Нормальність в тому, що вона складається і приклади

The нормальність це міра концентрації, яка використовується все частіше в хімії розчинів. Вона вказує на те, наскільки реактивний розчин розчиненого виду є, а не наскільки високий або розбавлений його концентрація. Він виражається грамами-еквівалентами на літр розчину (екв / л).

У літературі виникають численні плутанини та дебати щодо терміну «еквівалент», оскільки він змінюється і має свою власну цінність для всіх речовин. Також еквіваленти залежать від того, яка хімічна реакція розглядається; тому нормальність не може використовуватися довільно або глобально.

З цієї причини IUPAC порадив припинити його використання для вираження концентрацій розчинів.

Однак вона як і раніше використовується в кислотно-лужних реакціях, широко використовуються в об'ємних. Це частково тому, що, враховуючи еквіваленти кислоти або основи, це робить обчислення набагато простіше; крім того, кислоти і основи завжди ведуть себе так само перед усіма сценаріями: вони випускають або приймають іони водню, H⁺.

Індекс

• 1 Що таке нормальність?
  • 1.1 Формули
  • 1.2 Еквіваленти
• 2 Приклади
  • 2.1 Кислоти
  • 2.2 Основи
  • 2.3 У реакціях осадження
  • 2.4 При окисно-відновних реакціях
• 3 Посилання

Що таке нормальність?

Формули

Хоча нормальність за своїм простим визначенням може призвести до плутанини, у двох словах це не більше, ніж молярність, помножена на коефіцієнт еквівалентності:

N = nM

Де n - коефіцієнт еквівалентності і залежить від реактивних видів, а також від реакції, в якій він бере участь. Тоді, знаючи її молярність, М, її нормальність може бути обчислена простою множенням.

Якщо, з іншого боку, підраховується тільки маса реагенту, буде використана його еквівалентна маса:

PE = PM / n

Де PM - молекулярна маса. Як тільки у вас є PE, і маса реагенту, досить застосувати поділ для отримання еквівалентів, доступних в реакційному середовищі:

Eq = g / PE

І, нарешті, визначення нормальності говорить, що він виражає грами-еквіваленти (або еквіваленти) на один літр розчину:

N = g / (PE ∙ V)

Що дорівнює

N = екв / V

Після цих розрахунків отримано, скільки еквівалентів реактивних видів має на 1 л розчину; або, скільки мекв є на 1 мл рішення.

Еквіваленти

Але які ж еквіваленти? Вони є частинами, які мають спільний набір реактивних видів. Наприклад, до кислот і основ, що з ними відбувається, коли вони реагують? Вони випускають або приймають H⁺, незалежно від того, чи є це гідразид (HCl, HF тощо), або оксацид (H₂SO₄, HNO₃, H₃PO₄, і т.д.).

Молярність не розрізняє кількість H, яку має кислота у своїй структурі, або кількість H, яке може прийняти база; просто врахуйте весь набір молекулярної маси. Однак нормальність враховує, як поводяться види і, отже, ступінь реактивності.

Якщо кислота вивільняє Н⁺, молекулярно тільки одна база може прийняти її; іншими словами, еквівалент завжди реагує з іншим еквівалентом (OH, для випадку баз). Аналогічно, якщо один вид дарує електрони, інший вид повинен приймати таку ж кількість електронів.

Звідси йде спрощення розрахунків: знаючи кількість еквівалентів виду, точно відомо, скільки еквівалентів реагують на інші види. При використанні молей необхідно дотримуватися стехіометричних коефіцієнтів хімічного рівняння.

Приклади

Кислоти

Починаючи з пари HF і H₂SO₄, наприклад, для пояснення еквівалентів у вашій реакції нейтралізації з NaOH:

HF + NaOH => NaF + H₂O

H₂SO₄ + 2NaOH => Na₂SO₄ + 2H₂O

Для нейтралізації HF необхідний один моль NaOH, в той час як H₂SO₄ Вона потребує двох молей бази. Це означає, що ВЧ більш реакційноздатні, оскільки потребує меншої кількості бази для її нейтралізації. Чому? Оскільки HF має 1Н (один еквівалент), і Н₂SO₄ 2H (два еквіваленти).

Важливо підкреслити, що, хоча HF, HCl, HI і HNO₃ вони "однаково реагують" відповідно до нормальності, природи своїх зв'язків і, отже, їхньої кислотності, абсолютно різні.

