Normálnosť v tom, čo sa skladá a príklady

normálnosť je to miera koncentrácie, ktorá sa v čoraz menej často používa v chémii roztokov. Ukazuje, ako reaktívny je roztok rozpusteného druhu, a nie jeho vysoká alebo zriedená koncentrácia. Vyjadruje sa v gramoch ekvivalentov na liter roztoku (Eq / L)..

V literatúre sa objavili mnohé zmätky a debaty týkajúce sa termínu „ekvivalent“, pretože sa líšia a majú vlastnú hodnotu pre všetky látky. Ekvivalenty tiež závisia od chemickej reakcie; preto normálnosť nie je možné používať ľubovoľne alebo globálne.

Z tohto dôvodu IUPAC odporúča prestať používať liek na vyjadrenie koncentrácií roztokov.

Stále sa však používa v reakciách acidobázických reakcií, široko používaných vo volumetrii. Je to čiastočne preto, že vzhľadom na ekvivalenty kyseliny alebo zásady robí výpočty oveľa jednoduchšími; a okrem toho sa kyseliny a zásady vždy správajú rovnakým spôsobom pred všetkými scenármi: uvoľňujú alebo prijímajú ióny vodíka, H⁺.

index

• 1 Čo je normálnosť?
  • 1.1 Vzorce
  • 1,2 ekvivalentov
• 2 Príklady
  • 2.1 Kyseliny
  • 2.2 Základy
  • 2.3 Pri zrážacích reakciách
  • 2.4 V redoxných reakciách
• 3 Odkazy

Čo je normálnosť?

vzorca

Hoci normálnosť svojou jednoduchou definíciou môže vyvolať zmätok, v skratke nie je nič viac ako molarita vynásobená koeficientom ekvivalencie:

N = nM

Kde n je koeficient ekvivalencie a závisí od reaktívnych druhov, ako aj od reakcie, na ktorej sa zúčastňuje. Potom, s vedomím jeho molarity, M, jeho normálnosť môže byť vypočítaná jednoduchým násobením.

Ak sa na druhej strane počíta iba hmotnosť činidla, použije sa jeho ekvivalentná hmotnosť: \ t

PE = PM / n

Kde PM je molekulová hmotnosť. Akonáhle budete mať PE a hmotnosť činidla, stačí použiť delenie na získanie ekvivalentov dostupných v reakčnom médiu:

Eq = g / PE

A nakoniec, definícia normality hovorí, že vyjadruje gram-ekvivalenty (alebo ekvivalenty) na jeden liter roztoku:

N = g / (PE ∙ V)

Čo sa rovná

N = Eq / V

Po týchto výpočtoch dostaneme, koľko ekvivalentov má reaktívny druh 1 1 roztoku; alebo koľko mEq je na 1 ml roztoku.

ekvivalenty

Ale aké sú ekvivalenty? Sú to časti, ktoré majú spoločnú množinu reaktívnych druhov. Čo napríklad s kyselinami a zásadami, čo sa s nimi stane, keď reagujú? Uvoľňujú alebo prijímajú H⁺, bez ohľadu na to, či ide o hydrazid (HCI, HF, atď.), alebo o oxacid (H₂SW₄, HNO₃, H₃PO₄, atď.).

Molarita nerozlišuje počet H, ktorý má kyselina vo svojej štruktúre, alebo množstvo H, ktoré môže báza akceptovať; jednoducho zvážte celkovú molekulovú hmotnosť. Normálnosť však berie do úvahy, ako sa druhy správajú, a teda aj stupeň reaktivity.

Ak kyselina uvoľní H⁺, molekulárne ju môže akceptovať len jedna báza; inými slovami, ekvivalent vždy reaguje s iným ekvivalentom (OH, v prípade báz). Podobne, ak jeden druh daruje elektróny, iný druh musí akceptovať rovnaký počet elektrónov.

Odtiaľ prichádza k zjednodušeniu výpočtov: poznať počet ekvivalentov druhu, je známe, koľko sú ekvivalenty, ktoré reagujú na iné druhy. Pri použití molárnych molekúl je potrebné dodržať stechiometrické koeficienty chemickej rovnice.

Príklady

kyseliny

Počnúc dvojicou HF a H₂SW₄, napríklad na vysvetlenie ekvivalentov vo vašej neutralizačnej reakcii s NaOH:

HF + NaOH => NaF + H₂O

H₂SW₄ + 2NaOH => Na₂SW₄ + 2H₂O

Na neutralizáciu HF je potrebný jeden mol NaOH, zatiaľ čo H₂SW₄ Vyžaduje dva moly bázy. To znamená, že HF je reaktívnejší, pretože na jeho neutralizáciu potrebuje menej bázy. Prečo? Pretože HF má 1H (jeden ekvivalent) a H₂SW₄ 2H (dva ekvivalenty).

