Normalumas, kurį sudaro ir pavyzdžiai



The normalumas tai koncentracijos matas, kuris vis dažniau naudojamas tirpalų chemijoje. Tai rodo, kaip reaktyvus ištirpusių rūšių tirpalas yra, o ne kaip aukštas ar atskiestas jo koncentracija. Jis išreiškiamas gramais ekvivalentais litre tirpalo (Eq / L).

Literatūroje kilo daug painiavos ir diskusijų dėl termino „lygiavertis“, nes ji skiriasi ir turi savo vertę visoms medžiagoms. Taip pat ekvivalentai priklauso nuo cheminės reakcijos; todėl normalumas negali būti naudojamas savavališkai ar pasauliniu mastu.

Dėl šios priežasties IUPAC patarė nustoti vartoti tirpalų koncentracijas.

Tačiau ji vis dar naudojama rūgščių ir bazių reakcijose, plačiai naudojamose volumetrijoje. Iš dalies taip yra dėl to, kad, atsižvelgiant į rūgšties arba bazės ekvivalentus, skaičiavimai yra daug lengviau; be to, rūgštys ir bazės visada elgiasi vienodai prieš visus scenarijus: jie išleidžia arba priima vandenilio jonus, H+.

Indeksas

  • 1 Kas yra normalumas?
    • 1.1 Formulės
    • 1,2 ekvivalentai
  • 2 Pavyzdžiai
    • 2.1 Rūgštys
    • 2.2 Bazės
    • 2.3 Kritulių reakcijose
    • 2.4 Redokso reakcijose
  • 3 Nuorodos

Kas yra normalumas?

Formulės

Nors normalumas dėl savo paprasčiausio apibrėžimo gali sukelti painiavą, trumpai tariant, tai yra tik moliarumas, padaugintas iš ekvivalentiškumo koeficiento:

N = nM

Kai n yra lygiavertiškumo faktorius ir priklauso nuo reaktyviųjų rūšių, taip pat nuo reakcijos, kurioje ji dalyvauja. Tada, žinodamas savo moliarumą, M, jo normalumą galima apskaičiuoti paprastu dauginimu.

Kita vertus, skaičiuojant tik reagento masę, bus naudojamas jo ekvivalentinis svoris:

PE = PM / n

Kai PM yra molekulinė masė. Kai turite PE, ir reagento masė, pakanka padalijimo, kad gautumėte ekvivalentus, esančius reakcijos terpėje:

Eq = g / PE

Galiausiai, normalumo apibrėžimas reiškia, kad jis išreiškia gramų ekvivalentus (arba ekvivalentus) vienam litrui tirpalo:

N = g / (PE ∙ V)

Kas yra lygus

N = Eq / V

Po šių skaičiavimų gauname, kiek ekvivalentų reaktyviųjų rūšių yra 1 l tirpalo; arba, kiek mEq yra 1 ml tirpalo.

Ekvivalentai

Bet kas yra ekvivalentai? Jie yra dalys, turinčios bendrą reaktyviųjų rūšių rinkinį. Pavyzdžiui, kas atsitinka su rūgštimis ir bazėmis? Jie išleidžia arba priima H+, nepriklausomai nuo to, ar tai yra hidrazidas (HCl, HF ir tt), ar oksacidas (H. \ t2SO4, HNO3, H3PO4, ir tt).

Moliarumas nediskriminuoja H kiekio, kurio rūgštis turi savo struktūrą, arba H kiekį, kurį bazė gali priimti; tiesiog apsvarstykite visą rinkinį molekulinėje masėje. Tačiau normalumas atsižvelgia į tai, kaip elgiasi rūšys, taigi ir į reaktyvumo laipsnį.

Jei rūgštis išskiria H+, molekuliniu būdu ją gali priimti tik viena bazė; kitaip tariant, ekvivalentas visada reaguoja su kitu ekvivalentu (OH, bazių atveju). Taip pat, jei viena rūšis dovanoja elektronus, kita rūšis turi priimti tą patį elektronų skaičių.

Nuo šiol supaprastinami skaičiavimai: žinant rūšies ekvivalentų skaičių, yra žinoma, kiek yra ekvivalentų, kurie reaguoja į kitas rūšis. Naudojant molius, reikia laikytis cheminės lygties stechiometrinių koeficientų.

Pavyzdžiai

Rūgštys

Pradedant nuo poros HF ir H2SO4, pavyzdžiui, norint paaiškinti ekvivalentus neutralizavimo reakcijoje su NaOH:

HF + NaOH => NaF + H2O

H2SO4 + 2NaOH => Na2SO4 + 2H2O

Neutralizuoti HF reikia vieno molio NaOH, o H2SO4 Tam reikia dviejų molių bazės. Tai reiškia, kad HF yra reaktyvesnis, nes jo neutralizavimui reikia mažiau bazės. Kodėl? Kadangi HF yra 1H (vienas ekvivalentas) ir H2SO4 2H (du ekvivalentai).

