normal este o măsură a concentrației utilizate, din ce în ce mai puțin frecvent, în chimia soluțiilor. Acesta indică cât de reactivă este soluția speciei dizolvate, mai degrabă decât cât de mare sau diluată este concentrația sa. Se exprimă ca echivalenți gram pe litru de soluție (Eq / L).
În literatura de specialitate au apărut multe confuzii și dezbateri cu privire la termenul „echivalent”, deoarece acesta variază și are propria sa valoare pentru toate substanțele. La fel, echivalenții depind de reacția chimică luată în considerare; prin urmare, normalitatea nu poate fi utilizată în mod arbitrar sau global.
Din acest motiv, IUPAC a sfătuit să înceteze utilizarea acestuia pentru a exprima concentrațiile de soluții..
Cu toate acestea, este încă utilizat în reacțiile acid-bazice, utilizate pe scară largă în volumetrie. Acest lucru se datorează parțial faptului că, având în vedere echivalenții unui acid sau a unei baze, face calculele mult mai ușoare; Mai mult, acizii și bazele se comportă întotdeauna în același mod în toate scenariile: eliberează sau acceptă ioni de hidrogen, H+.
Indice articol
Deși normalitatea prin simpla sa definiție poate genera confuzie, pe scurt nu este altceva decât molaritatea înmulțită cu un factor de echivalență:
N = nM
Unde n este factorul de echivalență și depinde de specia reactivă, precum și de reacția la care participă. Apoi, cunoscându-i molaritatea, M, normalitatea sa poate fi calculată prin multiplicare simplă.
Dacă, pe de altă parte, este disponibilă doar masa reactivului, se va utiliza greutatea sa echivalentă:
PE = PM / n
Unde MW este greutatea moleculară. Odată ce aveți PE și masa reactantului, aplicați doar o divizare pentru a obține echivalenții disponibili în mediul de reacție:
Eq = g / PE
Și, în cele din urmă, definiția normalității spune că exprimă gram-echivalenții (sau echivalenții) pe un litru de soluție:
N = g / (PE ∙ V)
Ce este egal cu
N = Eq / V
După aceste calcule, se obține câte echivalenți are specia reactivă pe 1L de soluție; sau, câte mEq există pe 1mL de soluție.
Dar care sunt echivalentele? Sunt părțile care au în comun un set de specii reactive. De exemplu, la acizi și baze, ce li se întâmplă atunci când reacționează? Gratuit sau acceptă H+, indiferent dacă este un hidracid (HCI, HF etc.) sau un oxacid (HDouăSW4, HNO3, H3PO4, etc.).
Molaritatea nu discriminează numărul de H pe care îl are acidul în structura sa sau cantitatea de H pe care o bază o poate accepta; ia în considerare întregul în greutate moleculară. Cu toate acestea, normalitatea ia în considerare modul în care se comportă specia și, prin urmare, gradul de reactivitate.
Dacă un acid eliberează un H+, molecular doar o bază o poate accepta; cu alte cuvinte, un echivalent reacționează întotdeauna cu un alt echivalent (OH, în cazul bazelor). La fel, dacă o specie donează electroni, o altă specie trebuie să accepte același număr de electroni..
De aici vine simplificarea calculelor: cunoscând numărul de echivalenți ai unei specii, se știe exact câte sunt echivalenții care reacționează de la cealaltă specie. În timp ce utilizați alunițe, trebuie să respectați coeficienții stoichiometrici ai ecuației chimice.
Începând cu perechea HF și HDouăSW4, De exemplu, pentru a explica echivalenții reacției sale de neutralizare cu NaOH:
HF + NaOH => NaF + HDouăSAU
HDouăSW4 + 2NaOH => NaDouăSW4 + 2HDouăSAU
Pentru a neutraliza HF, este necesar un mol de NaOH, în timp ce HDouăSW4 necesită doi moli de bază. Aceasta înseamnă că HF este mai reactiv, deoarece are nevoie de o cantitate mai mică de bază pentru neutralizare. De ce? Deoarece HF are 1H (un echivalent) și HDouăSW4 2H (doi echivalenți).
