Normalnost v tem, kaj je sestavljena in primeri

The normalno to je merilo koncentracije, ki se uporablja vse pogosteje v kemiji rešitev. Označuje, kako je reaktivna raztopina raztopljene vrste, ne pa kako visoka ali razredčena je njegova koncentracija. Izražena je v gramih-ekvivalentih na liter raztopine (Eq / L).

V literaturi so se pojavile številne zmede in razprave v zvezi z izrazom „enakovreden“, saj se spreminja in ima svojo vrednost za vse snovi. Prav tako so ekvivalenti odvisni od kemijske reakcije; zato normalnosti ni mogoče uporabiti samovoljno ali globalno.

Zato je IUPAC svetoval, naj ga preneha uporabljati za izražanje koncentracij raztopin.

Vendar pa se še vedno uporablja v kislinsko-bazičnih reakcijah, ki se pogosto uporabljajo v volumetriji. To je deloma zato, ker je glede na ekvivalente kisline ali baze veliko lažje izračunavanje; poleg tega se kisline in baze vedno obnašajo na enak način pred vsemi scenariji: sproščajo ali sprejemajo vodikove ione,⁺.

Indeks

• 1 Kaj je normalnost?
  • 1.1 Formule
  • 1.2 Ekvivalenti
• 2 Primeri
  • 2.1 Kisline
  • 2.2 Osnove
  • 2.3 V reakcijah obarjanja
  • 2.4 Pri redoks reakcijah
• 3 Reference

Kaj je normalno?

Formule

Čeprav lahko normalizacija s samo definicijo povzroči zmedo, na kratko ni nič več kot molarnost, pomnožena z ekvivalenčnim faktorjem:

N = nM

Če je n ekvivalenčni faktor in je odvisen od reaktivne vrste, kakor tudi od reakcije, v kateri sodeluje. Potem, ko vemo njegovo molarnost, lahko M normalno izračunamo s preprostim množenjem.

Če se po drugi strani šteje samo masa reagenta, se uporabi njegova ekvivalentna teža: \ t

PE = PM / n

Kjer je PM molekulska masa. Ko imate PE in maso reagenta, je dovolj, da uporabite 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)

Kaj je enako

N = Eq / V

Po teh izračunih dobimo, koliko ekvivalentov reaktivnih vrst ima 1L raztopine; ali, koliko mEq je na 1 ml raztopine.

Ekvivalenti

Toda kaj so ekvivalenti? So deli, ki imajo skupni niz reaktivnih vrst. Na primer, za kisline in baze, kaj se zgodi z njimi, ko reagirajo? Sprostijo ali sprejmejo H⁺, ne glede na to, ali gre za hidrazid (HCl, HF itd.) ali oksacid (H₂SO₄, HNO₃, H₃PO₄, itd.).

Molariteta ne diskriminira števila H, ki ga ima kislina v svoji strukturi, ali količine H, ki jo baza lahko sprejme; upoštevajte celotno množino molekulske mase. Vendar pa normalnost upošteva, kako se vrste obnašajo in s tem stopnja reaktivnosti.

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

Od tod izhaja poenostavitev izračunov: poznavanje števila ekvivalentov vrste je natančno znano, koliko je ekvivalentov, ki reagirajo na druge vrste. Medtem ko je z uporabo molov, je treba držati stehiometričnih koeficientov kemijske enačbe.

Primeri

Kisline

Začenši s parom HF in H₂SO₄, na primer, da razložite ekvivalente v vaši nevtralizacijski reakciji z NaOH:

HF + NaOH => NaF + H₂O

H₂SO₄ + 2NaOH => Na₂SO₄ + 2H₂O

Za nevtralizacijo HF je potreben en mol NaOH, medtem ko je H₂SO₄ Zahteva dva mola baze. To pomeni, da je HF bolj reaktivna, ker potrebuje manj osnove za njeno nevtralizacijo. Zakaj? Ker ima HF 1 H (en ekvivalent) in H₂SO₄ 2H (dva ekvivalenta).

Pomembno je poudariti, da čeprav HF, HCl, HI in HNO₃ glede na normalno stanje so "enako reaktivni", narava njihovih vezi in zato je njihova kislinska moč popolnoma drugačna.

