Normaalsus selles, mida see koosneb ja näited

The normaalsus see on kontsentratsiooni mõõt, mida kasutatakse üha harvemini lahenduste keemias. See näitab, kuidas lahustunud liigi lahus on pigem reaktiivne kui selle kontsentratsiooni kõrge või lahjendatud. Seda väljendatakse grammides ekvivalendina lahuse liitri kohta (Eq / L).

Kirjanduses on tekkinud palju segadusi ja arutelusid mõiste „samaväärne” kohta, kuna see on kõigi ainete jaoks erinev ja omab oma väärtust. Samuti sõltuvad ekvivalendid sellest, millist keemilist reaktsiooni vaadeldakse; seetõttu ei saa normaalsust kasutada meelevaldselt ega globaalselt.

Sel põhjusel on IUPAC soovitanud lõpetada selle kasutamine lahuste kontsentratsioonide väljendamiseks.

Siiski kasutatakse seda veel happe-aluse reaktsioonides, mida kasutatakse laialdaselt mahuprotsessides. See on osaliselt tingitud sellest, et happe või aluse ekvivalente arvestades teeb see arvutused palju lihtsamaks; lisaks käituvad happed ja alused alati kõikide stsenaariumide ees: nad vabastavad või aktsepteerivad vesinikioone, H⁺.

Indeks

• 1 Mis on normaalsus?
  • 1.1 Valemid
  • 1,2 ekvivalenti
• 2 Näited
  • 2.1 Happed
  • 2.2 Alused
  • 2.3 Sademete reaktsioonides
  • 2.4 Redoksreaktsioonides
• 3 Viited

Mis on normaalsus?

Valemid

Kuigi normaalsus pelgalt määratluse abil võib tekitada segadust, ei ole see midagi muud kui molaarsus, mis on korrutatud ekvivalentsusteguriga:

N = nM

Kus n on ekvivalentsustegur ja sõltub reaktiivsetest liikidest, samuti reaktsioonist, milles ta osaleb. Siis, teades selle molaarsust, saab selle normaalsust arvutada lihtsa korrutamisega.

Kui aga arvestatakse ainult reaktiivi massi, kasutatakse selle ekvivalentkaalu: \ t

PE = PM / n

Kui PM on molekulmass. Kui teil on PE ja reaktiivi mass, piisab jaotusviisist, et saada reaktsiooni keskkonnas saadaval olevad ekvivalendid:

Eq = g / PE

Lõpuks ütleb normaalsuse määratlus, et see väljendab grammi ekvivalente (või ekvivalente) ühe liitri lahuse kohta:

N = g / (PE ∙ V)

Mis on võrdne

N = Eq / V

Pärast neid arvutusi saadakse, kui palju ekvivalente reaktiivseid liike on 1 l lahusega; või kui palju mEq on 1 ml lahuse kohta.

Samaväärsed

Aga mis on samaväärsed? Need on osad, millel on ühised reaktiivsed liigid. Mis juhtub näiteks hapetega ja alustega, kui nad reageerivad? Nad vabastavad või aktsepteerivad H⁺, olenemata sellest, kas tegemist on hüdrasiidiga (HCl, HF jne) või hapnikuga (H₂SO₄, HNO₃, H₃PO₄, jne).

Molaarsus ei diskrimineeri H-i arvu, mis happe struktuuril on, või H-koguse, mida alus võib aktsepteerida; lihtsalt kaaluge kogu komplekti molekulmassina. Siiski arvestab normaalsus seda, kuidas liigid käituvad ja seega reaktiivsuse aste.

Kui hape vabastab H⁺, molekulaarselt aktsepteerib ainult üks alus; teisisõnu, ekvivalent alati reageerib teise ekvivalendiga (OH, aluste puhul). Samuti, kui üks liik annetab elektrone, peab teine ​​liik aktsepteerima sama arvu elektrone.

Sellest tuleneb arvutuste lihtsustamine: teades liigi ekvivalentide arvu, on täpselt teada, kui palju on samaväärsed, mis teiste liikide suhtes reageerivad. Moolide kasutamisel tuleb kinni pidada keemilise võrrandi stöhhiomeetrilistest koefitsientidest.

Näited

Happed

Alustades paarist HF ja H₂SO₄, näiteks, et selgitada ekvivalente NaOH-ga neutraliseerimisel:

HF + NaOH => NaF + H₂O

H₂SO₄ + 2NaOH => Na₂SO₄ + 2H₂O

HF neutraliseerimiseks on vajalik üks mool NaOH, samal ajal kui H₂SO₄ See nõuab kahte mooli baasi. See tähendab, et HF on reaktiivsem, kuna selle neutraliseerimiseks on vaja vähem alust. Miks? Kuna HF-l on 1 H (üks ekvivalent) ja H₂SO₄ 2H (kaks ekvivalenti).

On oluline rõhutada, et kuigi HF, HCl, HI ja HNO₃ nad on "võrdselt reageerivad" vastavalt normaalsusele, nende sidemete olemus ja seega nende happesus on täiesti erinevad.