Je dôležité zdôrazniť, že hoci HF, HCl, HI a HNO₃ sú "rovnako reaktívne" podľa normálnosti, povahy svojich väzieb, a preto ich sila kyslosti je úplne iná.

Potom, s vedomím tohto, môže byť normálnosť pre akúkoľvek kyselinu vypočítaná vynásobením počtu H jej molaritou:

1 M = N (HF, HCI, CH₃COOH)

2 'M = N (H₂SW₄, H₂SEO₄, H₂S)

H Reakcia₃PO₄

S H₃PO₄ má 3H, a preto má tri ekvivalenty. Je to však oveľa slabšia kyselina, takže nie vždy uvoľňuje všetky svoje H⁺.

Okrem toho v prítomnosti silnej bázy nemusia nevyhnutne reagovať všetky svoje H⁺; To znamená, že je potrebné venovať pozornosť reakcii, na ktorej sa zúčastňujete:

H₃PO₄ + 2KOH => K₂HPO₄ + 2H₂O

V tomto prípade je počet ekvivalentov rovný 2 a nie 3, pretože len 2H reaguje⁺. Zatiaľ čo v tejto inej reakcii:

H₃PO₄ + 3KOH => K₃PO₄ + 3H₂O

Predpokladá sa, že normálnosť H₃PO₄ je trikrát väčšia ako jeho molarita (N = 3 ° M), od tej doby všetky jeho vodíkové ióny reagujú.

Z tohto dôvodu nestačí prevziať všeobecné pravidlo pre všetky kyseliny, ale tiež musíte presne vedieť, koľko H⁺ zúčastniť sa na reakcii.

základne

Veľmi podobný prípad nastáva u báz. Pre nasledujúce tri zásady neutralizované HCl máme:

NaOH + HCl => NaCl + H₂O

Ba (OH)₂ + 2HCl => BaCl₂ + 2H₂O

Al (OH)₃ + 3HCl => AlCl₃ + 3H₂O

Al (OH)₃ potrebujete trikrát viac kyseliny ako NaOH; to znamená, že NaOH potrebuje len jednu tretinu množstva pridanej bázy na neutralizáciu Al (OH)₃.

Preto je NaOH reaktívnejší, pretože má 1OH (jeden ekvivalent); Ba (OH)₂ má 2OH (dva ekvivalenty) a Al (OH)₃ tri ekvivalenty.

Hoci chýba OH skupín, Na₂CO₃ je schopný prijať až 2H⁺, a preto má dva ekvivalenty; ale ak prijmete iba 1H⁺, potom sa zúčastní s ekvivalentom.

Pri zrážacích reakciách

Keď sa katión a anión spoja, aby sa vyzrážali v soli, počet ekvivalentov pre každý sa rovná jeho náboju:

mg²⁺ + 2cl^- => MgCl₂

Takže Mg²⁺ má dva ekvivalenty, zatiaľ čo Cl^- má len jednu Ale čo je normálnosťou MgCl₂? Jeho hodnota je relatívna, môže byť 1 M alebo 2 ∙ M, v závislosti od toho, či sa uvažuje Mg²⁺ alebo Cl^-.

V redoxných reakciách

Počet ekvivalentov pre druhy podieľajúce sa na redoxných reakciách sa rovná počtu elektrónov získaných alebo stratených počas tej istej reakcie.

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

Čo bude normálnosťou pre C₂O₄^2- a Cr₂O₇^2-? Na to je potrebné vziať do úvahy čiastočné reakcie zahŕňajúce elektróny ako reaktanty alebo produkty:

C₂O₄^2- => 2CO₂ + 2e^-

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

Každá C₂O₄^2- uvoľňuje 2 elektróny a každý Cr₂O₇^2- prijíma 6 elektrónov; a po otočení je výsledná chemická rovnica prvá z troch.

Potom, normálnosť pre C₂O₄^2- je 2 ∙ M a 6 ∙ M pre Cr₂O₇^2- (nezabudnite, N = nM).

referencie

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22. októbra 2018). Ako vypočítať normálnosť (chémia). Zdroj: thinkco.com
2. Softschools. (2018). Vzorec normality. Zdroj: softschools.com
3. Harvey D. (26. máj 2016). Normalita. Chémia LibreTexts. Zdroj: chem.libretexts.org
4. Lic Pilar Rodríguez M. (2002). Chémia: prvý rok diverzifikácie. Salesiana Editorial Foundation, str. 56-58.
5. Peter J. Mikulecký, Chris Hren. (2018). Skúmanie ekvivalentov a normálnosti. Chemický zošit pre figuríny. Zdroj:: dummies.com
6. Wikipedia. (2018). Ekvivalentná koncentrácia. Zdroj: en.wikipedia.org
7. Normalita. [PDF]. Zdroj: faculty.chemeketa.edu
8. Day, R., & Underwood, A. (1986). Kvantitatívna analytická chémia (piate vydanie). PEARSON Prentice Hall, str. 67, 82.