Normalnost u onome što se sastoji i primjeri

normalnost to je mjera koncentracije koja se sve rjeđe koristi u kemiji otopina. Pokazuje kako je reaktivno rješenje otopljenih vrsta, a ne koliko je njegova koncentracija visoka ili razrijeđena. Izražava se s gramima-ekvivalentima po litri otopine (Eq / L).

U literaturi su se pojavile brojne konfuzije i rasprave u vezi s izrazom 'ekvivalent', budući da varira i ima svoju vrijednost za sve tvari. Također, ekvivalenti ovise o kemijskoj reakciji koja se razmatra; dakle, normalnost se ne može koristiti proizvoljno ili globalno.

Zbog toga je IUPAC savjetovao da se prestane koristiti za izražavanje koncentracija otopina.

Međutim, još se uvijek koristi u kiselinsko-baznim reakcijama, široko korištenim u volumetriji. To je djelomično zato što, uzimajući u obzir ekvivalente kiseline ili baze, čini izračune mnogo lakšim; osim toga, kiseline i baze uvijek se ponašaju na isti način pred svim scenarijima: oslobađaju ili prihvaćaju vodikove ione,⁺.

indeks

• 1 Što je normalnost?
  • 1.1 Formule
  • 1.2 Ekvivalenti
• 2 Primjeri
  • 2.1 Kiseline
  • 2.2 Osnove
  • 2.3 U reakcijama precipitacije
  • 2.4 Redoks reakcije
• 3 Reference

Što je normalnost?

formula

Iako normalnost po svojoj pukoj definiciji može proizvesti konfuziju, ukratko, to nije ništa više od molarnosti pomnožene s faktorom ekvivalencije:

N = nM

Gdje je n ekvivalentni faktor i ovisi o reaktivnoj vrsti, kao io reakciji u kojoj sudjeluje. Tada, znajući njegovu molarnost, M, njezina se normalnost može izračunati jednostavnim množenjem.

Ako se, s druge strane, broji samo masa reagensa, koristi se njegova ekvivalentna masa:

PE = PM / n

Gdje je PM molekulska masa. Nakon što dobijete PE i masu reagensa, dovoljno je primijeniti podjelu kako bi se dobili ekvivalenti dostupni u reakcijskom mediju:

Eq = g / PE

I konačno, definicija normalnosti kaže da ona izražava gram-ekvivalente (ili ekvivalente) po jednoj litri otopine:

N = g / (PE) V)

Što je jednako

N = Eq / V

Nakon tih izračuna, dobijemo koliko ekvivalenata reaktivnih vrsta ima za 1L otopine; ili, koliko mEq ima na 1 ml otopine.

ekvivalenata

Ali što su ekvivalenti? To su dijelovi koji imaju zajednički skup reaktivnih vrsta. Na primjer, što se događa s kiselinama i bazama, kada reagiraju? Otpuštaju ili prihvaćaju H⁺, bez obzira je li to hidrazid (HCl, HF, itd.) ili oksacid (H₂SW₄, HNO₃, H₃PO₄, itd).

Molarnost ne razlikuje broj H koji kiselina ima u svojoj strukturi, ili količinu H koju baza može prihvatiti; jednostavno uzmite u obzir cijeli skup molekularne težine. Međutim, normalnost uzima u obzir kako se vrste ponašaju i, stoga, stupanj reaktivnosti.

Ako kiselina otpušta H⁺, molekularno je samo jedna baza može prihvatiti; drugim riječima, ekvivalent uvijek reagira s drugim ekvivalentom (OH, u slučaju baza). Isto tako, ako jedna vrsta daruje elektrone, druga vrsta mora prihvatiti isti broj elektrona.

Odavde dolazi pojednostavljenje kalkulacija: poznavanje broja ekvivalenata neke vrste, točno se zna koliko je ekvivalenata koje reagiraju na druge vrste. Dok se pri upotrebi mola mora držati stehiometrijskih koeficijenata kemijske jednadžbe.

Primjeri

kiseline

Počevši od para HF i H₂SW₄, na primjer, za objašnjenje ekvivalenata u vašoj reakciji neutralizacije s NaOH:

HF + NaOH => NaF + H₂O

H₂SW₄ + NaOH => Na₂SW₄ + 2H₂O

Za neutralizaciju HF potreban je jedan mol NaOH, dok je H₂SW₄ Potrebna su dva mola baze. To znači da je HF više reaktivan jer mu je potrebna manja količina baze za neutralizaciju. Zašto? Budući da HF ima 1 H (jedan ekvivalent) i H₂SW₄ 2H (dva ekvivalenta).

Važno je naglasiti da, iako HF, HCl, HI i HNO₃ oni su "jednako reaktivni" prema normalnosti, prirodi njihovih veza i stoga su njihova kiselinska snaga potpuno različiti.

