NORMALUMAS (CHEMIJA): IŠ KO SUSIDEDA IR PAVYZDŽIAI - CHEMIJA - 2025

Normalus yra koncentracijos matas, naudojamas vis rečiau, Tirpalo chemijos. Tai rodo, koks reaktyvus yra ištirpusių medžiagų tirpalas, o ne kokia jo koncentracija yra aukšta ar praskiesta. Jis išreiškiamas gramų ekvivalentais litre tirpalo (Eq / L).

Literatūroje kilo daug painiavos ir diskusijų dėl termino „lygiavertis“, nes jis skiriasi ir turi savo vertę visoms medžiagoms. Taip pat ekvivalentai priklauso nuo svarstomos cheminės reakcijos; todėl normalumo negalima naudoti savavališkai ar globaliai.

Šaltinis: Pexels

Dėl šios priežasties IUPAC patarė nebenaudoti jo tirpalų koncentracijai išreikšti.

Tačiau jis vis dar naudojamas rūgščių-šarmų reakcijose, plačiai naudojamas tūrio nustatymui. Iš dalies taip yra todėl, kad, atsižvelgiant į rūgšties ar bazės ekvivalentus, tai daug lengviau apskaičiuoti; Be to, rūgštys ir bazės visada elgiasi vienodai pagal visus scenarijus: jos išskiria arba priima vandenilio jonus, H ⁺ .

Kas yra normalumas?

Formulės

Nors normalumas vien dėl jo apibrėžimo gali sukelti painiavą, trumpai tariant, tai yra ne kas kita, kaip moliškumas, padaugintas iš ekvivalentiškumo koeficiento:

N = nM

Kur n yra ekvivalentiškumo koeficientas ir priklauso nuo reaktyviosios rūšies, taip pat nuo reakcijos, kurioje jis dalyvauja. Tada, žinant jo molingumą, M, jo normalumą galima apskaičiuoti paprastu dauginimu.

Kita vertus, jei turima tik reagento masė, naudojama ekvivalento masė:

PE = PM / n

Kur MW yra molekulinė masė. Kai turėsite PE ir reagento masę, tiesiog paskirstykite, kad gautumėte ekvivalentus, esančius reakcijos terpėje:

Ek = g / PE

Galiausiai, normalumo apibrėžimas sako, kad jis išreiškia gramų ekvivalentus (arba ekvivalentus) vienam litrui tirpalo:

N = g / (PE ∙ V)

Kas lygus

N = Eq / V

Atlikus šiuos skaičiavimus gaunama, kiek ekvivalentų reaktyviosios rūšys turi 1 l tirpalo; arba kiek mEq yra 1 ml tirpalo.

Ekvivalentai

Bet kokie yra atitikmenys? Tai dalys, turinčios bendrą reaktyviųjų rūšių rinkinį. Pavyzdžiui, kas vyksta su rūgštimis ir bazėmis, kai jie reaguoja? Jie išleisti arba priimti H ⁺ , nepriklausomai nuo to, ar tai yra Hydracid (HCl, HF, ir tt), arba oxacid (H ₂ SO ₄ , HNO ₃ , H ₃ PO ₄ , ir kt.)

Moliškumas neišskiria H skaičiaus, kurį rūgštis turi savo struktūroje, arba H kiekio, kurį bazė gali priimti; tereikia atsižvelgti į visą molekulinį svorį. Tačiau normalumas atsižvelgia į tai, kaip rūšys elgiasi, taigi ir į reaktyvumo laipsnį.

Jei rūgštis išskiria H ⁺ , molekuliškai ją gali priimti tik bazė; kitaip tariant, ekvivalentas visada reaguoja su kitu ekvivalentu (bazių atveju - OH). Panašiai, jei viena rūšis dovanoja elektronus, kita rūšis turi priimti tą patį elektronų skaičių.

Štai iš čia kyla skaičiavimų supaprastinimas: žinant vienos rūšies ekvivalentų skaičių, tiksliai žinoma, kiek yra ekvivalentų, reaguojančių iš kitų rūšių. Tuo tarpu naudodami apgamus turite laikytis cheminės lygties stechiometrinių koeficientų.

Pavyzdžiai

Rūgštys

Pradedant nuo poroje HF ir H ₂ SO ₄ , pavyzdžiui, galima paaiškinti jų neutralizacijos reakcijos su NaOH ekvivalentus:

HF + NaOH => NaF + H ₂ O

H ₂ SO ₄ + 2NaOH => Na ₂ SO ₄ + 2H ₂ O

Siekiant neutralizuoti HF, vienas mol NaOH reikalingos, o H ₂ SO ₄ reikia dviejų molių bazę. Tai reiškia, kad HF yra reaktyvesnis, nes jo neutralizavimui reikalingas mažesnis bazės kiekis. Kodėl? Nes HF 1H (vieną ekvivalentas), ir H ₂ SO ₄ 2H (du ekvivalentai).

Svarbu pabrėžti, kad nors HF, HCl, HI ir HNO ₃ yra „vienodai reaguojantys“ pagal normalumą, jų jungčių pobūdis ir todėl jų rūgštingumas yra visiškai skirtingi.

