Normalitet i vad den består och exempel

den normalitet Det är ett mått på koncentration som används, allt oftare i lösningenes kemi. Det indikerar hur reaktivt lösningen av den upplösta arten är, snarare än hur hög eller utspädd koncentrationen är. Den uttrycks med gramekvivalenter per liter lösning (Eq / L).

I litteraturen har många förvirringar och debatter uppstått när det gäller termen "ekvivalent", eftersom den varierar och har sitt eget värde för alla ämnen. Likaså beror ekvivalenterna på vilken kemisk reaktion som beaktas; Därför kan normalitet inte användas i godtyckligt eller globalt.

Av denna anledning har IUPAC rekommenderat att sluta använda det för att uttrycka koncentrationerna av lösningarna.

Det används emellertid fortfarande i syrabasreaktioner, som används i stor utsträckning i volymetri. Detta beror dels på att det med hänsyn till ekvivalenterna av en syra eller en bas gör det mycket enklare att beräkna. och dessutom uppträder syrorna och baserna alltid på samma sätt framför alla scenarier: de släpper ut eller accepterar vätejoner, H⁺.

index

• 1 Vad är normalitet?
  • 1.1 Formler
  • 1,2 ekvivalenter
• 2 exempel
  • 2.1 syror
  • 2.2 baser
  • 2.3 Vid utfällningsreaktioner
  • 2.4 I redoxreaktioner
• 3 referenser

Vad är normalitet?

formler

Även om normalitet genom sin ena definition kan skapa förvirring, är det i en nötskal det inte mer än molaritet multiplicerat med en ekvivalensfaktor:

N = nM

Där n är ekvivalensfaktorn och beror på reaktiva arter, liksom på reaktionen där den deltar. Då vet man sin molaritet, M, kan dess normalitet beräknas med en enkel multiplikation.

Om å andra sidan endast reagensens massa räknas, kommer dess ekvivalenta vikt att användas:

PE = PM / n

Där PM är molekylvikten. När du väl har PE och massan av reagenset är det tillräckligt att applicera en uppdelning för att erhålla ekvivalenterna som är tillgängliga i reaktionsmediet:

Eq = g / PE

Slutligen säger definitionen av normalitet att den uttrycker gramekvivalenter (eller ekvivalenter) per en liter lösning:

N = g / (PE ∙ V)

Vad är lika med

N = ekv / v

Efter dessa beräkningar erhåller vi hur många ekvivalenter reaktiva arter har med 1 liter lösning; eller hur många mEq det finns per 1 ml lösning.

ekvivalenter

Men vad är ekvivalenterna? De är de delar som gemensamt har en uppsättning reaktiva arter. Till exempel, till syror och baser, vad händer med dem när de reagerar? De släpper ut eller accepterar H⁺, oavsett om det är en hydrazid (HCl, HF, etc.) eller en oxisyra (H₂SW₄, HNO₃, H₃PO₄, etc.).

Molaritet diskriminerar inte antalet H som syran har i sin struktur, eller den mängd H som en bas kan acceptera; Tänk helt enkelt hela uppsättningen i molekylvikt. Normaliteten tar dock hänsyn till hur arten beter sig och därmed graden av reaktivitet.

Om en syra frisätter en H⁺, molekylärt kan endast en bas acceptera den; med andra ord reagerar en ekvivalent alltid med en annan ekvivalent (OH, för fallet med baser). På samma sätt, om en art donerar elektroner, måste en annan art acceptera samma antal elektroner.

Härifrån kommer förenkling av beräkningarna: att veta antalet ekvivalenter av en art, det är känt exakt hur många är ekvivalenterna som reagerar av andra arter. Medan man använder mol måste man hålla sig till de stökiometriska koefficienterna för kemisk ekvation.

exempel

syror

Börja med paret HF och H₂SW₄, till exempel för att förklara ekvivalenterna i din neutraliseringsreaktion med NaOH:

HF + NaOH => NaF + H₂O

H₂SW₄ + 2NaOH => Na₂SW₄ + 2H₂O

För att neutralisera HF behövs en mol NaOH, medan H₂SW₄ Det kräver två mol bas. Det betyder att HF är mer reaktivt eftersom det behöver mindre mängd bas för neutralisering. Varför? Eftersom HF har 1H (en ekvivalent) och H₂SW₄ 2H (två ekvivalenter).

Det är viktigt att betona det, även om HF, HCl, HI och HNO₃ de är "lika reaktiva" enligt normalitet, deras bindningers natur och därmed deras surhetsstyrka är helt olika.

