SW₄ + 2NaOH => Na₂SW₄ + 2H₂O

For å nøytralisere HF er en mol NaOH nødvendig, mens H₂SW₄ Det krever to mol base. Dette betyr at HF ​​er mer reaktiv fordi den trenger mindre mengde base for nøytralisering. Hvorfor? Fordi HF har 1H (en ekvivalent), og H₂SW₄ 2H (to ekvivalenter).

Det er viktig å understreke det, selv om HF, HCl, HI og HNO₃ de er "like reaktive" i henhold til normalitet, naturen av deres bindinger og dermed deres surhetsstyrke, er helt forskjellige.

Da vet man dette, kan normaliteten for en hvilken som helst syre beregnes ved å multiplisere antall H ved sin molaritet:

1 ∙ M = N (HF, HCl, CH₃COOH)

2 ∙ M = N (H₂SW₄, H₂SEO₄, H₂S)

H Reaksjon₃PO₄

Med H₃PO₄ den har 3H, og derfor har den tre ekvivalenter. Det er imidlertid en mye svakere syre, slik at den ikke alltid frigjør all sin H⁺.

I tillegg, i nærvær av en sterk base, reagerer de ikke nødvendigvis på alle deres H⁺; Dette betyr at det må tas hensyn til reaksjonen der du deltar:

H₃PO₄ + 2KOH => K₂HPO₄ + 2H₂O

I dette tilfellet er antall ekvivalenter lik 2 og ikke 3, siden kun 2H reagerer⁺. Mens i denne andre reaksjonen:

H₃PO₄ + 3KOH => K₃PO₄ + 3 H₂O

Det anses å normaliteten til H₃PO₄ er tre ganger dens molaritet (N = 3 ∙ M), siden denne tiden reagerer alle dens hydrogenioner.

Av denne grunn er det ikke nok å anta en generell regel for alle syrer, men du må også vite nøyaktig hvor mange H⁺ delta i reaksjonen.

baser

En veldig lignende sak oppstår med basene. For de følgende tre basene nøytralisert med HCl har vi:

NaOH + HCI => NaCl + H₂O

Ba (OH)₂ + 2HCl => BaCl₂ + 2H₂O

Al (OH)₃ + 3HCl => AlCl₃ + 3 H₂O

Al (OH)₃ du trenger tre ganger mer syre enn NaOH; det vil si, NaOH trenger bare en tredjedel av mengden base tilsatt for å nøytralisere Al (OH)₃.

Derfor er NaOH mer reaktivt, siden den har 1OH (en ekvivalent); Ba (OH)₂ har 2OH (to ekvivalenter) og Al (OH)₃ tre ekvivalenter.

Selv om den mangler OH-grupper, er Na₂CO₃ er i stand til å akseptere opptil 2H⁺, og derfor har den to ekvivalenter; men hvis du bare godtar 1H⁺, delta så med en tilsvarende.

Ved nedbørreaksjoner

Når en kation og anion kommer sammen for å utfelle i et salt, er antallet ekvivalenter for hver lik med dets ladning:

mg²⁺ + 2 cl^- => MgCl₂

Så, Mg²⁺ har to ekvivalenter, mens Cl^- han har bare en Men hva er normaliteten til MgCl₂? Verdien er relativ, det kan være 1 M eller 2 ∙ M, avhengig av om Mg er vurdert²⁺ eller Cl^-.

I redoksreaksjoner

Antall ekvivalenter for arten som er involvert i redoksreaksjonene, er lik antall elektroner som er oppnådd eller tapt under samme reaksjon.

3C₂O₄^2- + Cr₂O₇^2- + 14H⁺ => 2Cr³⁺ + 6CO₂ + 7H₂O

Hva vil være normaliteten for C₂O₄^2- og Cr₂O₇^2-? For dette må det tas hensyn til delvise reaksjoner som involverer elektroner som reaktanter eller produkter:

C₂O₄^2- => 2CO₂ + 2e^-

Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6e^- => 2Cr³⁺ + 7H₂O

Hver C₂O₄^2- frigjør 2 elektroner, og hver Cr₂O₇^2- aksepterer 6 elektroner; og etter en sving er den resulterende kjemiske ligningen den første av de tre.

Da normalcy for C₂O₄^2- er 2 ∙ M og 6 ∙ M for Cr₂O₇^2- (husk, N = nM).

referanser

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22. oktober 2018). Hvordan å beregne normalitet (kjemi). Hentet fra: thoughtco.com
2. Softschools. (2018). Normalitetsformel. Hentet fra: softschools.com
3. Harvey D. (26. mai 2016). Normalitet. Kjemi LibreTexts. Hentet fra: chem.libretexts.org
4. Lic Pilar Rodríguez M. (2002). Kjemi: første år av diversifisering. Salesiana Editorial Foundation, s. 56-58.
5. Peter J. Mikulecky, Chris Hren. (2018). Undersøkelse av ekvivalenter og normalitet. Kjemisk arbeidsbok for dummies. Hentet fra: dummies.com
6. Wikipedia. (2018). Ekvivalent konsentrasjon. Hentet fra: en.wikipedia.org
7. Normalitet. [PDF]. Hentet fra: faculty.chemeketa.edu
8. Day, R., & Underwood, A. (1986). Kvantitativ analytisk kjemi (femte utgave). PEARSON Prentice Hall, s. 67, 82.