NORMALNOST (KEMIJA): IZ ČESA JE SESTAVLJENA IN PRIMERI - KEMIJA

Normalno je mera koncentracije bolj uporablja redkeje, v raztopini kemije. Nakazuje, kako reaktivna je raztopina raztopljene vrste, ne pa kako visoka ali razredčena je koncentracija. Izražen je v gramih ekvivalentov na liter raztopine (Eq / L).

V literaturi se je pojavilo veliko nejasnosti in razprav glede izraza „enakovreden“, saj se razlikuje in ima svojo vrednost za vse snovi. Tudi ekvivalenti so odvisni od kemijske reakcije, ki se obravnava; zato normalnosti ni mogoče uporabiti poljubno ali globalno.

Vir: Pexels

Iz tega razloga je IUPAC svetoval, naj preneha uporabljati za izražanje koncentracij raztopin.

Vendar se še vedno uporablja v kislinsko-baznih reakcijah, pogosto se uporablja v volumetriji. Deloma je to zato, ker z upoštevanjem ekvivalentov kisline ali baze bistveno olajša izračune; Poleg tega se kisline in baze vedno obnašajo enako v vseh scenarijih: sproščajo ali sprejemajo vodikove ione, H ⁺ .

Kaj je normalnost?

Formule

Čeprav normalnost že s samo definicijo lahko povzroči zmedo, skratka, to je le molarnost, pomnožena s faktorjem enakovrednosti:

N = nM

Kjer je n faktor enakovrednosti in je odvisen od reaktivne vrste, pa tudi od reakcije, v kateri sodeluje. Potem je M, poznavanje njene molarnosti M, njeno normalnost mogoče izračunati s preprostim množenjem.

Če je na voljo samo masa reagenta, se uporabi njegova enakovredna teža:

PE = PM / n

Kjer je MW molekulska teža. Ko imate PE in maso reaktanta, nanesite delitev, da dobite ekvivalente, ki so na voljo v reakcijskem mediju:

Eq = g / PE

In končno, definicija normalnosti pravi, da izraža gram-ekvivalente (ali ekvivalente) na en liter raztopine:

N = g / (PE ∙ V)

Kar je enako

N = Eq / V

Po teh izračunih dobimo, koliko ekvivalentov ima reaktivna vrsta na 1 L raztopine; ali koliko mEq na 1mL raztopine.

Ekvivalenti

Toda kaj so ustrezniki? So tisti deli, ki imajo skupni nabor reaktivnih vrst. Na primer s kislinami in bazami, kaj se zgodi z njimi, ko reagirajo? H ⁺ sproščajo ali sprejemajo , ne glede na to, ali gre za hidracid (HCl, HF itd.) Ali oksida (H ₂ SO ₄ , HNO ₃ , H ₃ PO ₄ itd.).

Molarnost ne razlikuje števila H, ki ga ima kislina v svoji strukturi, niti količine H, ki jo lahko sprejme baza; samo upoštevajte celoten sklop v molekularni teži. Vendar pa normalnost upošteva, kako se vrste obnašajo, in s tem tudi stopnjo reaktivnosti.

Če kislina sprosti H ⁺ , jo lahko molekularno sprejme le baza; z drugimi besedami, ekvivalent vedno reagira z drugim ekvivalentom (v primeru baz). Če ena vrsta darova elektrone, mora druga vrsta sprejeti enako število elektronov.

Tu izvira poenostavitev izračunov: ob poznavanju števila ekvivalentov ene vrste je točno znano, koliko je ustreznikov, ki reagirajo iz druge vrste. Medtem ko morate pri uporabi molov upoštevati stehiometrične koeficiente kemijske enačbe.

Primeri

Kisline

Začenši s parom HF in H ₂ SO ₄ , na primer, za pojasnitev ekvivalente v njihovi nevtralizacijski reakciji z NaOH:

HF + NaOH => NaF + H ₂ O

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

Za nevtralizacijo HF, je potreben en mol NaOH, hkrati H ₂ SO ₄ sta potrebni dve molov baze. To pomeni, da je HF bolj reaktiven, saj potrebuje manjšo količino baze za nevtralizacijo. Zakaj? Ker ima HF 1H (en ekvivalent) in H ₂ SO ₄ 2h (dva ekvivalenta).

Pomembno je poudariti, da so HF, HCl, HI in HNO ₃ glede na normalnost "enako reaktivni", narava njihovih vezi in s tem njihova kislost pa sta popolnoma različni.

Torej, če to vemo, lahko normalnost za katero koli kislino izračunamo tako, da število H pomnožimo z molarnostjo:

1 ∙ M = N (HF, HCI, 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, zato ima tri ekvivalente. Vendar je precej šibkejša kislina, zato ne sprosti vedno vseh svojih H ⁺ .

