Normālums tajā, ko tas veido, un piemēri

The normāli tas ir koncentrācijas mērs, ko arvien biežāk izmanto risinājumu ķīmijā. Tas norāda, kā reaģē izšķīdušo sugu šķīdums, nevis cik augsta vai atšķaidīta tā koncentrācija. To izsaka ar gramu ekvivalentiem litrā šķīduma (Eq / L).

Literatūrā ir radušās daudz neskaidrību un debašu attiecībā uz terminu “līdzvērtīgs”, jo tas ir atšķirīgs un katrai vielai ir sava vērtība. Arī ekvivalenti ir atkarīgi no tā, kādu ķīmisko reakciju ņem vērā; tāpēc normālu nevar izmantot patvaļīgi vai globāli.

Šā iemesla dēļ IUPAC ir ieteikusi pārtraukt to izmantošanu, lai izteiktu šķīdumu koncentrāciju.

Tomēr to joprojām izmanto skābes-bāzes reakcijās, ko plaši izmanto volumetrijā. Daļēji tas ir tāpēc, ka, ņemot vērā skābes vai bāzes ekvivalentus, tas atvieglo aprēķinus; turklāt skābes un bāzes vienmēr ir vienādi izturējušās pret visiem scenārijiem: tie atbrīvo vai pieņem ūdeņraža jonus, H⁺.

Indekss

• 1 Kas ir normālā situācija?
  • 1.1. Formulas
  • 1,2 ekvivalenti
• 2 Piemēri
  • 2.1 Skābes
  • 2.2 Bāzes
  • 2.3. Nokrišņu reakcijās
  • 2.4 Redox reakcijās
• 3 Atsauces

Kas ir normāls stāvoklis?

Formulas

Lai gan normāla rakstura dēļ tās vienkārši definējot var radīt neskaidrības, tas ir nekas vairāk kā molaritāte, kas reizināta ar ekvivalences koeficientu:

N = nM

Kur n ir ekvivalences koeficients un ir atkarīgs no reaktīvajām sugām, kā arī uz reakciju, kurā tā piedalās. Pēc tam, zinot tās molaritāti, M, tās normālo vērtību var aprēķināt, izmantojot vienkāršu reizinājumu.

Ja, no otras puses, tiek ņemts vērā tikai reaģenta masa, tiks izmantots tā ekvivalentais svars: \ t

PE = PM / n

Ja PM ir molekulmasa. Tiklīdz jums ir PE, un reaģenta masa, pietiek ar sadalījumu, lai iegūtu ekvivalentus, kas pieejami reakcijas vidē:

Eq = g / PE

Visbeidzot, normāluma definīcija norāda, ka tā izsaka gramus ekvivalentus (vai ekvivalentus) uz vienu litru šķīduma:

N = g / (PE ∙ V)

Kas ir vienāds ar

N = Eq / V

Pēc šiem aprēķiniem iegūstam, cik ekvivalentu reaktīvo sugu ir ar 1L šķīdumu; vai, cik mEq ir uz 1 ml šķīduma.

Ekvivalenti

Bet kādi ir ekvivalenti? Tās ir daļas, kurām ir kopīga reaktīvo sugu kopa. Piemēram, kas notiek ar skābēm un bāzēm, kas notiek ar tiem, reaģējot? Viņi atbrīvo vai pieņem H⁺, Neatkarīgi no tā, vai tas ir hidrazīds (HCl, HF uc), vai oksacīds (H. \ t₂SO₄, HNO₃, H₃PO₄, utt.).

Molaritāte nediskriminē H daudzumu, ko skābe satur struktūru, vai H daudzumu, ko bāze var pieņemt; vienkārši aplūkojiet visu molekulmasu. Tomēr normālā situācijā tiek ņemta vērā sugu uzvedība un līdz ar to arī reaktivitātes pakāpe.

Ja skābe izdala H⁺, molekulāri tikai viena bāze var to pieņemt; citiem vārdiem sakot, ekvivalents vienmēr reaģē ar citu ekvivalentu (OH, bāzes gadījumā). Tāpat, ja viena suga ziedo elektronus, citai sugai ir jāpieņem tāds pats elektronu skaits.

No šejienes ir vienkāršoti aprēķini: zinot sugas ekvivalentu skaitu, ir zināms, cik daudz ir ekvivalenti, kas reaģē uz citām sugām. Izmantojot molu, jāievēro ķīmiskās vienādojuma stehiometriskie koeficienti.

Piemēri

Skābes

Sākot ar HF un H pāri₂SO₄, piemēram, lai izskaidrotu ekvivalentus neitralizācijas reakcijā ar NaOH:

HF + NaOH => NaF + H₂O

H₂SO₄ + 2NaOH => Na₂SO₄ + 2H₂O

Lai neitralizētu HF, nepieciešama viena mola NaOH, bet H₂SO₄ Tas prasa divas molu bāzes. Tas nozīmē, ka HF ir reaktīvāka, jo tā neitralizācijai ir vajadzīgs mazāks daudzums bāzes. Kāpēc? Tā kā HF ir 1H (viens ekvivalents) un H₂SO₄ 2H (divi ekvivalenti).

