normalność jest jednostką stężenia roztworu chemicznego zdefiniowaną jako gram równoważnej masy roztworu na litr roztworu. Normalność nazywana jest również stężeniem równoważnym. Oznaczany jest symbolem ” N ” lub „eq / L” (odpowiedniki na litr). Aby znaleźć równoważnik gramowy, musisz wiedzieć, ile jonów wodorowych (H+ lub H3O+), jonów wodorotlenkowych (OH–) lub elektronów (e–) są przenoszone w reakcji lub musisz znać wartościowość gatunków chemicznych.
Międzynarodowa Unia Chemii Czystej i Stosowanej zniechęca do stosowania tej jednostki, ale można ją spotkać na lekcjach chemii lub w laboratorium, szczególnie przy miareczkowaniu kwasowo-zasadowym i reakcjach redoks. Oto spojrzenie na różne sposoby obliczania normalności rozwiązania, wraz z przykładami.
kroki rozwiązywania problemów normalności
- Uzyskaj informacje, aby określić liczbę utworzonych odpowiedników lub równoważną wagę substancji rozpuszczonych lub reagentów. Zazwyczaj, trzeba wiedzieć Walencja, Masa cząsteczkowa, i czy substancja całkowicie dysocjuje lub rozpuszcza.
- Oblicz gramowy odpowiednik substancji rozpuszczonej.
- pamiętaj, że objętość roztworu jest w litrach.
wzory normalności
istnieje kilka wzorów używanych do obliczania normalności. Którego użyjesz, zależy od sytuacji:
N = M x n
tutaj M to molowość w Mol na litr, a n to liczba wyprodukowanych odpowiedników. Liczba równoważników jest liczbą całkowitą dla reakcji kwasowo-zasadowych, ale może być ułamkiem w reakcji redoks.
n = liczba gramowych odpowiedników / objętość roztworu w litrach
N = Masa roztworu w gramach /
n = Molarity x kwasowość
N = Molarity x zasadowość
N1 V1 = N2 V2
w miareczkowaniu:
- N1 = normalność roztworu kwaśnego
- V1 = objętość roztworu kwaśnego
- N2 = normalność roztworu zasadowego
- V23 = objętość roztworu zasadowego
Alternatywnie można użyć tego równania do wytworzenia roztworów o różnych objętościach:
normalność początkowa (N1) × objętość początkowa (V1) = normalność roztworu końcowego (N2) × objętość końcowa (V2)
Oblicz normalność na podstawie Molowości
łatwo jest obliczyć normalność na podstawie molowości roztworu kwasu lub zasady, jeśli znasz liczbę wytworzonych jonów wodoru (kwasu) lub wodorotlenku (Zasady). Często nie musisz wyłamywać kalkulatora.
na przykład 2 M roztwór kwasu solnego (HCl) jest również roztworem 2 N HCl, ponieważ każda cząsteczka kwasu solnego tworzy jeden mol jonów wodorowych. Podobnie, 2 M roztwór kwasu siarkowego H2SO4) jest roztworem 4 N H2SO4, ponieważ każda cząsteczka kwasu siarkowego wytwarza dwa Mole jonów wodorowych. 2 M roztwór kwasu fosforowego (H3PO4) jest roztworem 6 N H3PO4, ponieważ kwas fosforowy wytwarza 3 Mole jonów wodorowych. Przechodząc na zasady, roztwór 0,05 M NaOH jest również roztworem 0,05 N NaOH, ponieważ wodorotlenek sodu wytwarza jeden mol jonów wodorotlenkowych.
czasami nawet proste problemy wymagają kalkulatora. Na przykład, znajdźmy normalność 0,0521 M H3PO4.
