normalitatea este o unitate a concentrației unei soluții chimice definită ca greutatea echivalentă gram a solutului pe litru de soluție. Normalitatea se mai numește concentrație echivalentă. Este indicat prin simbolul” N „sau” eq/L ” (echivalente pe litru). Pentru a găsi greutatea echivalentă gram, trebuie să știți câți ioni de hidrogen (H+ sau H3O+), ioni de hidroxid (OH–) sau electroni (e–) sunt transferați într-o reacție sau trebuie să cunoașteți valența speciei chimice.
Uniunea Internațională de Chimie Pură și aplicată descurajează utilizarea acestei unități, dar o puteți întâlni în clasele de chimie sau în laborator, în special cu titrări acido-bazice și reacții redox. Iată o privire asupra diferitelor moduri de a calcula normalitatea soluției, împreună cu exemple.
pași pentru rezolvarea problemelor de normalitate
- Obțineți informații pentru a determina numărul de echivalenți formați sau greutatea echivalentă a solutului sau reactanților. De obicei, trebuie să cunoașteți valența, greutatea moleculară și dacă o substanță se disociază sau se dizolvă complet.
- calculați echivalentul gram al solutului.
- amintiți-vă că volumul soluției este în litri.
formule de normalitate
există câteva formule folosite pentru a calcula normalitatea. Pe care îl utilizați depinde de situație:
N = M X n
aici, M este molaritatea în moli pe litru și n este numărul de echivalenți produși. Numărul de echivalenți este un număr întreg pentru reacțiile acido-bazice, dar ar putea fi o fracție într-o reacție redox.
N = numărul de echivalenți gram / volumul soluției în litri
N = greutatea solutului în grame /
N = molaritate X aciditate
N = molaritate x bazicitate
N1 V1 = N2 V2
într-o titrare:
- N1 = normalitatea soluției acide
- V1 = volumul soluției acide
- N2 = normalitatea soluției bazice
- V23 = volumul soluției bazice
alternativ, puteți utiliza această ecuație pentru a face soluții cu volume diferite:
normalitate inițială (N1) volum inițial (V1) = normalitate a Soluției Finale (N2) volum Final (V2)
calculați normalitatea din molaritate
este ușor să calculați normalitatea din molaritate pentru o soluție acidă sau bazică dacă cunoașteți numărul de ioni de hidrogen (acid) sau hidroxid (bază) produși. Adesea, nu trebuie să spargeți calculatorul.
de exemplu, o soluție de acid clorhidric 2 M (HCl) este, de asemenea, o soluție de HCl 2 N, deoarece fiecare moleculă de acid clorhidric formează un mol de ioni de hidrogen. În mod similar, o soluție de 2 m acid sulfuric H2SO4) este o soluție de 4 N H2SO4 deoarece fiecare moleculă de acid sulfuric produce doi moli de ioni de hidrogen. O soluție de acid fosforic de 2 M (H3PO4) este o soluție de 6 N H3PO4, deoarece acidul fosforic produce 3 moli de ioni de hidrogen. Trecerea la baze, o soluție de NaOH de 0,05 m este, de asemenea, o soluție de NaOH de 0,05 N, deoarece hidroxidul de sodiu produce un mol de ioni de hidroxid.
uneori chiar și problemele simple necesită un calculator. De exemplu, să găsim normalitatea de 0,0521 m H3PO4.
N = M X n
N = (0.0521 mol/L) (3 eq/1mol)
N = 0,156 eq/l = 0,156 n
rețineți că normalitatea depinde de speciile chimice. Deci, dacă aveți un litru de soluție 1 n H2SO4, vă va oferi 1 N de ioni de hidrogen (H+) într-o reacție acido– bazică, dar numai 0,5 N ioni de sulfat (SO4 -) într-o reacție de precipitare.
normalitatea depinde și de reacția chimică. De exemplu, să găsim normalitatea de 0,1 M H2SO4 (acid sulfuric) pentru reacție:
H2SO4 + 2 NaOH Na2SO4 + 2 H2O
conform ecuației, 2 moli de ioni H+ (2 echivalenți) din acidul sulfuric reacționează cu hidroxidul de sodiu (NaOH) pentru a forma sulfat de sodiu (Na2SO4) și apă. Folosind ecuația:
n = molaritate x echivalenți
N = 0,1 x 2
N = 0,2 n
chiar dacă vi se oferă informații suplimentare (numărul de moli de hidroxid de sodiu și apă), acestea nu afectează răspunsul la această problemă. Normalitatea depinde de numărul de ioni de hidrogen care participă la reacție. Deoarece acidul sulfuric este un acid puternic, știți că se disociază complet în ionii săi.
uneori nu toți ionii de hidrogen dintr-un reactant participă la reacție. De exemplu, să găsim normalitatea de 1,0 M H3AsO4 în această reacție:
H3AsO4 + 2 NaOH Na2HAsO4 + 2 H2O
Dacă te uiți la reacție, vezi doar doi dintre ionii de hidrogen din H3AsO4 reacționează cu NaOH pentru a forma produsul. Deci, există 2 echivalente și nu 3 așa cum v-ați putea aștepta. Puteți găsi normalitatea folosind ecuația:
N = molaritate x număr de echivalenți
N = 1,0 x 2
N = 2.0 N
exemplu: normalitatea unei soluții de sare
găsiți normalitatea a 0,321 g carbonat de sodiu într-o soluție de 250 mL.în primul rând, trebuie să cunoașteți formula carbonatului de sodiu pentru a-i calcula greutatea moleculară și astfel puteți vedea ce ioni formează atunci când se dizolvă. Carbonatul de sodiu este Na2CO3 și greutatea sa moleculară este de 105,99 g / mol. Când se dizolvă, formează doi ioni de sodiu și un ion carbonat. Configurați problema astfel încât unitățile să se anuleze pentru a da un răspuns în echivalente pe litru:
N = (masa în grame x echivalente)/(volum în litri x greutate moleculară)
re-scriere pentru a face unitatea de anulare ușor pentru a vedea:
N = (0.321 g) x (1 mol/105.99 g) x (2 eq / 1 mol)/0.250 L
N = 0.0755 eq/l = 0.0755 n
exemplu: titrare acido-bazic
găsiți concentrația normală de acid citric atunci când 25,00 ml soluție de acid citric este titrată cu 28,12 ml soluție 0,1718 n Koh.
pentru a rezolva această problemă, utilizați formula:
Na Inktiv Va = NB Inktivvb
na inktiv (25,00 mL) = (0,1718 N) (28,12 mL)
Na = (0,1718 n) (28,12 mL)/(25,00 mL)
Na = 0.1932 n
limitări ale utilizării normalității
există considerații de reținut atunci când se utilizează normalitatea:
- normalitatea necesită întotdeauna un factor de echivalență.
- normalitatea depinde de temperatură. Atâta timp cât faceți toate lucrările de laborator la aceeași temperatură (adică temperatura camerei), este stabil, dar dacă fierbeți sau refrigerați o soluție, toate pariurile sunt oprite. Dacă vă așteptați la schimbări dramatice de temperatură, utilizați o unitate diferită, cum ar fi molaritatea sau procentul de masă.
- normalitatea depinde de substanța și reacția chimică studiată. De exemplu, dacă calculați normalitatea unui acid în raport cu o anumită bază, poate fi diferit dacă schimbați baza.