Este important să subliniem faptul că, deși HF, HCl, HI și HNO3 sunt „la fel de reactivi” conform normalității, natura legăturilor lor și, prin urmare, puterea lor de aciditate, sunt total diferite.
Deci, știind acest lucru, normalitatea pentru orice acid poate fi calculată prin înmulțirea numărului de H cu molaritatea sa:
1 ∙ M = N (HF, HCI, CH3COOH)
2 ∙ M = N (HDouăSW4, HDouăSeO4, HDouăS)
Cu H3PO4 aveți 3H și, prin urmare, aveți trei echivalenți. Cu toate acestea, este un acid mult mai slab, deci nu eliberează întotdeauna tot H-ul său+.
Mai mult, în prezența unei baze puternice, nu toate H-urile sale reacționează neapărat.+; Aceasta înseamnă că trebuie acordată atenție reacției la care participați:
H3PO4 + 2KOH => KDouăHPO4 + 2HDouăSAU
În acest caz, numărul de echivalenți este egal cu 2 și nu cu 3, deoarece doar 2H reacționează+. În timp ce se află în această altă reacție:
H3PO4 + 3KOH => K3PO4 + 3HDouăSAU
Se consideră că normalitatea lui H3PO4 este de trei ori molaritatea sa (N = 3 ∙ M), deoarece de data aceasta reacționează toți ionii săi de hidrogen.
Din acest motiv, nu este suficient să presupunem o regulă generală pentru toți acizii, ci, de asemenea, trebuie să se știe exact câte H+ participă la reacție.
Un caz foarte similar apare cu bazele. Pentru următoarele trei baze neutralizate cu HCl avem:
NaOH + HCI => NaCI + HDouăSAU
Ba (OH)Două + 2HCl => BaClDouă + 2HDouăSAU
Al (OH)3 + 3HCl => AlCl3 + 3HDouăSAU
El Al (OH)3 are nevoie de trei ori mai mult acid decât NaOH; adică NaOH are nevoie doar de o treime din cantitatea de bază adăugată pentru a neutraliza Al (OH)3.
Prin urmare, NaOH este mai reactiv, deoarece are 1OH (un echivalent); Ba (OH)Două are 2OH (doi echivalenți), iar Al (OH)3 trei echivalente.
Deși îi lipsesc grupurile OH, NaDouăCO3 este capabil să accepte până la 2H+, și, prin urmare, are două echivalente; dar dacă accepți doar 1H+, apoi participă cu un echivalent.
Când un cation și un anion se unesc pentru a precipita într-o sare, numărul de echivalenți pentru fiecare este egal cu sarcina sa:
MgDouă+ + 2Cl- => MgClDouă
Astfel, MgDouă+ are doi echivalenți, în timp ce Cl- are doar unul. Dar care este normalitatea MgClDouă? Valoarea sa este relativă, poate fi 1M sau 2 ∙ M, în funcție de faptul dacă Mg este luat în considerare.Două+ sau Cl-.
Numărul de echivalenți pentru speciile implicate în reacțiile redox este egal cu numărul de electroni câștigați sau pierduți în timpul aceluiași..
3CDouăSAU4Două- + CrDouăSAU7Două- + 14H+ => 2Cr3+ + 6CODouă + 7HDouăSAU
Care va fi normalitatea pentru CDouăSAU4Două- iar CrDouăSAU7Două-? Pentru aceasta, trebuie luate în considerare reacțiile parțiale la care participă electronii ca reactanți sau produse:
CDouăSAU4Două- => 2CODouă + 2e-
CrDouăSAU7Două- + 14H+ + 6e- => 2Cr3+ + 7HDouăSAU
Fiecare CDouăSAU4Două- eliberează 2 electroni și fiecare CrDouăSAU7Două- acceptă 6 electroni; iar după echilibrare, ecuația chimică rezultată este prima dintre cele trei.
Deci normalitatea pentru CDouăSAU4Două- este 2 ∙ M și 6 ∙ M pentru CrDouăSAU7Două- (amintiți-vă, N = nM).
Nimeni nu a comentat acest articol încă.