Тоді, знаючи це, нормальність для будь-якої кислоти може бути розрахована шляхом множення числа H на його молярність:

1 M = N (HF, HCl, CH₃COOH)

2 = M = N (H₂SO₄, H₂SeO₄, H₂S)

H Реакція₃PO₄

З Н₃PO₄ вона має 3H, і тому має три еквіваленти. Однак вона є набагато слабкішою кислотою, тому вона не завжди звільняє всіх своїх H⁺.

Крім того, при наявності сильної бази вони не обов'язково реагують на всі їх Н⁺; Це означає, що необхідно звернути увагу на реакцію, в якій ви берете участь:

H₃PO₄ + 2KOH => K₂HPO₄ + 2H₂O

У цьому випадку кількість еквівалентів дорівнює 2, а не 3, оскільки реагує тільки 2H⁺. Хоча в цій іншій реакції:

H₃PO₄ + 3KOH => K₃PO₄ + 3H₂O

Вважається, що нормальність H₃PO₄ тричі більше молярності (N = 3 ∙ M), оскільки в цей час всі її іони водню реагують.

З цієї причини недостатньо припустити загальне правило для всіх кислот, але також необхідно точно знати, скільки H⁺ участі в реакції.

Основи

Дуже схожий випадок відбувається з основами. Для наступних трьох основ, нейтралізованих HCl, ми маємо:

NaOH + HCl => NaCl + H₂O

Ba (OH)₂ + 2HCl => BaCl₂ + 2H₂O

Al (OH)₃ + 3HCl => AlCl₃ + 3H₂O

Al (OH)₃ потрібно три рази більше кислоти, ніж NaOH; тобто NaOH потребує лише однієї третини кількості доданої бази для нейтралізації Al (OH)₃.

Отже, NaOH є більш реакційноздатним, оскільки має 1OH (один еквівалент); Ba (OH)₂ має 2OH (два еквівалента) і Al (OH)₃ трьох еквівалентів.

Хоча їй не вистачає OH-груп, Na₂CO₃ може приймати до 2H⁺, і тому вона має два еквіваленти; але якщо ви приймаєте тільки 1Н⁺, потім брати участь з еквівалентом.

У реакціях осадження

Коли катіон і аніон збираються разом для осадження в солі, кількість еквівалентів для кожного з них дорівнює його заряду:

Mg²⁺ + 2Cl^- => MgCl₂

Отже, Mg²⁺ має два еквівалента, в той час як Cl^- у нього є тільки один Але яка нормальність MgCl₂? Його значення є відносним, він може бути 1M або 2 ∙ M, залежно від того, чи розглядається Mg²⁺ або Cl^-.

При окисно-відновних реакціях

Кількість еквівалентів для видів, що беруть участь в окисно-відновних реакціях, дорівнює кількості отриманих або втрачених електронів під час однієї реакції.

3С₂O₄^2- + Cr₂O₇^2- + 14H⁺ => 2Cr³⁺ + 6CO₂ + 7H₂O

Якою буде нормальність для С₂O₄^2- і Cr₂O₇^2-? Для цього необхідно брати до уваги часткові реакції, в яких задіяні електрони як реагенти або продукти:

C₂O₄^2- => 2CO₂ + 2е^-

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

Кожен С₂O₄^2- випускає 2 електрона і кожен Cr₂O₇^2- приймає 6 електронів; і після гойдання отримане хімічне рівняння є першим з трьох.

Тоді нормальність для С₂O₄^2- 2, M, 6 for M для Cr₂O₇^2- (пам'ятайте, N = nM).

Список літератури

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 жовтня 2018). Як розрахувати нормальність (хімія). Отримано з: thoughtco.com
2. Школи. (2018). Формула нормальності. Отримано з: softschools.com
3. Харві Д. (26 травня 2016 року). Нормальність Хімія LibreTexts. Отримано з: chem.libretexts.org
4. Lic Pilar Rodríguez M. (2002). Хімія: перший рік диверсифікації. Ред. Фонду Салезіана, с. 56-58.
5. Пітер Дж. Мікулецький, Кріс Хрен. (2018). Дослідження еквівалентів і нормальності. Хімія Зошит для чайників. Отримано з: dummies.com
6. Вікіпедія. (2018). Еквівалентна концентрація. Отримано з: en.wikipedia.org
7. Нормальність [PDF] Отримано з: faculty.chemeketa.edu
8. Day, R., & Underwood, A. (1986). Кількісна аналітична хімія (п'ята редакція). PEARSON Prentice Hall, с. 67, 82.