Då vet man det här, kan normaliteten för någon syra beräknas genom att multiplicera antalet H med dess molaritet:

1 ∙ M = N (HF, HCl, CH₃COOH)

2 ∙ M = N (H₂SW₄, H₂SeO₄, H₂S)

H-reaktion₃PO₄

Med H₃PO₄ den har 3H, och därför har den tre ekvivalenter. Det är emellertid en mycket svagare syra, så det släpper inte alltid hela sin H⁺.

Dessutom, i närvaro av en stark bas, reagerar de inte nödvändigtvis hela deras H⁺; Det betyder att man måste uppmärksamma reaktionen där du deltar:

H₃PO₄ + 2KOH => K₂HPO₄ + 2H₂O

I detta fall är antalet ekvivalenter lika med 2 och inte 3, eftersom endast 2H reagerar⁺. Medan i denna andra reaktion:

H₃PO₄ + 3KOH => K₃PO₄ + 3H₂O

Det anses att normaliteten hos H₃PO₄ är tre gånger dess molaritet (N = 3 × M), sedan denna tid reagerar alla dess vätejoner.

Av detta skäl räcker det inte att anta en allmän regel för alla syror, men du måste också veta exakt hur många H⁺ delta i reaktionen.

baser

Ett mycket liknande fall uppstår med baserna. För följande tre baser neutraliserade med HCl har vi:

NaOH + HCl => NaCl + H₂O

Ba (OH)₂ + 2HCl => BaCl₂ + 2H₂O

Al (OH)₃ + 3HCl => AlCl₃ + 3H₂O

Al (OH)₃ du behöver tre gånger mer syra än NaOH; det vill säga, NaOH behöver bara en tredjedel av mängden bas tillsatt för att neutralisera Al (OH)₃.

Därför är NaOH mer reaktiv eftersom den har 1OH (en ekvivalent); Ba (OH)₂ har 2OH (två ekvivalenter) och Al (OH)₃ tre ekvivalenter.

Fastän den saknar OH-grupper, är Na₂CO₃ kan acceptera upp till 2H⁺, och därför har den två ekvivalenter; men om du bara accepterar 1H⁺, delta sedan med en ekvivalent.

Vid utfällningsreaktioner

När en katjon och anjon kommer samman för att fälla ut i ett salt är antalet ekvivalenter för varje lika med dess laddning:

mg²⁺ + 2cl^- => MgCl₂

Så, Mg²⁺ har två ekvivalenter, medan Cl^- han har bara en Men vad är normaliteten av MgCl₂? Dess värde är relativt, det kan vara 1 M eller 2 ∙ M, beroende på om Mg anses²⁺ eller Cl^-.

I redoxreaktioner

Antalet ekvivalenter för arten som är involverade i redoxreaktionerna är lika med antalet elektroner som erhölls eller förlorades under samma reaktion.

3C₂O₄^2- + cr₂O₇^2- + 14H⁺ => 2Cr³⁺ + 6CO₂ + 7H₂O

Vad blir normalen för C₂O₄^2- och Cr₂O₇^2-? För detta måste delaktiga reaktioner som involverar elektroner som reaktanter eller produkter beaktas:

C₂O₄^2- => 2CO₂ + 2e^-

cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6e^- => 2Cr³⁺ + 7H₂O

Varje C₂O₄^2- släpper ut 2 elektroner och varje Cr₂O₇^2- accepterar 6 elektroner; och efter en gunga är den resulterande kemiska ekvationen den första av de tre.

Då normalitet för C₂O₄^2- är 2 ∙ M och 6 ∙ M för Cr₂O₇^2- (kom ihåg, N = nM).

referenser

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 oktober 2018). Hur man beräknar normalitet (kemi). Hämtad från: thoughtco.com
2. Softschools. (2018). Normalitetsformeln. Hämtad från: softschools.com
3. Harvey D. (26 maj 2016). Normalitet. Kemi LibreTexts. Hämtad från: chem.libretexts.org
4. Lic Pilar Rodríguez M. (2002). Kemi: första året av diversifiering. Salesiana Editorial Foundation, s 56-58.
5. Peter J. Mikulecky, Chris Hren. (2018). Undersökning av ekvivalenter och normalitet. Kemi Arbetsbok för dummies. Hämtad från: dummies.com
6. Wikipedia. (2018). Ekvivalent koncentration. Hämtad från: en.wikipedia.org
7. Normalitet. [PDF]. Hämtad från: faculty.chemeketa.edu
8. Day, R., & Underwood, A. (1986). Kvantitativ analytisk kemi (femte red.). PEARSON Prentice Hall, sid 67, 82.