- Čo je to normálnosť?
- vzorca
- ekvivalenty
- Príklady
- kyseliny
- H reakcia
- základne
- Pri zrážacích reakciách
- Pri redoxných reakciách
- Referencie
Normálne je mierou koncentrácie používa čoraz menej často, v roztoku chémie. Označuje skôr reaktívny roztok rozpustených látok, ako vysoký alebo zriedený. Vyjadruje sa v gramových ekvivalentoch na liter roztoku (Eq / L).
V literatúre sa objavilo veľa zmätku a debaty týkajúce sa pojmu „rovnocenný“, pretože sa líši a má vlastnú hodnotu pre všetky látky. Ekvivalenty tiež závisia od uvažovanej chemickej reakcie; preto nemožno normálnosť používať svojvoľne ani globálne.
Zdroj: Pexels
Z tohto dôvodu IUPAC odporučil, aby ho prestal používať na vyjadrenie koncentrácie roztokov.
Stále sa však používa pri kyslých a zásaditých reakciách, bežne sa používa pri volumetrii. Je to čiastočne preto, že vzhľadom na ekvivalenty kyseliny alebo zásady je výpočty oveľa jednoduchšie; Kyseliny a zásady sa okrem toho vždy správajú proti všetkým scenárom: uvoľňujú alebo prijímajú vodíkové ióny, H + .
Čo je to normálnosť?
vzorca
Aj keď normálnosť na základe svojej definície môže spôsobiť zmätok, skrátka to nie je nič viac ako molarita vynásobená koeficientom ekvivalencie:
N = nM
Kde n je faktor ekvivalencie a závisí od reaktívnych druhov, ako aj od reakcie, na ktorej sa zúčastňuje. Potom, poznajúc jeho molárnosť, M, môže byť jeho normalita vypočítaná jednoduchým násobením.
Ak je na druhej strane k dispozícii iba hmotnosť činidla, použije sa jeho ekvivalentná hmotnosť:
PE = PM / n
Kde MW je molekulová hmotnosť. Keď už máte PE a hmotnosť reaktantu, jednoducho použite delenie, aby ste získali ekvivalenty dostupné v reakčnom médiu:
Eq = g / PE
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 sa získa, koľko ekvivalentov reaktívnych druhov má na 1 liter roztoku; alebo koľko mEq je na 1 ml roztoku.
ekvivalenty
Ale čo sú ekvivalenty? Sú to časti, ktoré majú spoločnú skupinu reaktívnych druhov. Napríklad, čo sa stane s kyselinami a zásadami, keď reagujú? Uvoľňujú alebo prijať H + , bez ohľadu na to, či sa jedná o hydracid (HCl, HF, atď.), Alebo oxacid (H 2 SO 4 , HNO 3 , H 3 PO 4 , atď.).
Molárnosť nediskriminuje počet H, ktorý má kyselina vo svojej štruktúre, ani množstvo H, ktoré môže báza akceptovať; vezmite do úvahy celý súbor v molekulovej hmotnosti. Normálnosť však zohľadňuje, ako sa druh chová, a teda aj stupeň reaktivity.
Ak kyselina uvoľní H + , molekulárne ju môže prijať iba báza; inými slovami, ekvivalent vždy reaguje s iným ekvivalentom (OH, v prípade zásad). Podobne, ak jeden druh daruje elektróny, iný druh musí prijať rovnaký počet elektrónov.
Odtiaľto pochádza zjednodušenie výpočtov: ak poznáme počet ekvivalentov jedného druhu, vieme presne, koľko ekvivalentov reaguje od ostatných druhov. Zatiaľ čo pri použití mólov musíte dodržiavať stechiometrické koeficienty chemickej rovnice.
Príklady
kyseliny
Počnúc dvojica HF a H 2 SO 4 , napríklad, vysvetliť ekvivalenty v ich neutralizačné reakcii s roztokom hydroxidu sodného:
HF + NaOH => NaF + H 2 O
H 2 SO 4 + 2NaOH => Na 2 SO 4 + 2 H 2 O
Pre neutralizáciu HF, je potrebný jeden mol hydroxidu sodného, pričom H 2 SO 4 vyžaduje dva mole bázy. To znamená, že HF je reaktívnejší, pretože na jeho neutralizáciu potrebuje menšie množstvo bázy. Prečo? Vzhľadom k tomu, HF má 1H (jeden ekvivalent), a H 2 SO 4 2H (dva ekvivalenty).
Je dôležité zdôrazniť, že aj keď HF, HCl, HI a HNO 3 sú "rovnako reaktívne" podľa normality, povaha ich väzieb, a preto ich sila kyslosť, sú úplne odlišné.