Siis, seda teades, saab iga happe normaalsuse arvutada, korrutades H-i arvu oma molaarsusega:

1 ∙ M = N (HF, HCl, CH₃COOH)

2 ∙ M = N (H₂SO₄, H₂SeO₄, H₂S)

H Reaktsioon₃PO₄

H-ga₃PO₄ sellel on 3H ja seetõttu on sellel kolm ekvivalenti. Kuid see on palju nõrgem hape, seega ei vabasta see alati kogu H-i⁺.

Lisaks ei reageeri tugeva aluse juuresolekul tingimata kogu nende H⁺; See tähendab, et tähelepanu tuleb pöörata reaktsioonile, kus osalete:

H₃PO₄ + 2KOH => K₂HPO₄ + 2H₂O

Sel juhul on ekvivalentide arv võrdne 2 ja mitte 3, kuna ainult 2H reageerib⁺. Selles teises reaktsioonis:

H₃PO₄ + 3KOH => K₃PO₄ + 3H₂O

Leitakse, et H normaalsus₃PO₄ on kolm korda suurem oma molaarsusest (N = 3 ∙ M), kuna seekord reageerivad kõik selle vesinikioonid.

Sel põhjusel ei piisa üldise reegli võtmisest kõigi hapete kohta, vaid ka täpselt, kui palju H⁺ osaleda reaktsioonis.

Alused

Väga sarnane juhtum esineb alustega. Järgmiste kolme alusega, mis on neutraliseeritud HCl-ga, on meil:

NaOH + HCl => NaCl + H₂O

Ba (OH)₂ + 2HCI => BaCl₂ + 2H₂O

Al (OH)₃ + 3HCI => AlCI₃ + 3H₂O

Al (OH)₃ vajate kolm korda rohkem hapet kui NaOH; see tähendab, et NaOH vajab vaid ühe kolmandiku Al (OH) neutraliseerimiseks lisatud aluse kogusest.₃.

Seetõttu on NaOH reaktiivsem, kuna sellel on 1OH (üks ekvivalent); Ba (OH)₂ omab 2OH (kaks ekvivalenti) ja Al (OH)₃ kolm ekvivalenti.

Kuigi sellel puudub OH-rühm, on Na₂CO₃ on võimeline vastu võtma kuni 2H⁺, ja seetõttu on sellel kaks ekvivalenti; aga kui nõustute ainult 1 H-ga⁺, seejärel osalege samaväärsel viisil.

Sademete reaktsioonides

Kui katioon ja anioon kogunevad soola sadestamiseks, võrdub iga ekvivalendi arv selle laenguga:

Mg²⁺ + 2Cl^- => MgCl₂

Niisiis, Mg²⁺ omab kahte ekvivalenti, samas kui Cl^- tal on ainult üks Aga milline on MgCl normaalsus₂? Selle väärtus on suhteline, see võib olla 1M või 2 ∙ M, sõltuvalt sellest, kas kaalutakse Mg-i²⁺ või Cl^-.

Redoksreaktsioonides

Redoksreaktsioonides osalevate liikide ekvivalentide arv on võrdne sama reaktsiooni käigus saadud või kadunud elektronide arvuga.

3C₂O₄^2- + Kr₂O₇^2- + 14H⁺ => 2Cr³⁺ + 6CO₂ + 7H₂O

Mis on C normaalsus₂O₄^2- ja Kr₂O₇^2-? Selleks tuleb arvesse võtta osalisi reaktsioone, mis hõlmavad elektronide reaktiividena või toodetena:

C₂O₄^2- => 2CO₂ + 2e^-

Kr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6e^- => 2Cr³⁺ + 7H₂O

Iga C₂O₄^2- vabastab 2 elektroni ja iga kr₂O₇^2- võtab vastu 6 elektroni; ja pärast kiikumist on saadud keemiline võrrand esimene kolmest.

Siis C normaalsus₂O₄^2- on 2 ∙ M ja 6 ∙ M Cr₂O₇^2- (pidage meeles, N = nM).

Viited

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22. oktoober 2018). Kuidas arvutada normaalsust (keemia). Välja otsitud andmebaasist: thinkco.com
2. Softschools. (2018). Normaalvalem. Välja otsitud andmebaasist: softschools.com
3. Harvey D. (26. mai 2016). Normaalsus Keemia LibreTexts. Välja otsitud andmebaasist: chem.libretexts.org
4. Lic Pilar Rodríguez M. (2002). Keemia: mitmekesistamise esimene aasta. Salesiana Redigeerimise Sihtasutus, lk 56-58.
5. Peter J. Mikulecky, Chris Hren. (2018). Samaväärsuste ja normaalsuse uurimine. Keemia töövihik mannekeenidele. Välja otsitud andmebaasist: dummies.com
6. Wikipedia. (2018). Ekvivalentne kontsentratsioon. Välja otsitud andmebaasist: en.wikipedia.org
7. Normaalsus [PDF] Välja otsitud andmebaasist: faculty.chemeketa.edu
8. Day, R., & Underwood, A. (1986). Kvantitatiivne analüütiline keemia (viies väljaanne). PEARSON Prentice Hall, lk 67, 82.