- Ano ang normalidad?
- Mga formula
- Mga katumbas
- Mga halimbawa
- Mga acid
- H reaksyon
- Mga Bases
- Sa mga reaksyon sa pag-ulan
- Sa mga reaksyon ng redox
- Mga Sanggunian
Ang normal ay isang sukatan ng konsentrasyon na ginagamit nang hindi gaanong madalas, sa solusyon sa kimika. Ipinapahiwatig nito kung gaano reaktibo ang solusyon ng mga natunaw na species, kaysa sa kung gaano kataas o palabnawin ang konsentrasyon nito. Ito ay ipinahayag bilang katumbas ng gramo bawat litro ng solusyon (Eq / L).
Karamihan sa pagkalito at debate ay lumitaw sa panitikan hinggil sa salitang 'katumbas', dahil nag-iiba ito at may sariling halaga para sa lahat ng sangkap. Gayundin, ang mga katumbas ay nakasalalay sa reaksiyong kemikal na isinasaalang-alang; samakatuwid, ang normalidad ay hindi maaaring gamitin nang hindi sinasadya o globally.
Pinagmulan: Mga pexels
Para sa kadahilanang ito, pinapayuhan ng IUPAC na ihinto ang paggamit nito upang maipahayag ang mga konsentrasyon ng mga solusyon.
Gayunpaman, ginagamit pa rin ito sa mga reaksyon ng acid-base, na malawakang ginagamit sa volumetry. Bahagi ito dahil, isinasaalang-alang ang mga katumbas ng isang acid o isang base, ginagawang mas madali ang mga kalkulasyon; Bukod dito, ang mga acid at base ay palaging kumikilos sa parehong paraan laban sa lahat ng mga senaryo: pinalalaya nila o tinatanggap ang mga hydrogen ion, H + .
Ano ang normalidad?
Mga formula
Kahit na ang normalidad sa pamamagitan lamang ng kahulugan nito ay maaaring makabuo ng pagkalito, sa madaling salita, ito ay hindi hihigit sa molarity na pinarami ng isang kadahilanan ng pagkakapareho:
N = nM
Kung saan n ang katumbas na kadahilanan at nakasalalay sa mga reaktibo na species, pati na rin ang reaksyon kung saan ito nakikilahok. Pagkatapos, ang pag-alam sa molarity nito, M, ang pagiging normal nito ay maaaring kalkulahin sa pamamagitan ng simpleng pagpaparami.
Kung, sa kabilang banda, ang masa lamang ng reagent ay magagamit, ang katumbas nitong timbang ay gagamitin:
PE = PM / n
Kung saan ang MW ay ang bigat ng molekular. Kapag mayroon kang PE, at ang masa ng reaksyon, mag-apply lamang ng isang dibisyon upang makuha ang mga katumbas na magagamit sa medium ng reaksyon:
Eq = g / PE
At sa wakas, ang kahulugan ng normalidad ay nagsasabi na nagpapahiwatig ito ng mga katumbas na gramo (o katumbas) bawat isang litro ng solusyon:
N = g / (PE ∙ V)
Ano ang pantay sa
N = Eq / V
Matapos ang mga kalkulasyong ito, nakuha kung gaano katumbas ang reaktibo na species na may bawat 1L ng solusyon; o, kung gaano karaming mga mEq ang mayroong bawat 1mL ng solusyon.
Mga katumbas
Ngunit ano ang mga katumbas? Ang mga ito ang mga bahagi na magkakapareho sa isang hanay ng mga reaktibo na species. Halimbawa, sa mga acid at base, ano ang mangyayari sa kanila kapag nag-reaksyon sila? Inilalabas nila o tinatanggap ang H + , anuman ang hydracid (HCl, HF, atbp.), O isang oxacid (H 2 SO 4 , HNO 3 , H 3 PO 4 , atbp.).