Vedomím si, že normálnosť každej kyseliny sa môže vypočítať vynásobením čísla H jeho molárnosťou:
1 ∙ M = N (HF, HCl, CH 3 COOH)
2 ∙ M = N (H 2 SO 4 , H 2 SEO 4 , H 2 S)
H reakcia
S H 3 PO 4 máte 3H, a preto má tri ekvivalenty. Je to však oveľa slabšia kyselina, takže nie vždy uvoľňuje všetky svoje H + .
Ďalej, v prítomnosti silnej bázy nemusia všetky jej H + nevyhnutne reagovať ; To znamená, že by ste mali venovať pozornosť reakcii, ktorej sa zúčastňujete:
H 3 PO 4 + 2KOH => K 2 HPO 4 + 2 H 2 O
V tomto prípade je počet ekvivalentov rovný 2 a nie 3, pretože reaguje iba 2H + . V tejto ďalšej reakcii:
H 3 PO 4 + 3KOH => K 3 PO 4 + 3 H 2 O
Má sa za to, že normalita H 3 PO 4 je trojnásobok molarita (N = 3 ∙ M), od tej doby všetky vodíkové ióny reagujú.
Z tohto dôvodu nestačí predpokladať všeobecné pravidlo pre všetky kyseliny, ale tiež musí byť presne známe, koľko H + sa zúčastňuje reakcie.
základne
Veľmi podobný prípad sa vyskytuje pri základniach. Pre nasledujúce tri zásady neutralizované pomocou HCl máme:
NaOH + HCl => NaCl + H 2 O
Ba (OH) 2 + 2HCl => BaCl 2 + 2 H 2 O
AI (OH) 3 + 3HCl => AlCl 3 + 3H 2 O
Al (OH) 3 potrebuje trikrát viac kyseliny ako NaOH; to znamená, že NaOH potrebuje iba jednu tretinu množstva bázy pridanej na neutralizáciu Al (OH) 3 .
Preto je NaOH reaktívnejší, pretože má 1OH (jeden ekvivalent); Ba (OH) 2 má 2OH (dva ekvivalenty) a AI (OH) 3 tri ekvivalenty.
Aj keď to nemá OH skupiny, Na 2 CO 3 je schopný prijímať až 2H + , a má preto dva ekvivalenty; ale ak akceptujete iba 1H + , zúčastníte sa s ekvivalentom.
Pri zrážacích reakciách
Keď sa katión a anión spoja, aby sa vyzrážali na soľ, počet ekvivalentov každého z nich sa rovná jeho náboju:
Mg 2+ + 2C - => MgCl 2
Preto má Mg2 + dva ekvivalenty, zatiaľ čo Cl - má iba jeden. Ale čo je normalita MgCl 2 ? Jeho hodnota je relatívna, môže byť 1 M alebo 2 ∙ M, v závislosti od toho, či sa uvažuje o Mg 2+ alebo Cl .
Pri redoxných reakciách
Počet ekvivalentov pre druhy, ktoré sa podieľajú na redoxných reakciách, sa rovná počtu elektrónov získaných alebo stratených počas toho istého.
3C 2 O 4 2 + Cr 2 O 7 2- + 14 H + => 2CR 3+ + 6CO 2 + 7H 2 O
Čo bude normalita pre C 2 O 4 2- a Cr 2 O 7 2- ? Na tento účel je potrebné zohľadniť čiastočné reakcie, pri ktorých sa elektróny zúčastňujú ako reaktanty alebo produkty:
C 2 O 4 -2- => 2CO 2 + 2e -
Cr 2 O 7 2- + 14 H + + 6e - => 2CR 3+ + 7H 2 O
Každý C 2 O 4 2- uvoľňuje 2 elektróny, a každý Cr 2 O 7 2- prijíma 6 elektrónov; a po vyvážení je výsledná chemická rovnica prvá z troch.
Takže, normalita pre C 2 O 4 -2- je 2 ∙ M a 6 ∙ M Cr 2 O 7 2- (pamätať, N = nM).
Referencie
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22. októbra 2018). Ako vypočítať normálnosť (chémia). Získané z: thinkco.com
- Softschools. (2018). Vzorec normality. Obnovené z: softschools.com
- Harvey D. (26. mája 2016). Normalita. Chémia LibreTexts. Obnovené z: chem.libretexts.org
- Lic Pilar Rodríguez M. (2002). Chémia: prvý rok diverzifikácie. Fundación Editorial Salesiana, s. 56 - 58.
- Peter J. Mikulecky, Chris Hren. (2018). Preskúmanie ekvivalentov a normálnosti. Chemický zošit pre figuríny. Získané z: dummies.com
- Wikipedia. (2018). Ekvivalentná koncentrácia. Obnovené z: en.wikipedia.org
- Normalita. , Získané z: fakulty.chemeketa.edu
- Day, R., & Underwood, A. (1986). Kvantitatívna analytická chémia (piate vydanie). PEARSON Prentice Hall, s. 67, 82.