Potem, če vemo to, lahko normalno za katero koli kislino izračunamo tako, da število H pomnožimo z njegovo molarnostjo:

1 M = N (HF, HCl, CH₃COOH)

2 = M = N (H₂SO₄, H₂SeO₄, H₂S)

H Reakcija₃PO₄

Z H₃PO₄ ima 3H, zato ima tri ekvivalente. Vendar pa je veliko šibkejša kislina, zato ne sprosti vedno vseh H⁺.

Poleg tega v prisotnosti močne podlage ni nujno, da reagirajo na vse njihove H⁺; To pomeni, da je treba pozornost posvetiti reakciji, pri kateri sodelujete:

H₃PO₄ + 2KOH => K₂HPO₄ + 2H₂O

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

H₃PO₄ + 3KOH => K₃PO₄ + 3H₂O

Šteje se, da je normalnost H₃PO₄ je trikrat večja od molarnosti (N = 3) M), saj se od takrat odzovejo vsi njegovi vodikovi ioni.

Iz tega razloga ni dovolj, da prevzamemo splošno pravilo za vse kisline, ampak tudi, da natančno vemo, koliko H⁺ sodelujejo v reakciji.

Osnove

Zelo podobno se zgodi z bazami. Za naslednje tri baze, nevtralizirane s HCl, imamo:

NaOH + HCl => NaCl + H₂O

Ba (OH)₂ + 2HCl => BaCl₂ + 2H₂O

Al (OH)₃ + 3HCl => AlCl₃ + 3H₂O

Al (OH)₃ potrebujete trikrat več kisline kot NaOH; NaOH potrebuje le tretjino dodane baze, da nevtralizira Al (OH).₃.

Zato je NaOH bolj reaktiven, ker ima 1OH (en ekvivalent); Ba (OH)₂ ima 2OH (dva ekvivalenta) in Al (OH)₃ treh ekvivalentov.

Čeprav nima OH skupin, je Na₂CO₃ lahko sprejme do 2H⁺, zato ima dva ekvivalenta; če pa sprejmete samo 1H⁺, nato sodelujejo z enakovrednim.

V reakcijah padavin

Ko se kation in anion združita, da se oborita v soli, je število ekvivalentov za vsakega enako njegovemu naboju:

Mg²⁺ + 2Cl^- => MgCl₂

Torej, Mg²⁺ ima dva ekvivalenta, medtem ko Cl^- ima samo enega Toda kaj je normalnost MgCl₂? Njegova vrednost je relativna, lahko je 1M ali 2, M, odvisno od tega, ali se upošteva Mg²⁺ ali Cl^-.

V redoks reakcijah

Število ekvivalentov za vrste, vključene v redoks reakcije, je enako številu pridobljenih ali izgubljenih elektronov med isto reakcijo.

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

Kakšna bo normalnost za C₂O₄^2- in Cr₂O₇^2-? Pri tem je treba upoštevati delne reakcije, ki vključujejo elektrone kot reaktante ali izdelke:

C₂O₄^2- => 2CO₂ + 2e^-

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

Vsak C₂O₄^2- sprosti 2 elektrona in vsak Cr₂O₇^2- sprejema 6 elektronov; in po nihanju je nastala kemijska enačba prva od treh.

Nato normalno stanje za C₂O₄^2- je 2, M in 6 for M za Cr₂O₇^2- (zapomnite si, N = nM).

Reference

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22. oktober 2018). Kako izračunati normalno (kemija). Vzpostavljeno iz: thoughtco.com
2. Softschools. (2018). Formula za normalnost. Vzpostavljeno iz: softschools.com
3. Harvey D. (26. maj 2016). Normalnost Kemija LibreTexts. Vzpostavljeno iz: chem.libretexts.org
4. Lic Pilar Rodríguez M. (2002). Kemija: prvo leto diverzifikacije. Uredniška fundacija Salesiana, str. 56-58.
5. Peter J. Mikulecky, Chris Hren. (2018). Preučevanje ekvivalentov in normalnosti. Kemijski delovni zvezek za lutke. Vzpostavljeno iz: dummies.com
6. Wikipedija. (2018). Ekvivalentna koncentracija. Vzpostavljeno iz: en.wikipedia.org
7. Normalnost [PDF] Vzpostavljeno iz: faculty.chemeketa.edu
8. Day, R., & Underwood, A. (1986). Kvantitativna analitična kemija (peta izdaja). PEARSON Prentice Hall, str. 67, 82.