Poleg tega ob prisotnosti močne baze ne reagirajo vsi njegovi H ⁺ ; To pomeni, da je treba posvetiti pozornost reakciji, v kateri sodelujete:

H ₃ PO ₄ + 2KOH => K ₂ HPO ₄ + 2H ₂ O

V tem primeru je število ekvivalentov enako 2 in ne 3, saj reagira le 2H ⁺ . Medtem ko ste v tej drugi reakciji:

H ₃ PO ₄ + 3KOH => K ₃ PO ₄ + 3H ₂ O

Šteje se, da je normalnost H ₃ PO ₄ trikrat večja od njegove molarnosti (N = 3 ∙ M), saj tokrat reagirajo vsi njeni vodikovi ioni.

Zaradi tega ni dovolj prevzeti splošnega pravila za vse kisline, ampak tudi, natančno mora biti znano, koliko H ⁺ sodeluje v reakciji.

Podnožja

Zelo podoben primer se zgodi z osnovami. Za naslednje tri baze, nevtralizirane s HCl, imamo:

NaOH + HCI => NaCI + H ₂ O

Ba (OH) ₂ + 2HCI => BaCl ₂ + 2H ₂ O

Al (OH) ₃ + 3HCl => ALCL ₃ + 3H ₂ O

Al (OH) ₃ potrebuje trikrat več kisline kot NaOH; to pomeni, da NaOH potrebuje le tretjino dodane baze za nevtralizacijo Al (OH) ₃ .

Zato je NaOH bolj reaktiven, saj ima 1OH (en ekvivalent); Ba (OH) ₂ ima 2OH (dva ekvivalenta), Al (OH) _{3 pa} tri ekvivalente.

Čeprav mu primanjkuje OH skupin, lahko Na ₂ CO ₃ sprejme do 2H ⁺ in ima zato dva ekvivalenta; če pa sprejmete samo 1H ⁺ , potem sodelujete z enakovrednim.

V reakcijah padavin

Kadar se kation in anion združita, da se oborijo v soli, je število enakovrednih za vsako od njih enako njegovemu naboju:

Mg ²⁺ + 2Cl ^- => MgCl ₂

Tako ima Mg ²⁺ dva ekvivalenta, medtem ko ima Cl ^- samo enega. Toda kakšna je normalnost MgCl ₂ ? Njegova vrednost je relativna, lahko je 1M ali 2 ∙ M, odvisno od tega, ali ^{se šteje} Mg ²⁺ ali Cl ^- .

V redoks reakcijah

Število ekvivalentov vrst, vpletenih v redoks reakcije, je enako številu elektronov, pridobljenih ali izgubljenih v istih.

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

Kakšna bo normalnost za C ₂ O ₄^2- in Cr ₂ O ₇^2- ? Za to je treba upoštevati delne reakcije, pri katerih kot reaktanti ali produkti sodelujejo elektroni:

C ₂ O ₄^2- => 2CO ₂ + 2e ^-

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

Vsak C ₂ O ₄^2- sprosti 2 elektrona in vsak Cr ₂ O ₇^2- sprejme 6 elektronov; in po uravnoteženju je dobljena kemijska enačba prva od treh.

Torej, normalnost za C ₂ O ₄^2- je 2 ∙ M in 6 ∙ M za Cr ₂ O ₇^2- (ne pozabite, N = nM).

Reference

Helmenstine, Anne Marie, dr. (22. oktober 2018). Kako izračunati normalnost (kemija). Pridobljeno: misel.com
Softschools. (2018). Formula normalnosti. Pridobljeno od: softschools.com
Harvey D. (26. maj 2016). Normalnost. Kemija LibreTexts. Pridobljeno: chem.libretexts.org
Lic Pilar Rodríguez M. (2002). Kemija: prvo leto raznovrstnega. Fundación Uredništvo Salesiana, str 56-58.
Peter J. Mikulecky, Chris Hren. (2018). Pregled ekvivalentov in normalnosti. Delovni zvezek kemije za lutke. Pridobljeno: dummies.com
Wikipedija. (2018). Enakovredna koncentracija. Pridobljeno: en.wikipedia.org
Normalnost. . Pridobljeno: fakulteta.chemeketa.edu
Day, R., & Underwood, A. (1986). Kvantitativna analitična kemija (peta izdaja). Dvorana PEARSON Prentice, str. 67, 82.

NORMALNOST (KEMIJA): IZ ČESA JE SESTAVLJENA IN PRIMERI - KEMIJA - 2026