Plik normalna jest miarą stężenia stosowaną coraz rzadziej w chemii roztworów. Wskazuje raczej, jak reaktywny jest roztwór rozpuszczonych substancji, a nie jak wysokie lub rozcieńczone jest jego stężenie. Wyrażany jest w gramo-równoważnikach na litr roztworu (Eq / L).
W literaturze pojawiło się wiele nieporozumień i debat dotyczących terminu „odpowiednik”, ponieważ jest on zmienny i ma swoją wartość dla wszystkich substancji. Podobnie, równoważniki zależą od rozważanej reakcji chemicznej; dlatego normalność nie może być używana arbitralnie ani globalnie.
Z tego powodu IUPAC zalecił zaprzestanie używania go do wyrażania stężeń roztworów..
Jednak nadal jest używany w reakcjach kwasowo-zasadowych, szeroko stosowany w wolumetrii. Dzieje się tak częściowo dlatego, że biorąc pod uwagę równoważniki kwasu lub zasady, znacznie ułatwia to obliczenia; Ponadto kwasy i zasady zachowują się zawsze w ten sam sposób we wszystkich scenariuszach: uwalniają lub przyjmują jony wodoru, H.+.
Indeks artykułów
Chociaż normalność z samej definicji może wywołać zamieszanie, w skrócie nie jest to nic innego jak molarność pomnożona przez współczynnik równoważności:
N = nM
Gdzie n jest współczynnikiem równoważności i zależy od reaktywnych form, a także od reakcji, w której uczestniczy. Następnie, znając jego molowość, M, jego normalność można obliczyć przez proste mnożenie.
Z drugiej strony, jeżeli dostępna jest tylko masa odczynnika, zostanie zastosowana jego masa równoważna:
PE = PM / n
Gdzie MW to masa cząsteczkowa. Gdy masz PE i masę reagenta, po prostu zastosuj podział, aby otrzymać równoważniki dostępne w medium reakcyjnym:
Równanie = g / PE
I wreszcie definicja normalności mówi, że wyraża ona gram-ekwiwalenty (lub ekwiwalenty) na jeden litr roztworu:
N = g / (PE ∙ V)
Co jest równe
N = Eq / V
Po tych obliczeniach otrzymuje się, ile równoważników substancji reaktywnych przypada na 1 litr roztworu; lub ile mEq przypada na 1 ml roztworu.
Ale jakie są odpowiedniki? Są to części, które mają wspólny zestaw reaktywnych gatunków. Na przykład, co dzieje się z kwasami i zasadami, gdy reagują? Bezpłatnie lub zaakceptuj H.+, niezależnie od tego, czy jest to węglowodór (HCl, HF itp.), czy też oksyd (Hdwapołudniowy zachód4, HNO3, H.3PO4, itp.).
Molarność nie rozróżnia liczby H, którą kwas ma w swojej strukturze, ani ilości H, którą zasada może zaakceptować; wystarczy wziąć pod uwagę całość masy cząsteczkowej. Jednak normalność bierze pod uwagę zachowanie gatunku, a tym samym stopień reaktywności.
Jeśli kwas uwalnia H+, molekularnie tylko podstawa może to zaakceptować; innymi słowy, odpowiednik zawsze reaguje z innym odpowiednikiem (OH w przypadku zasad). Podobnie, jeśli jeden gatunek przekazuje elektrony, inny gatunek musi przyjąć taką samą liczbę elektronów..
Stąd wynika uproszczenie obliczeń: znając liczbę odpowiedników jednego gatunku, wiadomo dokładnie, ile jest odpowiedników, które reagują z innego gatunku. Podczas korzystania z moli należy przestrzegać współczynników stechiometrycznych równania chemicznego.
Począwszy od pary HF i H.dwapołudniowy zachód4, Na przykład, aby wyjaśnić odpowiedniki w jego reakcji neutralizacji z NaOH:
HF + NaOH => NaF + HdwaLUB
H.dwapołudniowy zachód4 + 2NaOH => Nadwapołudniowy zachód4 + 2HdwaLUB
Aby zneutralizować HF, potrzebny jest jeden mol NaOH, a H.dwapołudniowy zachód4 wymaga dwóch moli podstawy. Oznacza to, że HF jest bardziej reaktywny, ponieważ do neutralizacji potrzebuje mniejszej ilości zasady. Dlaczego? Ponieważ HF ma 1H (odpowiednik) i H.dwapołudniowy zachód4 2H (dwa odpowiedniki).
