De normaal het is een maatstaf voor de concentratie die steeds minder vaak wordt gebruikt in de chemie van oplossingen. Het geeft aan hoe reactief de oplossing van de opgeloste soort is, in plaats van hoe hoog of verdund de concentratie ervan is. Het wordt uitgedrukt als gram-equivalenten per liter oplossing (Eq / L).
In de literatuur is veel verwarring en discussie ontstaan over de term 'equivalent', aangezien deze varieert en voor alle stoffen een eigen waarde heeft. Evenzo hangen de equivalenten af van de beschouwde chemische reactie; daarom kan normaliteit niet willekeurig of globaal worden gebruikt.
Om deze reden heeft de IUPAC geadviseerd om het niet meer te gebruiken om concentraties van oplossingen uit te drukken..
Het wordt echter nog steeds gebruikt in zuur-base-reacties, veel gebruikt in volumetrie. Dit komt gedeeltelijk doordat het, gezien de equivalenten van een zuur of een base, berekeningen veel gemakkelijker maakt; Bovendien gedragen zuren en basen zich in alle scenario's altijd hetzelfde: ze geven waterstofionen af of accepteren ze, H.+.
Artikel index
Hoewel normaliteit door zijn definitie verwarring kan veroorzaken, is het kort gezegd niets meer dan molariteit vermenigvuldigd met een equivalentiefactor:
N = nM
Waar n de equivalentiefactor is en afhankelijk is van de reactieve soort, evenals de reactie waaraan het deelneemt. Dan, wetende dat het molariteit is, M, kan zijn normaliteit worden berekend door eenvoudige vermenigvuldiging.
Als daarentegen alleen de massa van het reagens beschikbaar is, wordt het equivalente gewicht gebruikt:
PE = PM / n
Waar MW het molecuulgewicht is. Zodra u PE heeft en de massa van de reactant, past u gewoon een verdeling toe om de equivalenten te verkrijgen die beschikbaar zijn in het reactiemedium:
Eq = g / PE
En tot slot zegt de definitie van normaliteit dat het de gram-equivalenten (of equivalenten) per liter oplossing uitdrukt:
N = g / (PE ∙ V)
Wat is gelijk aan
N = vergelijking / V
Na deze berekeningen wordt verkregen hoeveel equivalenten de reactieve soort heeft per 1 liter oplossing; of, hoeveel mEq zijn er per 1 ml oplossing.
Maar wat zijn de equivalenten? Het zijn de delen die een reeks reactieve soorten gemeen hebben. Wat gebeurt er bijvoorbeeld met zuren en basen als ze reageren? Gratis of accepteer H+, ongeacht of het een hydracide (HCl, HF, etc.) of een oxacid (H.tweeSW4, HNO3, H.3PO4, enz.).
Molariteit maakt geen onderscheid tussen het aantal H dat het zuur in zijn structuur heeft, of de hoeveelheid H die een base kan accepteren; beschouw het geheel gewoon in molecuulgewicht. Normaliteit houdt echter rekening met hoe de soort zich gedraagt en dus met de mate van reactiviteit.
Als een zuur een H afgeeft+, moleculair kan alleen een base het accepteren; met andere woorden, een equivalent reageert altijd met een ander equivalent (OH, in het geval van basen). Evenzo, als de ene soort elektronen doneert, moet een andere soort hetzelfde aantal elektronen accepteren..
Van hieruit komt de vereenvoudiging van de berekeningen: als je het aantal equivalenten van de ene soort kent, is het precies bekend hoeveel de equivalenten zijn die reageren van de andere soort. Bij het gebruik van moedervlekken moet u zich houden aan de stoichiometrische coëfficiënten van de chemische vergelijking.
Te beginnen met het HF- en H-paartweeSW4, Om bijvoorbeeld de equivalenten in de neutralisatiereactie met NaOH uit te leggen:
HF + NaOH => NaF + HtweeOF
H.tweeSW4 + 2NaOH => NatweeSW4 + 2HtweeOF
Om HF te neutraliseren is één mol NaOH nodig, terwijl HtweeSW4 vereist twee mol base. Dit betekent dat HF reactiever is omdat het een kleinere hoeveelheid base nodig heeft voor zijn neutralisatie. Waarom? Omdat HF 1H (een equivalent) heeft, en HtweeSW4 2H (twee equivalenten).
