Нормальность в чем она состоит и примеры

нормальность это мера концентрации, используемая все реже в химии растворов. Это показывает, насколько реакционноспособным является раствор растворенных веществ, а не то, насколько высока или разбавлена ​​его концентрация. Выражается в грамм-эквивалентах на литр раствора (экв. / Л).

В литературе возникает много путаницы и споров относительно термина «эквивалент», поскольку он варьируется и имеет свою ценность для всех веществ. Кроме того, эквиваленты зависят от того, какая химическая реакция рассматривается; следовательно, нормальность не может использоваться произвольно или глобально.

По этой причине IUPAC посоветовал прекратить использовать его для выражения концентраций растворов..

Тем не менее, он все еще используется в кислотно-основных реакциях, широко используется в объемной. Это отчасти потому, что, учитывая эквиваленты кислоты или основания, это значительно облегчает вычисления; и, кроме того, кислоты и основания всегда ведут себя одинаково перед всеми сценариями: они выделяют или принимают ионы водорода, H⁺.

индекс

• 1 Что такое нормальность?
  • 1.1 Формулы
  • 1.2 Эквиваленты
• 2 примера
  • 2.1 Кислоты
  • 2.2 Основы
  • 2.3 В реакциях осаждения
  • 2.4 В окислительно-восстановительных реакциях
• 3 Ссылки

Что такое нормальность?

формулы

Хотя нормальность по своему простому определению может вызвать путаницу, в двух словах это не более чем молярность, умноженная на коэффициент эквивалентности:

N = нМ

Где n - коэффициент эквивалентности и зависит от реакционноспособных частиц, а также от реакции, в которой он участвует. Тогда, зная его молярность, M, его нормальность можно вычислить простым умножением.

Если, с другой стороны, учитывается только масса реагента, будет использоваться его эквивалентный вес:

PE = PM / n

Где PM молекулярный вес Когда у вас есть ПЭ и масса реагента, достаточно применить деление, чтобы получить эквиваленты, доступные в реакционной среде:

Уравнение = г / чел.

И, наконец, определение нормальности говорит, что оно выражает грамм-эквиваленты (или эквиваленты) на один литр раствора:

N = г / (PE ∙ V)

Что равно

N = Eq / V

После этих вычислений мы получаем, сколько эквивалентов реакционноспособных частиц имеет 1 л раствора; или сколько мг-экв на 1 мл раствора.

эквиваленты

Но каковы эквиваленты? Они являются частями, которые имеют общий набор реактивных видов. Например, что происходит с кислотами и основаниями, когда они реагируют? Они выпускают или принимают H⁺, независимо от того, является ли это гидразидом (HCl, HF и т. д.) или оксидом (H₂SW₄, HNO₃, H₃ПО₄, и т.д.).

Молярность не различает количество H, которое кислота имеет в своей структуре, или количество H, которое может принять основание; просто рассмотрите весь набор в молекулярной массе. Однако нормальность учитывает поведение видов и, следовательно, степень реактивности..

Если кислота выделяет Н⁺, молекулярно только одно основание может принять это; другими словами, эквивалент всегда реагирует с другим эквивалентом (OH, для случая оснований). Аналогично, если один вид жертвует электроны, другой вид должен принять такое же количество электронов..

Отсюда следует упрощение расчетов: зная количество эквивалентов вида, точно известно, сколько эквивалентов реагируют на другие виды. В то время как с использованием родинок, нужно придерживаться стехиометрических коэффициентов химического уравнения.

примеров

кислоты

Начиная с пары HF и H₂SW₄, например, чтобы объяснить эквиваленты в вашей реакции нейтрализации с NaOH:

HF + NaOH => NaF + H₂О

H₂SW₄ + 2NaOH => Na₂SW₄ + 2H₂О

Для нейтрализации HF требуется один моль NaOH, тогда как H₂SW₄ Требуется два моля основания. Это означает, что HF более реактивен, так как для его нейтрализации требуется меньшее количество основания. Почему? Потому что HF имеет 1H (один эквивалент), а H₂SW₄ 2H (два эквивалента).

Важно подчеркнуть, что, хотя HF, HCl, HI и HNO₃ они "одинаково реактивны" в соответствии с нормальностью, природой их связей и, следовательно, их кислотностью, совершенно разные.