Należy podkreślić, że chociaż HF, HCl, HI i HNO3 są „tak samo reaktywne” zgodnie z normalnością, natura ich wiązań, a zatem ich siła kwasowości, są zupełnie inne.
Wiedząc o tym, normalność dowolnego kwasu można obliczyć, mnożąc liczbę H przez jego molarność:
1 ∙ M = N (HF, HCl, CH3COOH)
2 ∙ M = N (H.dwapołudniowy zachód4, H.dwaSeO4, H.dwaS)
Dzięki H3PO4 masz 3H i dlatego masz trzy odpowiedniki. Jest to jednak znacznie słabszy kwas, więc nie zawsze uwalnia cały swój H+.
Co więcej, w obecności silnej zasady nie wszystkie jej H muszą koniecznie reagować.+; Oznacza to, że należy zwrócić uwagę na reakcję, w której bierzesz udział:
H.3PO4 + 2KOH => KdwaHPO4 + 2HdwaLUB
W tym przypadku liczba równoważników jest równa 2, a nie 3, ponieważ reaguje tylko 2H+. Podczas gdy w tej innej reakcji:
H.3PO4 + 3 KOH => K3PO4 + 3HdwaLUB
Uważa się, że normalność H.3PO4 jest trzykrotnie większa od jego molarności (N = 3 ∙ M), ponieważ w tym czasie wszystkie jego jony wodoru reagują.
Z tego powodu nie wystarczy założyć ogólną zasadę dla wszystkich kwasów, ale należy również wiedzieć, ile dokładnie H+ uczestniczyć w reakcji.
Bardzo podobny przypadek ma miejsce z podstawami. Dla następujących trzech zasad zneutralizowanych HCl mamy:
NaOH + HCl => NaCl + HdwaLUB
Ba (OH)dwa + 2HCl => BaCldwa + 2HdwaLUB
Al (OH)3 + 3HCl => AlCl3 + 3HdwaLUB
El Al (OH)3 potrzebuje trzy razy więcej kwasu niż NaOH; to znaczy, że NaOH potrzebuje tylko jednej trzeciej ilości dodanej zasady do zneutralizowania Al (OH)3.
Dlatego NaOH jest bardziej reaktywny, ponieważ ma 1OH (jeden równoważnik); Ba (OH)dwa ma 2OH (dwa odpowiedniki) i Al (OH)3 trzy odpowiedniki.
Chociaż nie ma grup OH, NadwaWSPÓŁ3 jest w stanie przyjąć do 2 godzin+, i dlatego ma dwa odpowiedniki; ale jeśli akceptujesz tylko 1 godz+, następnie weź udział z odpowiednikiem.
Kiedy kation i anion łączą się ze sobą, tworząc sól, liczba równoważników każdego z nich jest równa jego ładunkowi:
Mgdwa+ + 2Cl- => MgCldwa
Zatem Mgdwa+ ma dwa odpowiedniki, podczas gdy Cl- ma tylko jeden. Ale jaka jest normalność MgCldwa? Jego wartość jest względna, może wynosić 1 M lub 2 ∙ M, w zależności od tego, czy brany jest pod uwagę Mg.dwa+ lub Cl-.
Liczba ekwiwalentów dla gatunków biorących udział w reakcjach redoks jest równa liczbie elektronów uzyskanych lub utraconych podczas tych reakcji..
3CdwaLUB4dwa- + CrdwaLUB7dwa- + 14H+ => 2Cr3+ + 6COdwa + 7HdwaLUB
Jaka będzie normalność dla CdwaLUB4dwa- i CrdwaLUB7dwa-? W tym celu należy wziąć pod uwagę częściowe reakcje, w których elektrony uczestniczą jako reagenty lub produkty:
dodwaLUB4dwa- => 2COdwa + 2e-
CrdwaLUB7dwa- + 14H+ + 6e- => 2Cr3+ + 7HdwaLUB
Każdy CdwaLUB4dwa- uwalnia 2 elektrony, a każdy CrdwaLUB7dwa- przyjmuje 6 elektronów; a po zbilansowaniu otrzymane równanie chemiczne jest pierwszym z trzech.
Więc normalność dla CdwaLUB4dwa- wynosi 2 ∙ M i 6 ∙ M dla CrdwaLUB7dwa- (pamiętaj, N = nM).
Jeszcze bez komentarzy