Ang pagkakaisa ay hindi nagtatangi ng bilang ng H na ang acid ay nasa istraktura nito, o ang halaga ng H na maaaring tanggapin ng isang base; isaalang-alang lamang ang buong hanay sa timbang ng molekular. Gayunpaman, isinasaalang-alang ng normalidad kung paano kumilos ang mga species at, samakatuwid, ang antas ng reaktibo.
Kung ang isang acid ay naglalabas ng isang H + , molekular lamang ng isang batayan ang maaaring tanggapin ito; sa madaling salita, ang isang katumbas ay palaging tumutugon sa isa pang katumbas (OH, sa kaso ng mga base). Gayundin, kung ang isang species ay nagbibigay ng mga electron, ang isa pang species ay dapat tumanggap ng parehong bilang ng mga electron.
Narito kung saan ang pagpapasimple ng mga kalkulasyon ay nagmula: alam ang bilang ng mga katumbas ng isang species, ito ay kilala nang eksakto kung gaano karaming mga katumbas na tumutugon mula sa iba pang mga species. Sapagkat sa paggamit ng mga moles, dapat kang sumunod sa mga coefficient ng stoichiometric ng equation ng kemikal.
Mga halimbawa
Mga acid
Simula sa pares na HF at H 2 SO 4 , halimbawa, upang ipaliwanag ang mga katumbas sa kanilang neyutralisasyon reaksyon sa NaOH:
HF + NaOH => NaF + H 2 O
H 2 KAYA 4 + 2NaOH => Na 2 KAYA 4 + 2H 2 O
Upang neutralisahin ang HF, ang isang nunal ng NaOH ay kinakailangan, habang ang H 2 SO 4 ay nangangailangan ng dalawang moles ng base. Nangangahulugan ito na ang HF ay mas reaktibo dahil nangangailangan ito ng isang mas maliit na halaga ng base para sa neutralisasyon nito. Bakit? Sapagkat ang HF ay mayroong 1H (isang katumbas), at H 2 SO 4 2H (dalawang katumbas).
Mahalagang bigyang-diin na, bagaman ang HF, HCl, HI at HNO 3 ay "pantay na reaktibo" ayon sa kaugalian, ang likas na katangian ng kanilang mga bono at, samakatuwid, ang kanilang lakas ng kaasiman, ay lubos na naiiba.
Kaya, sa pag-alam nito, ang normalidad para sa anumang acid ay maaaring kalkulahin sa pamamagitan ng pagpaparami ng bilang ng H sa pamamagitan ng pagkakalambot nito:
1 ∙ M = N (HF, HCl, CH 3 COOH)
2 ∙ M = N (H 2 KAYA 4 , H 2 SeO 4 , H 2 S)
H reaksyon
Sa H 3 PO 4 mayroon kang 3H, at samakatuwid ay mayroon itong tatlong katumbas. Gayunpaman, ito ay isang mas mahina na acid, kaya hindi palaging inilalabas ang lahat ng H + nito .
Bukod dito, sa pagkakaroon ng isang malakas na base hindi lahat ng H + nito ay kinakailangang gumanti ; Nangangahulugan ito na dapat bigyang pansin ang reaksyon kung saan ka nakikilahok:
H 3 PO 4 + 2KOH => K 2 HPO 4 + 2H 2 O
Sa kasong ito, ang bilang ng mga katumbas ay katumbas ng 2 at hindi 3, dahil ang 2H + lamang ang gumanti . Habang sa iba pang reaksyon:
H 3 PO 4 + 3KOH => K 3 PO 4 + 3H 2 O
Ito ay isinasaalang-alang na ang normalidad ng H 3 PO 4 ay tatlong beses na ang monyalidad nito (N = 3 ∙ M), dahil sa oras na ito ang lahat ng mga hydrogen ion nito ay gumanti.
Para sa kadahilanang ito, hindi sapat na upang ipalagay ang isang pangkalahatang patakaran para sa lahat ng mga acid, ngunit din, dapat itong kilalanin nang eksakto kung gaano karaming H + ang lumahok sa reaksyon.