N = M x n
N =(0.0521 mol/L)(3 eq/1mol)
n = 0,156 eq/L = 0,156 n
należy pamiętać, że normalność zależy od gatunku chemicznego. Tak więc, jeśli masz jeden litr roztworu 1 N H2SO4, to da ci 1 N jonów wodorowych (H+) w reakcji kwasowo-zasadowej, ale tylko 0,5 N jonów siarczanowych (SO4–) w reakcji strącania.
normalność zależy również od reakcji chemicznej. Na przykład znajdźmy normalność 0,1 M H2SO4 (kwas siarkowy) dla reakcji:
H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 H2O
zgodnie z równaniem, 2 mole jonów H+ (2 odpowiedniki) z kwasu siarkowego reagują z wodorotlenkiem sodu (NaOH), tworząc siarczan sodu (Na2SO4) i wodę. Korzystając z równania:
n = molarność x odpowiedniki
N = 0,1 x 2
N = 0,2 n
mimo, że podano dodatkowe informacje (liczba moli wodorotlenku sodu i wody), nie wpływają one na odpowiedź na ten problem. Normalność zależy od liczby jonów wodorowych uczestniczących w reakcji. Ponieważ kwas siarkowy jest silnym kwasem, wiesz, że całkowicie dysocjuje na jony.
czasami nie wszystkie jony wodorowe w reagencie biorą udział w reakcji. Na przykład, znajdźmy normalność 1,0 M H3AsO4 w tej reakcji:
h3aso4 + 2 NaOH → na2haso4 + 2 H2O
Jeśli spojrzysz na reakcję, zobaczysz, że tylko dwa jony wodoru w H3AsO4 reagują z NaOH tworząc produkt. Tak więc, są 2 odpowiedniki, a nie 3, Jak można się spodziewać. Normalność można znaleźć za pomocą równania:
n = molarność x liczba odpowiedników
N = 1,0 x 2
N = 2.0 N
przykład: normalność roztworu soli
Znajdź normalność 0,321 g węglanu sodu w 250 mL roztworu.
Po pierwsze, musisz znać wzór na węglan sodu, aby obliczyć jego masę cząsteczkową i zobaczyć, jakie jony tworzy, gdy się rozpuszcza. Węglan sodu to Na2CO3, a jego masa cząsteczkowa wynosi 105,99 g / mol. Po rozpuszczeniu tworzy dwa jony sodu i jeden jon węglanowy. Skonfiguruj problem, aby jednostki się anulowały, aby dać odpowiedź w ekwiwalentach na litr:
N = (masa w gramach x ekwiwalenty) / (objętość w litrach x Masa cząsteczkowa)
ponowne zapisanie, aby łatwo było zobaczyć anulowanie jednostki:
N = (0,321 g) x (1 mol/105,99 g) x (2 Równoważniki/1 mol) / 0,250 L
N = 0,0755 równoważnik/L = 0,0755 N
przykład: miareczkowanie kwasowo-zasadowe
znajdź normalne stężenie kwasu cytrynowego, gdy 25,00 ml roztworu kwasu cytrynowego jest miareczkowane 28,12 ml 0,1718 N roztworu Koh.
aby rozwiązać ten problem, użyj wzoru:
na × VA = Nb × VB
na × (25,00 mL) = (0,1718 N) (28,12 mL)
Na = (0,1718 N) (28,12 mL)/(25,00 mL)
Na = 0.1932 N
ograniczenia stosowania normalności
istnieją względy, o których należy pamiętać podczas używania normalności:
- normalność zawsze wymaga współczynnika równoważności.
- normalność zależy od temperatury. Tak długo, jak wykonujesz wszystkie prace laboratoryjne w tej samej temperaturze (tj. temperaturze pokojowej), jest stabilny, ale jeśli gotujesz lub przechowujesz roztwór w lodówce, wszystkie zakłady są wyłączone. Jeśli spodziewasz się dramatycznych zmian temperatury, użyj innej jednostki, takiej jak molarność lub procent masy.
- normalność zależy od badanej substancji i reakcji chemicznej. Na przykład, jeśli obliczysz normalność kwasu w odniesieniu do pewnej zasady, może być inaczej, jeśli zmienisz zasadę.