Svarbu pabrėžti, kad nors HF, HCl, HI ir HNO3 jie yra „vienodai reaktyvūs“ pagal normalumą, jų ryšių pobūdis ir todėl jų rūgštingumas yra visiškai skirtingi.

Tada, žinant tai, bet kurios rūgšties normalumas gali būti apskaičiuojamas dauginant H skaičių jo moliarumu:

1 ∙ M = N (HF, HCl, CH3COOH)

2 ∙ M = N (H2SO4, H2SeO4, H2S)

H Reakcija3PO4

Su H3PO4 jis turi 3H, todėl jis turi tris ekvivalentus. Tačiau tai yra daug silpnesnė rūgštis, todėl ji ne visada išlaisvina visą H+.

Be to, esant stipriajai bazei, jie nebūtinai reaguoja į visus H+; Tai reiškia, kad reikia atkreipti dėmesį į reakciją, kurioje dalyvaujate:

H3PO4 + 2KOH => K2HPO4 + 2H2O

Šiuo atveju ekvivalentų skaičius yra lygus 2 ir ne 3, nes reaguoja tik 2H+. Šioje kitoje reakcijoje:

H3PO4 + 3KOH => K3PO4 + 3H2O

Manoma, kad H normalumas3PO4 yra tris kartus didesnė už jų moliarumą (N = 3 ∙ M), nes šį kartą reaguoja visi jo vandenilio jonai.

Dėl šios priežasties nepakanka visoms rūgštims priimti bendrą taisyklę, bet taip pat turite tiksliai žinoti, kiek H+ dalyvauti reakcijoje.

Bazės

Labai panašus atvejis atsitinka su bazėmis. Tolesnėms trims bazėms, neutralizuotoms HCl, turime:

NaOH + HCl => NaCl + H2O

Ba (OH)2 + 2HCl => BaCl2 + 2H2O

Al (OH)3 + 3HCl => AlCl3 + 3H2O

Al (OH)3 jums reikia tris kartus daugiau rūgšties nei NaOH; ty, NaOH reikia tik trečdalio bazės, pridėtos neutralizuoti Al (OH), kiekio.3.

Todėl NaOH yra reaktyvesnis, nes jis turi 1OH (vieną ekvivalentą); Ba (OH)2 turi 2OH (du ekvivalentus) ir Al (OH)3 tris ekvivalentus.

Nors jis neturi OH grupių, Na2CO3 gali priimti iki 2H+, ir todėl jis turi du ekvivalentus; bet jei sutinkate tik su 1H+, tada dalyvauti su lygiaverčiu.

Kritulių reakcijose

Kai katijonas ir anijonas susikaupia, kad nusodintų druskoje, ekvivalentų skaičius kiekvienam yra lygus jo kiekiui:

Mg2+ + 2Cl- => MgCl2

Taigi, Mg2+ turi du ekvivalentus, o Cl- jis turi tik vieną Bet kas yra MgCl normalumas2? Jo vertė yra santykinė, ji gali būti 1M arba 2 ∙ M, priklausomai nuo to, ar atsižvelgiama į Mg2+ arba Cl-.

Redokso reakcijose

Redox reakcijose dalyvaujančių rūšių ekvivalentų skaičius yra lygus toje pačioje reakcijoje gautų arba prarastų elektronų skaičiui..

3C2O42- + Kr2O72- + 14H+ => 2Cr3+ + 6CO2 + 7H2O

Koks bus C normalumas2O42- ir Kr2O72-? Tam reikia atsižvelgti į dalines reakcijas, susijusias su elektronais kaip reagentais ar produktais:

C2O42- => 2CO2 + 2e-

Kr2O72- + 14H+ + 6e- => 2Cr3+ + 7H2O

Kiekvienas C2O42- išleidžia 2 elektronus ir kiekvieną Cr2O72- priima 6 elektronus; ir po sūpynės, gauta cheminė lygtis yra pirmoji iš trijų.

Tuomet C normalumas2O42- yra 2 ∙ M, o 6 ∙ M - Cr2O72- (prisiminti, N = nM).

Nuorodos

  1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018 m. Spalio 22 d.). Kaip apskaičiuoti normalumą (chemiją). Gauta iš: thinkco.com
  2. Softschools. (2018). Normalumo formulė. Gauta iš: softschools.com
  3. Harvey D. (2016 m. Gegužės 26 d.). Paprastumas Chemija LibreTexts. Gauta iš: chem.libretexts.org
  4. Lic Pilar Rodríguez M. (2002). Chemija: pirmieji veiklos metai. Salesiana Redakcijos fondas, p. 56-58.
  5. Peter J. Mikulecky, Chris Hren. (2018). Lygiaverčių ir normalumo tyrimas. Chemijos darbo knyga manekenams. Gauta iš: dummies.com
  6. Vikipedija. (2018). Lygiavertė koncentracija. Gauta iš: en.wikipedia.org
  7. Paprastumas [PDF] Gauta iš: faculty.chemeketa.edu
  8. Diena, R. ir Underwood, A. (1986). Kiekybinė analizinė chemija (penktasis red.). PEARSON Prentice salė, p. 67, 82.