NORMALNOST (KEMIJA): OD ČEGA SE SASTOJI I PRIMJERI - KEMIJA

Normalno je mjera koncentracije koriste sve manje često, u kemiji otopinu. Ukazuje na to koliko je otopina otopljene vrste reaktivna, a ne koliko je visoka ili razrjeđena u koncentraciji. Izražava se u gramnim ekvivalentima po litri otopine (Eq / L).

U literaturi se pojavilo mnogo konfuzija i rasprava u vezi s pojmom "ekvivalent", jer varira i ima svoju vrijednost za sve tvari. Isto tako, ekvivalenti ovise o kemijskoj reakciji koja se razmatra; stoga se normalnost ne može koristiti proizvoljno ili globalno.

Izvor: Pexels

Iz tog razloga, IUPAC je savjetovao da prestane koristiti ga za izražavanje koncentracija otopina.

Međutim, još uvijek se koristi u kiselo-baznim reakcijama, a široko se koristi u volumetriji. To je dijelom zato što, s obzirom na ekvivalente kiseline ili baze, znatno olakšava proračune; Nadalje, kiseline i baze se uvijek ponašaju na isti način u odnosu na sve scenarije: oslobađaju ili prihvaćaju vodikove ione, H ⁺.

Što je normalnost?

formule

Iako normalnost već samoj definiciji može stvoriti konfuziju, ukratko, to nije ništa drugo nego molarnost pomnožena s faktorom ekvivalencije:

N = nM

Gdje je n faktor ekvivalencije i ovisi o reaktivnoj vrsti, kao i o reakciji u kojoj sudjeluje. Tada se, znajući njegovu molarnost, M, njena normalnost može izračunati prostim množenjem.

Ako je, s druge strane, dostupna samo masa reagensa, koristit će se njegova ekvivalentna težina:

PE = PM / n

Gdje je MW molekulska masa. Nakon što ste dobili PE i masu reaktanta, jednostavno nanesite podjelu da biste dobili ekvivalente dostupne u reakcijskom mediju:

Eq = g / PE

I na kraju, definicija normalnosti kaže da izražava gram-ekvivalente (ili ekvivalente) po litri otopine:

N = g / (PE ∙ V)

Što je jednako

N = Eq / V

Nakon tih izračuna, dobije se koliko ekvivalenta reaktivne vrste ima po 1 L otopine; ili, koliko mEq ima po 1mL otopine.

ekvivalenti

Ali što su ekvivalenti? Oni su dijelovi koji imaju zajednički skup reaktivnih vrsta. Na primjer, na kiseline i baze, što se s njima događa kada reagiraju? Otpuštaju ili prihvatiti H ⁺, bez obzira da li se radi o hydracid (HCl, HF, etc.), ili oxacid (H ₂ SO ₄, HNO ₃ H ₃ PO ₄ i slično).

Molarnost ne diskriminira broj H koji kiselina ima u svojoj strukturi ili količinu H koju baza može prihvatiti; samo uzmite u obzir cijeli skup u molekularnoj težini. Međutim, normalnost uzima u obzir način ponašanja vrsta i, prema tome, stupanj reaktivnosti.

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

Odatle dolazi pojednostavljenje izračuna: znajući broj ekvivalenta jedne vrste, točno se zna koliko je ekvivalenata koji reagiraju na druge vrste. Dok se kod upotrebe molova morate držati stehiometrijskih koeficijenata kemijske jednadžbe.

Primjeri

kiseline

Počevši od par HF i H ₂ SO ₄ primjerice objasniti ekvivalente u svom neutralizaciju reakcije sa NaOH:

HF + NaOH => NaF + H ₂ O

H ₂ SO ₄ + 2 NaOH => Na ₂ SO ₄ + 2H ₂ O

Za neutralizaciju HF, jedan mol NaOH je potrebno, a H ₂ SO ₄ zahtijeva dva mola baze. To znači da je HF reaktivniji jer mu je potrebna manja količina baze za neutralizaciju. Zašto? Zato je HF 1H (jedan ekvivalent) i H ₂ SO ₄ 2H (dva ekvivalenta).

Važno je naglasiti da, iako HF, HCl, HI i HNO ₃ su „jednako jalova”, prema normalnosti, priroda njihove obveznice, a time i njihova kiselost snaga, su potpuno različite.