Taigi, žinant tai, bet kurios rūgšties normalumą galima apskaičiuoti H skaičių padauginus iš jo molingumo:

1 ∙ M = N (HF, HCl, CH ₃ COOH)

2 ∙ M = N (H ₂ SO ₄ , H ₂ SeO ₄ , H ₂ S)

H reakcija

Su H ₃ PO ₄ jūs turite 3H, todėl jis turi tris atitikmenis. Tačiau tai yra daug silpnesnė rūgštis, todėl ji ne visada išskiria visą savo H ⁺ .

Be to, esant stipriam pagrindui, ne visi jo H ⁺ būtinai reaguoja ; Tai reiškia, kad reikia atkreipti dėmesį į reakciją, kurioje dalyvauji:

H ₃ PO ₄ + 2KOH => K ₂ HPO ₄ + 2H ₂ O

Šiuo atveju ekvivalentų skaičius yra lygus 2, o ne 3, nes reaguoja tik 2H ⁺ . Nors šioje kitoje reakcijoje:

H ₃ PO ₄ + 3KOH => K ₃ PO ₄ + 3H ₂ O

Manoma, kad H ₃ PO ₄ normalumas yra tris kartus didesnis už jo moliškumą (N = 3 ∙ M), nes šį kartą visi jo vandenilio jonai reaguoja.

Dėl šios priežasties nepakanka prisiimti bendrą visų rūgščių taisyklę, bet taip pat reikia tiksliai žinoti, kiek H ⁺ dalyvauja reakcijoje.

Bazes

Labai panašus atvejis būna su bazėmis. Šių trijų bazių, neutralizuotų HCl, atžvilgiu mes turime:

NaOH + HCl => NaCl + H ₂ O

Ba (OH) ₂ + 2HCl => BaCl ₂ + 2H ₂ O

Al (OH) ₃ + 3HCl => AlCl ₃ + 3H ₂ O

Al (OH) ₃ reikia tris kartus daugiau rūgšties nei NaOH; tai yra, NaOH reikia tik trečdalio pridėtos bazės kiekio, kad būtų galima neutralizuoti Al (OH) ₃ .

Todėl NaOH yra reaktyvesnis, nes turi 1OH (vieną ekvivalentą); Ba (OH) ₂ turi 2OH (du ekvivalentus), o Al (OH) _{3 -} tris ekvivalentus.

Nors jis neturi OH grupių, Na ₂ CO ₃ yra gebantis priimti iki 2H ⁺ , ir todėl turi du ekvivalentai; bet jei jūs priimate tik 1H ⁺ , tada jūs dalyvaujate su lygiaverčiu.

Kritulių reakcijose

Kai katijonas ir anijonas susijungia, kad nusodintų į druską, kiekvieno ekvivalento skaičius yra lygus jo krūviui:

Mg ²⁺ + 2Cl ^- => MgCl ₂

Taigi, Mg ²⁺ turi du atitikmenis, o Cl ^- tik vieną. Bet koks yra MgCl ₂ normalumas ? Jo vertė yra santykinė, ji gali būti 1M arba 2 ∙ M, atsižvelgiant į tai, ar ^laikoma Mg ^2+, ar Cl .

Redokso reakcijose

Redox reakcijose dalyvaujančių rūšių ekvivalentų skaičius yra lygus elektronų, įgytų ar prarastų per tą patį, skaičiui.

3C ₂ O ₄ ^2- + Cr ₂ O ₇ ^2- + 14H ⁺ => 2Cr ³⁺ + 6CO ₂ + 7H ₂ O

Koks bus normalumas C ₂ O ₄ ² ir Cr ₂ O ₇ ² ? Tam reikia atsižvelgti į dalines reakcijas, kai elektronai dalyvauja kaip reagentai arba produktai:

C ₂ O ₄ ^2- => 2CO ₂ + 2e ^-

Cr ₂ O ₇ ^2- + 14H ⁺ + 6e ^- => 2Cr ³⁺ + 7H ₂ O

Kiekvienas C ₂ O ₄ ² išleidžia 2 elektronus, o kiekvienas Cr ₂ O ₇ ² priima 6 elektronus; o atlikus pusiausvyrą, gauta cheminė lygtis yra pirmoji iš trijų.

Taigi, C ₂ O ₄ ² normalumas yra 2 ∙ M, o 6 O M - Cr ₂ O ₇ ² (atminkite, N = nM).

Nuorodos

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018 m. Spalio 22 d.). Kaip apskaičiuoti normalumą (chemija). Atgauta iš: thinkco.com
2. Sofos mokyklos. (2018 m.). Normalumo formulė. Atkurta iš: softschools.com
3. Harvey D. (2016 m. Gegužės 26 d.). Normalumas. Chemija „LibreTexts“. Atkurta iš: chem.libretexts.org
4. Lic Pilar Rodríguez M. (2002). Chemija: pirmieji įvairiausio kurso metai. „Fundación Editorial Salesiana“, p. 56–58.
5. Peteris J. Mikuleckis, Chrisas Hrenas. (2018 m.). Nagrinėjant atitikmenis ir normalumą. Chemijos darbo knyga manekenėms. Atgauta iš: dummies.com
6. Vikipedija. (2018 m.). Lygiavertė koncentracija. Atkurta iš: en.wikipedia.org
7. Normalumas. . Atkurta iš: faculty.chemeketa.edu
8. Day, R., ir Underwood, A. (1986). Kiekybinė analitinė chemija (penktasis leidimas). „PEARSON“ Prentice Hall, 67, 82 psl.