Затем, зная это, нормальность для любой кислоты можно рассчитать, умножив число Н на ее молярность:

1 ∙ M = N (HF, HCl, CH₃COOH)

2 ∙ M = N (H₂SW₄, H₂SeO₄, H₂S)

H реакция₃ПО₄

С Н₃ПО₄ у него есть 3H, и, следовательно, у него есть три эквивалента. Тем не менее, это гораздо более слабая кислота, поэтому она не всегда выделяет всю свою H⁺.

Кроме того, в присутствии сильного основания они не обязательно реагируют все свои H⁺; Это означает, что внимание должно быть уделено реакции, в которой вы участвуете:

H₃ПО₄ + 2KOH => K₂HPO₄ + 2H₂О

В этом случае количество эквивалентов равно 2, а не 3, поскольку только 2H реагирует⁺. Хотя в этой другой реакции:

H₃ПО₄ + 3KOH => K₃ПО₄ + 3H₂О

Считается, что нормальность Н₃ПО₄ в три раза больше своей молярности (N = 3 ∙ M), так как в это время все его ионы водорода реагируют.

По этой причине недостаточно принять общее правило для всех кислот, но также необходимо точно знать, сколько H⁺ участвовать в реакции.

Основы

Очень похожий случай происходит с основаниями. Для следующих трех оснований, нейтрализованных HCl, имеем:

NaOH + HCl => NaCl + H₂О

Ba (OH)₂ + 2HCl => BaCl₂ + 2H₂О

Al (OH)₃ + 3HCl => AlCl₃ + 3H₂О

АЛ (ОН)₃ вам нужно в три раза больше кислоты, чем NaOH; то есть NaOH требуется всего одна треть от количества добавленного основания для нейтрализации Al (OH)₃.

Следовательно, NaOH является более реакционноспособным, поскольку он имеет 1OH (один эквивалент); Ба (ОН)₂ имеет 2OH (два эквивалента) и Al (OH)₃ три эквивалента.

Хотя в нем отсутствуют ОН-группы, Na₂Колорадо₃ способен принимать до 2ч⁺, и, следовательно, он имеет два эквивалента; но если вы принимаете только 1H⁺, затем участвовать с эквивалентным.

В реакциях осадков

Когда катион и анион собираются вместе для осаждения в соли, число эквивалентов для каждого равно его заряду:

мг²⁺ + 2Cl^- => MgCl₂

Итак, Mg²⁺ имеет два эквивалента, в то время как Cl^- у него только один Но какова нормальность MgCl₂? Его значение является относительным, оно может составлять 1М или 2М в зависимости от того, считается ли Mg²⁺ или Cl^-.

В окислительно-восстановительных реакциях

Количество эквивалентов для видов, участвующих в окислительно-восстановительных реакциях, равно количеству электронов, полученных или потерянных в ходе одной и той же реакции..

3C₂О₄^2- + Cr₂О₇^2- + 14H⁺ => 2Cr³⁺ + 6CO₂ + 7H₂О

Что будет нормой для С₂О₄^2- и Cr₂О₇^2-? Для этого необходимо учитывать частичные реакции с участием электронов в качестве реагентов или продуктов:

С₂О₄^2- => 2CO₂ + 2e^-

Cr₂О₇^2- + 14H⁺ + 6e^- => 2Cr³⁺ + 7H₂О

Каждый C₂О₄^2- высвобождает 2 электрона, и каждый Cr₂О₇^2- принимает 6 электронов; и после колебания полученное химическое уравнение является первым из трех.

Тогда нормальность для С₂О₄^2- составляет 2 ∙ M, и 6 ∙ M для Cr₂О₇^2- (помните, N = нМ).

ссылки

1. Хельменстин, Анна Мари, доктор философии (22 октября 2018 г.) Как рассчитать нормальность (химия). Получено с: мысли
2. Softschools. (2018). Формула нормальности. Получено от: softschools.com
3. Харви Д. (26 мая 2016 г.). Нормальность. Химия LibreTexts. Получено от: chem.libretexts.org
4. Лиц Пилар Родригес М. (2002). Химия: первый год диверсификации. Салезиана Редакционный фонд, стр. 56-58.
5. Питер Дж. Микулецкий, Крис Хрен. (2018). Изучение эквивалентов и нормальности. Учебник по химии для чайников. Получено с: dummies.com
6. Wikipedia. (2018). Эквивалентная концентрация. Получено с: en.wikipedia.org
7. Нормальность. [PDF]. Получено от: faculty.chemeketa.edu
8. Дей Р. и Андервуд А. (1986). Количественная аналитическая химия (пятое изд.). Пирсон Прентис Холл, стр. 67, 82.