Tada, znajući to, normalnost bilo koje kiseline može se izračunati množenjem broja H s njegovom molarnošću:

1 M = N (HF, HCl, CH₃COOH)

2 M = N (H₂SW₄, H₂SEO₄, H₂S)

H Reakcija₃PO₄

S H₃PO₄ ima 3H, i stoga ima tri ekvivalenta. Međutim, to je mnogo slabija kiselina, tako da ne oslobađa uvijek sve svoje H⁺.

Osim toga, u prisutnosti jake baze ne moraju nužno reagirati na sve njihove H⁺; To znači da se mora obratiti pozornost na reakciju u kojoj sudjelujete:

H₃PO₄ + 2KOH => K₂HPO₄ + 2H₂O

U ovom slučaju, broj ekvivalenata je jednak 2, a ne 3, budući da samo 2H reagira⁺. Dok je u ovoj drugoj reakciji:

H₃PO₄ + 3KOH => K₃PO₄ + 3H₂O

Smatra se da je normalnost H₃PO₄ tri puta je njegova molarnost (N = 3 ∙ M), jer ovaj put reagiraju svi njezini vodikovi ioni.

Zbog toga nije dovoljno pretpostaviti opće pravilo za sve kiseline, ali isto tako, morate točno znati koliko H⁺ sudjeluju u reakciji.

baze

Vrlo sličan slučaj se događa s bazama. Za sljedeće tri baze neutralizirane s HCl imamo:

NaOH + HCl => NaCl + H₂O

Ba (OH)₂ + 2HCl => BaCl₂ + 2H₂O

Al (OH)₃ + 3HCl => AlCl₃ + 3H₂O

Al (OH)₃ trebate tri puta više kiseline nego NaOH; to jest, NaOH treba samo jednu trećinu količine baze koja je dodana da neutralizira Al (OH)₃.

Prema tome, NaOH je reaktivniji, jer ima 1OH (jedan ekvivalent); Ba (OH)₂ ima 2OH (dva ekvivalenta) i Al (OH)₃ tri ekvivalenta.

Iako mu nedostaju OH skupine, Na₂CO₃ može prihvatiti do 2H⁺, i stoga ima dva ekvivalenta; ali ako prihvatite samo 1H⁺, zatim sudjelujte s ekvivalentom.

U reakcijama precipitacije

Kada se kation i anion spoje da precipitiraju u soli, broj ekvivalenata za svakog je jednak njegovom naboju:

mg²⁺ + 2 Cl^- => MgCl₂

Dakle, Mg²⁺ ima dva ekvivalenta, dok Cl^- on ima samo jednog No, što je normalnost MgCl₂? Njegova vrijednost je relativna, može biti 1M ili 2, M, ovisno o tome je li Mg razmatran²⁺ ili Cl^-.

U redoks reakcijama

Broj ekvivalenata za vrste uključene u redoks reakcije jednak je broju dobivenih ili izgubljenih elektrona tijekom iste reakcije.

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

Što će biti normalnost za C₂O₄^2- i Cr₂O₇^2-? Pri tome treba uzeti u obzir parcijalne reakcije koje uključuju elektrone kao reaktante ili proizvode:

C₂O₄^2- => 2CO₂ + 2e^-

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

Svaki C₂O₄^2- oslobađa 2 elektrona i svaki Cr₂O₇^2- prihvaća 6 elektrona; i nakon zamaha, nastala kemijska jednadžba je prva od tri.

Zatim, normalnost za C₂O₄^2- je 2, M i 6 for M za Cr₂O₇^2- (zapamtite, N = nM).

reference

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22. listopada 2018.). Kako izračunati normalnost (kemija). Preuzeto s: thoughtco.com
2. Softschools. (2018.). Formula za normalnost. Preuzeto s: softschools.com
3. Harvey D. (26. svibnja 2016.). Normalnost. Kemija LibreTexts. Preuzeto s: chem.libretexts.org
4. Lic Pilar Rodríguez M. (2002.). Kemija: prva godina diverzifikacije. Redakcijska fondacija Salesiana, str. 56-58.
5. Peter J. Mikulecky, Chris Hren. (2018.). Ispitivanje ekvivalenata i normalnosti. Kemijska radna knjiga za lutke. Preuzeto s: dummies.com
6. Wikipedia. (2018.). Ekvivalentna koncentracija. Preuzeto s: en.wikipedia.org
7. Normalnost. [PDF]. Preuzeto s: faculty.chemeketa.edu
8. Day, R., & Underwood, A. (1986). Kvantitativna analitička kemija (peti red.). PEARSON Prentice Hall, str. 67, 82.