Znajući ovo, normalnost bilo koje kiseline može se izračunati množenjem broja H s molarnošću:

1 ∙ M = N (HF, HCl, CH ₃ COOH)

2 ∙ M = N (H ₂ SO ₄, H ₂ SEO ₄, H ₂ S)

H reakcija

S H ₃ PO ₄ imate 3H, i stoga ima tri ekvivalenta. Međutim, puno je slabija kiselina, tako da ne otpušta uvijek sve svoje H ⁺.

Nadalje, u prisutnosti snažne baze, ne reagiraju svi njegovi H ⁺; To znači da treba obratiti pažnju na reakciju u kojoj sudjelujete:

H ₃ PO ₄ + 2KOH => K ₂ HPO ₄ + 2H ₂ O

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

H ₃ PO ₄ + 3KOH => K ₃ PO ₄ + 3H ₂ O

Smatra se da su normalnost H ₃ PO ₄ je tri puta veći od molarnost (N = 3 ∙ M), od tog vremena sve njegove vodikovi ioni reakcije.

Iz tog razloga nije dovoljno pretpostaviti opće pravilo za sve kiseline, nego također, mora se znati točno koliko H ⁺ sudjeluje u reakciji.

baze

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

NaOH + HCl => NaCl + H ₂ O

Ba (OH) ₂ + 2HCl => BaC ₂ + 2H ₂ O

Al (OH) ₃ + 3HCl => ALCL ₃ + 3 H ₂ O

Al (OH) ₃ treba tri puta više kiseline od NaOH; to jest, NaOH treba samo trećinu količine dodane baze da neutralizira Al (OH) ₃.

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

Iako nema OH skupina, Na ₂ CO ₃ može prihvatiti do 2H ⁺, i zbog toga ima dva ekvivalenta; ali ako prihvatite samo 1H ^+, tada sudjelujete s ekvivalentom.

U reakcijama oborina

Kad se kation i anion udruže da se istalože u soli, broj ekvivalenata za svaki jednak je njegovoj naboju:

Mg ²⁺ + 2 Cl ^- => MgCl ₂

Dakle, Mg ²⁺ ima dva ekvivalenta, dok Cl ^- ima samo jedan. Ali koja je normalnost MgCl ₂ ? Njegova vrijednost je relativna, može biti 1M ili 2 ∙ M, ovisno o tome ^{uzima li se u obzir} Mg ²⁺ ili Cl.

U redox reakcijama

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

3C ₂ O ₄ ^2- + Cr ₂ O ₇ ^2- + 14H ⁺ => 2Cr ³⁺ + 6CO ₂ + 7H ₂ O

Koja će biti normalnost za C ₂ O ₄ ^2- i Cr ₂ O ₇ ^2- ? Za to se moraju uzeti u obzir djelomične reakcije u kojima elektroni sudjeluju kao reaktanti ili proizvodi:

C ₂ O ₄ ^2- => 2CO ₂ + 2e ^-

Cr ₂ O ₇ ^2- + 14H ⁺ + 6e ^- => 2Cr ³⁺ + 7H ₂ O

Svaki C ₂ O ₄ ^2- otpušta 2 elektrona, a svaki Cr ₂ O ₇ ^2- prihvaća 6 elektrona; a nakon uravnoteženja rezultirajuća kemijska jednadžba prva je od tri.

Da je na normalnost C ₂ O ₄ ^2- 2 ∙ M i 6 M ∙ za Cr ₂ O ₇ ^2- (zapamtiti, N = nM).

Reference

Helmenstine, Anne Marie, dr. Sc. (22. listopada 2018.). Kako izračunati normalnost (kemija). Oporavilo od: misel.com
Softschools. (2018.). Formula normalnosti. Oporavilo od: softschools.com
Harvey D. (26. svibnja 2016.). Normalnost. Kemija LibreTexts. Oporavak od: chem.libretexts.org
Lic Pilar Rodríguez M. (2002). Kemija: prva godina diverzificirane. Fundación Redakcija Salesiana, str 56-58.
Peter J. Mikulecky, Chris Hren. (2018.). Ispitivanje ekvivalenta i normalnosti. Radna bilježnica iz kemije za lutke. Oporavilo od: dummies.com
Wikipedia. (2018.). Ekvivalentna koncentracija. Oporavilo sa: en.wikipedia.org
Normalnost., Oporavak od: fakultet.chemeketa.edu
Day, R., i Underwood, A. (1986). Kvantitativna analitička kemija (peto izdanje). Dvorana PEARSON Prentice, str. 67, 82.

NORMALNOST (KEMIJA): OD ČEGA SE SASTOJI I PRIMJERI - KEMIJA - 2026