Het is belangrijk om te benadrukken dat, hoewel HF, HCl, HI en HNO3 ze zijn 'net zo reactief' volgens de normaliteit, de aard van hun banden en daarom hun zuurgraad zijn totaal verschillend.
Dus als je dit weet, kan de normaliteit voor elk zuur worden berekend door het aantal H te vermenigvuldigen met zijn molariteit:
1 ∙ M = N (HF, HCl, CH3COOH)
2 ∙ M = N (HtweeSW4, H.tweeSeO4, H.tweeS)
Met de H3PO4 je hebt 3H, en dus drie equivalenten. Het is echter een veel zwakker zuur, dus het geeft niet altijd al zijn H vrij+.
Bovendien reageren niet alle H's noodzakelijkerwijs in de aanwezigheid van een sterke basis.+Dit betekent dat er gelet moet worden op de reactie waar je aan meedoet:
H.3PO4 + 2KOH => KtweeHPO4 + 2HtweeOF
In dit geval is het aantal equivalenten gelijk aan 2 en niet 3, aangezien alleen 2H reageert+. Terwijl in deze andere reactie:
H.3PO4 + 3KOH => K3PO4 + 3HtweeOF
Aangenomen wordt dat de normaliteit van H3PO4 is driemaal zijn molariteit (N = 3 ∙ M), aangezien al zijn waterstofionen deze keer reageren.
Om deze reden is het niet voldoende om voor alle zuren een algemene regel aan te nemen, maar het moet ook precies bekend zijn hoeveel H+ deelnemen aan de reactie.
Een zeer vergelijkbaar geval doet zich voor met de bases. Voor de volgende drie basen geneutraliseerd met HCl hebben we:
NaOH + HCl => NaCl + HtweeOF
Ba (OH)twee + 2HCl => BaCltwee + 2HtweeOF
Al (OH)3 + 3HCl => AlCl3 + 3HtweeOF
El Al (OH)3 het heeft drie keer meer zuur nodig dan NaOH; dat wil zeggen, de NaOH heeft slechts een derde van de hoeveelheid toegevoegde base nodig om de Al (OH) te neutraliseren3.
Daarom is NaOH reactiever, omdat het 1OH (één equivalent) heeft; de Ba (OH)twee heeft 2OH (twee equivalenten) en de Al (OH)3 drie equivalenten.
Hoewel het OH-groepen mist, NatweeCO3 is in staat tot 2H te accepteren+, en daarom heeft het twee equivalenten; maar als je maar 1H accepteert+, doe dan mee met een equivalent.
Wanneer een kation en anion samenkomen om neer te slaan in een zout, is het aantal equivalenten voor elk gelijk aan zijn lading:
Mgtwee+ + 2Cl- => MgCltwee
Dus de Mgtwee+ heeft twee equivalenten, terwijl Cl- heeft er maar één. Maar wat is de normaliteit van MgCltwee? De waarde is relatief, het kan 1M of 2 ∙ M zijn, afhankelijk van of de Mg wordt overwogen.twee+ of Cl-.
Het aantal equivalenten voor de soort die bij redoxreacties betrokken is, is gelijk aan het aantal gewonnen of verloren elektronen tijdens hetzelfde..
3CtweeOF4twee- + CrtweeOF7twee- + 14H+ => 2Cr3+ + 6COtwee + 7HtweeOF
Wat wordt de normaliteit voor de CtweeOF4twee- en de CrtweeOF7twee-? Hiervoor moet rekening worden gehouden met de deelreacties waarbij elektronen deelnemen als reactanten of producten:
CtweeOF4twee- => 2COtwee + 2e-
CrtweeOF7twee- + 14H+ + 6e- => 2Cr3+ + 7HtweeOF
Elke CtweeOF4twee- geeft 2 elektronen vrij, en elke CrtweeOF7twee- accepteert 6 elektronen; en na het balanceren is de resulterende chemische vergelijking de eerste van de drie.
Dus de normaliteit voor CtweeOF4twee- is 2 ∙ M, en 6 ∙ M voor CrtweeOF7twee- (onthoud, N = nM).
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.