נורמליות במה שהיא מורכבת ודוגמאות

ה הנורמליות זה מדד של ריכוז בשימוש, יותר ויותר בתדירות נמוכה יותר, בכימיה של פתרונות. זה מציין כיצד תגובתי של מינים מומסים היא, ולא כמה גבוה או מדולל הריכוז שלה. זה בא לידי ביטוי עם גרמים- equents לליטר של פתרון (EQ / L).

בספרות התעוררו בלבול ובדיון רבים לגבי המונח "מקביל", שכן הוא משתנה ויש לו ערך משלו לכל החומרים. כמו כן, שוויון תלוי איזה תגובה כימית נחשב; לכן, נורמליות לא ניתן להשתמש באופן שרירותי או גלובלי.

מסיבה זו, IUPAC מומלץ להפסיק להשתמש בו כדי לבטא את הריכוזים של הפתרונות.

עם זאת, הוא עדיין בשימוש בתגובות בסיס חומצה, בשימוש נרחב volumetry. הסיבה לכך היא חלקית, בהתחשב במשוואות של חומצה או בסיס, היא עושה חישובים הרבה יותר קל; ובנוסף לכך, החומצות והבסיסים מתנהגים תמיד באותו אופן מול כל התרחישים: הם משחררים או מקבלים יונים מימן, H⁺.

אינדקס

• 1 מהו נורמליות?
  • 1.1 נוסחאות
  • 1.2 שוויון
• 2 דוגמאות
  • 2.1 חומצות
  • 2.2 בסיסים
  • 2.3 בתגובות משקעים
  • 2.4 בתגובות של צמצום
• 3 הפניות

מהי נורמליות?

נוסחאות

למרות הנורמליות על ידי ההגדרה שלה בלבד יכול ליצור בלבול, על קצה המזלג זה לא יותר מאשר מולריות מוכפל גורם שקילות:

N = nM

כאשר n הוא מקדם השקל ותלוי במינים הריאקטיביים, כמו גם בתגובה שבה הוא משתתף. ואז, בידיעה המולריות שלה, M, הנורמליות שלה ניתן לחשב על ידי פשוט כפל.

אם, לעומת זאת, רק מסה של מגיב נספר, המשקל המקביל שלה ישמש:

PE = PM / n

איפה PM הוא משקל מולקולרי. ברגע שיש לך PE, ואת המסה של מגיב, זה מספיק כדי ליישם חלוקה כדי להשיג את שווה ערך זמין במדיום התגובה:

Eq = g / PE

ולבסוף, ההגדרה של הנורמליות אומרת שהיא מבטאת גרמים - שווי ערך (או שווה ערך) לפי ליטר אחד של פתרון:

N = g / (PE ∙ V)

מה שווה ל

N = Eq / V

לאחר חישובים אלה, אנו מקבלים כמה שוויים המינים תגובתי על ידי 1L של פתרון; או, כמה mEq יש לכל 1mL של פתרון.

שוויון

אבל מה הם מקבילים? הם החלקים שיש להם קבוצה של מינים תגובתיים. לדוגמה, לחומצות ולסיסים, מה קורה להם כשהם מגיבים? הם משחררים או מקבלים H⁺, בין אם הוא hydrazide (HCl, HF, וכו '), או oxacid (H₂לכן₄, HNO₃, ח₃PO₄, וכו ').

המולאריות אינה מפלה את מספר ה- H שחומצה יש במבנה שלה, או את כמות H כי בסיס יכול לקבל; פשוט לשקול את כל סט משקל מולקולרי. עם זאת, הנורמליות לוקחת בחשבון כיצד מתנהגים המינים, ולכן, מידת התגובה.

אם חומצה משחררת H⁺, מולקולרית רק בסיס אחד יכול לקבל את זה; במילים אחרות, מקבילה תמיד מגיב עם שווה ערך אחר (OH, במקרה של בסיסים). כמו כן, אם מין אחד תורם אלקטרונים, מין אחר חייב לקבל את אותו מספר של אלקטרונים.

מכאן באה הפישוט של החישובים: לדעת את מספר המשוואות של מין, זה ידוע בדיוק כמה הם מקבילים כי מגיבים של מינים אחרים. בעוד עם השימוש של שומות, יש לדבוק במקדמים stoichiometric של משוואה כימית.

דוגמאות

חומצות

החל מצמד HF ו- H₂לכן₄, לדוגמה, כדי להסביר את מקביל בתגובת נייטרלי שלך עם NaOH:

HF + NaOH => NaF + H₂הו

ח₂לכן₄ + 2NaOH => Na₂לכן₄ + 2H₂הו

כדי לנטרל את שומה אחת HF של NaOH יש צורך, בעוד H₂לכן₄ זה דורש שני שומות של הבסיס. משמעות הדבר היא כי HF הוא תגובתי יותר שכן הוא צריך כמות פחות בסיס לניטרול שלה. למה? כי HF יש 1H (שווה ערך אחד), ואת H₂לכן₄ 2H (שני שווה ערך).

חשוב להדגיש כי, למרות HF, HCl, HI ו HNO₃ הם "מגיב באופן שווה" על פי הנורמליות, את אופי הקשרים שלהם, ולכן, חוזק החומציות שלהם, הם שונים לחלוטין.