Mga Bases
Ang isang katulad na kaso ay nangyayari sa mga base. Para sa mga sumusunod na tatlong mga batayan na neutralisado sa HCl mayroon kami:
NaOH + HCl => NaCl + H 2 O
Ba (OH) 2 + 2HCl => BaCl 2 + 2H 2 O
Al (OH) 3 + 3HCl => AlCl 3 + 3H 2 O
Ang Al (OH) 3 ay nangangailangan ng tatlong beses na mas acid kaysa sa NaOH; iyon ay, ang NaOH ay nangangailangan lamang ng isang ikatlong ng halaga ng idinagdag na base upang ma-neutralize ang Al (OH) 3 .
Samakatuwid, ang NaOH ay mas reaktibo, dahil mayroon itong 1OH (isang katumbas); Ang Ba (OH) 2 ay may 2OH (dalawang katumbas), at Al (OH) 3 tatlong katumbas.
Bagaman wala itong mga pangkat ng OH, ang Na 2 CO 3 ay may kakayahang tumanggap ng hanggang sa 2H + , at samakatuwid ay may dalawang katumbas; ngunit kung tatanggap ka lamang ng 1H + , pagkatapos ay lumahok ka sa isang katumbas.
Sa mga reaksyon sa pag-ulan
Kapag ang isang cation at anion ay magkasama na sumama sa isang asin, ang bilang ng mga katumbas para sa bawat isa ay katumbas ng singil nito:
Mg 2+ + 2Cl - => MgCl 2
Sa gayon, ang Mg 2+ ay may dalawang katumbas, habang si Cl - ay may isa lamang. Ngunit ano ang normalidad ng MgCl 2 ? Ang halaga nito ay kamag-anak, maaari itong maging 1M o 2 ∙ M, depende sa kung isasaalang-alang ang Mg 2+ o Cl - .
Sa mga reaksyon ng redox
Ang bilang ng mga katumbas para sa mga species na kasangkot sa mga reaksyon ng redox ay katumbas ng bilang ng mga elektron na nakuha o nawala sa parehong.
3C 2 O 4 2- + Cr 2 O 7 2- + 14H + => 2Cr 3+ + 6CO 2 + 7H 2 O
Ano ang magiging normalidad para sa C 2 O 4 2- at Cr 2 O 7 2- ? Para sa mga ito, ang mga bahagyang reaksyon kung saan lumahok ang mga electron bilang mga reaksyon o mga produkto ay dapat isaalang-alang:
C 2 O 4 2- => 2CO 2 + 2e -
Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6e - => 2Cr 3+ + 7H 2 O
Ang bawat C 2 O 4 2- ay naglalabas ng 2 elektron, at bawat Cr 2 O 7 2- tumatanggap ng 6 na electron; at pagkatapos ng pagbabalanse, ang nagresultang equation ng kemikal ay una sa tatlo.
Kaya, ang normalidad para sa C 2 O 4 2- ay 2 ∙ M, at 6 ∙ M para sa Cr 2 O 7 2- (tandaan, N = nM).
Mga Sanggunian
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (Oktubre 22, 2018). Paano Kalkulahin ang Karaniwan (Chemistry). Nabawi mula sa: thoughtco.com
- Softschools. (2018). Pormula ng karaniwan. Nabawi mula sa: softschools.com
- Harvey D. (Mayo 26, 2016). Karaniwan. Chemistry LibreTexts. Nabawi mula sa: chem.libretexts.org
- Lic Pilar Rodríguez M. (2002). Chemistry: unang taon ng iba-iba. Fundación Editorial Salesiana, p 56-58.
- Peter J. Mikulecky, Chris Hren. (2018). Sinusuri ang mga katumbas at normalidad. Chemistry Workbook para sa mga dummies. Nabawi mula sa: dummies.com
- Wikipedia. (2018). Katumbas na konsentrasyon. Nabawi mula sa: en.wikipedia.org
- Karaniwan. . Nabawi mula sa: faculty.chemeketa.edu
- Araw, R., & Underwood, A. (1986). Ang quantitative Analytical Chemistry (ikalimang ed.) PEARSON Prentice Hall, p 67, 82.