Ir svarīgi uzsvērt, ka, lai gan HF, HCl, HI un HNO₃ tie ir "vienlīdz reaģējoši" atbilstoši normālumam, to saikņu būtība un līdz ar to to skābuma stiprums ir pilnīgi atšķirīgi.

Pēc tam, zinot to, jebkuras skābes normālumu var aprēķināt, reizinot H skaitu ar tā molaritāti:

1 ∙ M = N (HF, HCl, CH₃COOH)

2 ∙ M = N (H₂SO₄, H₂SEO₄, H₂S)

H Reakcija₃PO₄

Ar H₃PO₄ tai ir 3H, un tāpēc tai ir trīs ekvivalenti. Tomēr tā ir daudz vājāka skābe, tāpēc tas ne vienmēr atbrīvo visu H⁺.

Turklāt spēcīgas bāzes klātbūtnē tie ne vienmēr reaģē uz visiem H⁺; Tas nozīmē, ka uzmanība jāpievērš reakcijai, kurā piedalāties:

H₃PO₄ + 2KOH => K₂HPO₄ + 2H₂O

Šajā gadījumā ekvivalentu skaits ir vienāds ar 2 un ne 3, jo tikai 2H reaģē⁺. Šajā otrajā reakcijā:

H₃PO₄ + 3KOH => K₃PO₄ + 3H₂O

Tiek uzskatīts, ka H₃PO₄ ir trīs reizes lielāks par molaritāti (N = 3 ∙ M), jo šoreiz visi tā ūdeņraža joni reaģē.

Šā iemesla dēļ nav pietiekami pieņemt vispārēju noteikumu par visām skābēm, bet arī precīzi jāzina, cik H⁺ piedalīties reakcijā.

Bāzes

Ļoti līdzīgs gadījums notiek ar bāzēm. Turpmāk minētajām trim bāzēm, kas neitralizētas ar HCl, mums ir:

NaOH + HCl => NaCl + H₂O

Ba (OH)₂ + 2HCl => BaCl₂ + 2H₂O

Al (OH)₃ + 3HCl => AlCl₃ + 3H₂O

Al (OH)₃ jums ir nepieciešams trīs reizes vairāk skābes nekā NaOH; tas nozīmē, ka NaOH ir nepieciešams tikai viena trešdaļa no pievienotā bāzes daudzuma, lai neitralizētu Al (OH)₃.

Tāpēc NaOH ir reaktīvāks, jo tam ir 1OH (viens ekvivalents); Ba (OH)₂ ir 2OH (divi ekvivalenti) un Al (OH)₃ trīs ekvivalenti.

Lai gan tai trūkst OH grupu, Na₂CO₃ spēj pieņemt līdz 2H⁺, tāpēc tam ir divi ekvivalenti; bet, ja jūs pieņemat tikai 1H⁺, tad piedalieties ar līdzvērtīgu.

Nokrišņu reakcijās

Kad katjons un anjons sanāk kopā, lai nogulsnētu sāli, ekvivalentu skaits katram ir vienāds ar tā daudzumu:

Mg²⁺ + 2Cl^- => MgCl₂

Tātad, Mg²⁺ ir divi ekvivalenti, bet Cl^- viņam ir tikai viens Bet kāda ir MgCl norma₂? Tās vērtība ir relatīva, tā var būt 1M vai 2 ∙ M atkarībā no tā, vai tiek ņemts vērā Mg²⁺ vai Cl^-.

Redox reakcijās

Redoksreakcijās iesaistīto sugu ekvivalentu skaits ir vienāds ar to pašu reakciju skaitu, kas iegūti vai zaudēti tajā pašā reakcijā.

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

Kāda būs C norma₂O₄^2- un Kr₂O₇^2-? Šajā nolūkā jāņem vērā daļējas reakcijas, kas saistītas ar elektroniem kā reaģentiem vai produktiem.

C₂O₄^2- => 2CO₂ + 2e^-

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

Katra C₂O₄^2- izlaiž 2 elektronus un katru Kr₂O₇^2- pieņem 6 elektronus; un pēc svārstībām iegūtais ķīmiskais vienādojums ir pirmais no trim.

Tad normāli C₂O₄^2- ir 2 ∙ M un 6 ∙ M kr₂O₇^2- (atcerieties, N = nM).

Atsauces

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018. gada 22. oktobris). Kā aprēķināt normalitāti (ķīmiju). Saturs iegūts no: thinkco.com
2. Softschools. (2018). Normāluma formula. Saturs iegūts no: softschools.com
3. Harvey D. (2016. gada 26. maijs). Normālums Ķīmija LibreTexts. Saturs iegūts no: chem.libretexts.org
4. Lic Pilar Rodríguez M. (2002). Ķīmija: pirmais diversifikācijas gads. Salesiana Redakcijas fonds, 56-58. Lpp.
5. Peter J. Mikulecky, Chris Hren. (2018). Ekvivalentu un normalitātes pārbaude. Ķīmijas darbgrāmata manekeniem. Saturs iegūts no: dummies.com
6. Vikipēdija. (2018). Līdzvērtīga koncentrācija. Saturs iegūts no: en.wikipedia.org
7. Normālums [PDF] Saturs iegūts no: faculty.chemeketa.edu
8. Diena, R., un Underwood, A. (1986). Kvantitatīvā analītiskā ķīmija (piektā redakcija). PEARSON Prentice zāle, 67., 82. lpp.