ואז, בידיעה זו, את הנורמליות של כל חומצה ניתן לחשב על ידי הכפלת מספר H על ידי מולריות שלה:

1 ∙ M = N (HF, HCl, CH₃COOH)

2 ∙ M = N (H₂לכן₄, ח₂סאו₄, ח₂S)

תגובה₃PO₄

עם H₃PO₄ יש לו 3H, ולכן יש לו שלושה מקבילים. עם זאת, היא חומצה חלשה הרבה יותר, כך שזה לא תמיד לשחרר את כל H שלה⁺.

בנוסף, בנוכחות בסיס חזק הם לא בהכרח מגיבים כל H שלהם⁺; משמעות הדבר היא שיש לשים לב לתגובה שבה אתה משתתף:

ח₃PO₄ + 2KOH => K₂HPO₄ + 2H₂הו

במקרה זה, מספר שווה ערך שווה ל 2 ולא 3, שכן רק 2H להגיב⁺. בעוד תגובה אחרת זו:

ח₃PO₄ + 3KOH => K₃PO₄ + 3H₂הו

זה נחשב כי הנורמליות של H₃PO₄ הוא שלוש פעמים המולריות שלו (N = 3 ∙ M), שכן הפעם כל יני המימן שלה מגיבים.

מסיבה זו זה לא מספיק להניח כלל עבור כל החומצות, אבל גם, אתה חייב לדעת בדיוק כמה H⁺ להשתתף בתגובה.

בסיסים

מקרה דומה מאוד קורה עם הבסיסים. עבור שלושת הבסיסים הבאים מנוטרלים עם HCl יש לנו:

NaOH + HCl => NaCl + H₂הו

Ba (OH)₂ + 2HCl => BaCl₂ + 2H₂הו

אל (OH)₃ + 3HCl => AlCl₃ + 3H₂הו

אל (OH)₃ אתה צריך חומצה שלוש פעמים יותר מאשר NaOH; כלומר, NaOH צריך רק שליש מסכום הבסיס שנוספו לנטרל אל (OH)₃.

לכן, NaOH הוא תגובתי יותר, שכן יש 1OH (שווה ערך אחד); את Ba (OH)₂ יש 2OH (שני שווה ערך), ואל (OH)₃ שלושה מקבילים.

למרות שזה חסר קבוצות OH, Na₂CO₃ הוא מסוגל לקבל עד 2H⁺, ולכן יש לו שני מקבילים; אבל אם אתה מקבל רק 1H⁺, ולאחר מכן להשתתף עם שווה ערך.

בתגובות משקעים

כאשר קטיון ו אניון באים יחד כדי לזרז בתוך מלח, מספר שווה לכל אחד שווה את המטען:

Mg²⁺ + 2Cl^- => MgCl₂

אז, Mg²⁺ יש שני מקבילים, ואילו Cl^- יש לו רק אחד אבל מה היא הנורמליות של MgCl₂? הערך שלה הוא יחסי, זה יכול להיות 1M או 2 ∙ M, תלוי אם Mg נחשב²⁺ או Cl^-.

בתגובות של צמצום

מספר המשוואות עבור המינים המעורבים בתגובות החמצון שווה למספר האלקטרונים שנרכשו או אבדו במהלך אותה תגובה.

3 ג₂הו₄^2- + Cr₂הו₇^2- + 14H⁺ => 2Cr³⁺ + 6CO₂ + 7H₂הו

מה תהיה הנורמליות של C₂הו₄^2- ואת Cr₂הו₇^2-? לשם כך יש להתחשב בתגובות חלקיות של אלקטרונים כמתאימים או מוצרים:

ג₂הו₄^2- => 2CO₂ + 2e^-

Cr₂הו₇^2- + 14H⁺ + 6e^- => 2Cr³⁺ + 7H₂הו

כל C₂הו₄^2- משחרר 2 אלקטרונים, וכל Cr₂הו₇^2- מקבלת 6 אלקטרונים; ולאחר נדנדה, המשוואה הכימית המתקבלת היא הראשונה מבין השלושה.

אז, נורמליות עבור C₂הו₄^2- הוא 2 ∙ M, ו 6 ∙ M עבור CR₂הו₇^2- (זכור, N = nM).

הפניות

1. הלמנשטיין, אן מארי, Ph.D. (22 באוקטובר 2018). כיצד לחשב נורמליות (כימיה). מקור: Thinkco.com
2. בתי ספר. (2018). נוסחת נורמליות. מקור: softschools.com
3. הארווי ד '(26 במאי 2016). נורמליות כימיה. מקור: chem.libretexts.org
4. Lic Pilar Rodríguez M. (2002). כימיה: השנה הראשונה של גיוון. Salesiana קרן העריכה, p 56-58.
5. פיטר ג 'י מיקולקי, כריס הרן. (2018). בחינת שוויון ונורמליות. חוברת עבודה לכימיה. מקור: dummies.com
6. ויקיפדיה. (2018). ריכוז שווה. מקור: en.wikipedia.org
7. נורמליות [PDF] מקור: faculty.chemeketa.edu
8. Day, R., & Underwood, A. (1986). כימיה אנליטית כמותית (מהדורה חמישית). פרסון פרנטיס הול, עמ '67, 82.