Das normal Es ist ein Maß für die Konzentration, die in der Chemie von Lösungen immer seltener verwendet wird. Es zeigt an, wie reaktiv die Lösung der gelösten Spezies ist und nicht wie hoch oder verdünnt ihre Konzentration ist. Sie wird als Grammäquivalente pro Liter Lösung (Gl. / L) ausgedrückt..
In der Literatur ist viel Verwirrung und Debatte über den Begriff „Äquivalent“ aufgetreten, da er variiert und für alle Substanzen einen eigenen Wert hat. Ebenso hängen die Äquivalente von der betrachteten chemischen Reaktion ab; Daher kann Normalität nicht willkürlich oder global verwendet werden.
Aus diesem Grund hat die IUPAC empfohlen, die Verwendung zum Ausdrücken von Lösungskonzentrationen einzustellen..
Es wird jedoch immer noch in Säure-Base-Reaktionen verwendet, die in der Volumetrie weit verbreitet sind. Dies liegt zum Teil daran, dass die Berechnungen unter Berücksichtigung der Äquivalente einer Säure oder Base viel einfacher sind. Darüber hinaus verhalten sich Säuren und Basen in allen Szenarien immer gleich: Sie setzen Wasserstoffionen frei oder akzeptieren sie, H.+.
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Obwohl Normalität durch ihre bloße Definition Verwirrung stiften kann, ist sie kurz gesagt nichts anderes als Molarität multipliziert mit einem Äquivalenzfaktor:
N = nM
Wobei n der Äquivalenzfaktor ist und von der reaktiven Spezies sowie der Reaktion abhängt, an der es beteiligt ist. Wenn man dann seine Molarität M kennt, kann seine Normalität durch einfache Multiplikation berechnet werden.
Wenn andererseits nur die Masse des Reagenz verfügbar ist, wird sein Äquivalentgewicht verwendet:
PE = PM / n
Wobei MW das Molekulargewicht ist. Sobald Sie PE und die Masse des Reaktanten haben, wenden Sie einfach eine Division an, um die im Reaktionsmedium verfügbaren Äquivalente zu erhalten:
Gleichung = g / PE
Und schließlich besagt die Definition von Normalität, dass sie die Grammäquivalente (oder Äquivalente) pro Liter Lösung ausdrückt:
N = g / (PE ≤ V)
Was ist gleich
N = Gl. / V.
Nach diesen Berechnungen wird erhalten, wie viele Äquivalente die reaktive Spezies pro 1 l Lösung hat; oder wie viele mEq gibt es pro 1 ml Lösung.
Aber was sind die Äquivalente? Sie sind die Teile, die eine Reihe reaktiver Spezies gemeinsam haben. Was passiert zum Beispiel mit Säuren und Basen, wenn sie reagieren? Frei oder akzeptiere H.+, unabhängig davon, ob es sich um ein Hydracid (HCl, HF usw.) oder ein Oxacid (H) handeltzweiSW4, HNO3, H.3PO4, usw.).
Die Molarität unterscheidet nicht die Anzahl von H, die die Säure in ihrer Struktur hat, oder die Menge an H, die eine Base aufnehmen kann; Betrachten Sie einfach das Ganze im Molekulargewicht. Die Normalität berücksichtigt jedoch das Verhalten der Spezies und damit den Grad der Reaktivität.
Wenn eine Säure ein H freisetzt+, molekular kann es nur eine Base akzeptieren; Mit anderen Worten, ein Äquivalent reagiert immer mit einem anderen Äquivalent (OH im Fall von Basen). Wenn eine Spezies Elektronen spendet, muss eine andere Spezies die gleiche Anzahl von Elektronen akzeptieren..
Hier kommt die Vereinfachung der Berechnungen: Wenn man die Anzahl der Äquivalente einer Art kennt, ist genau bekannt, wie viele Äquivalente von den anderen Arten reagieren. Bei der Verwendung von Molen müssen Sie die stöchiometrischen Koeffizienten der chemischen Gleichung einhalten.
Beginnend mit dem HF- und H-PaarzweiSW4, Um zum Beispiel die Äquivalente in seiner Neutralisationsreaktion mit NaOH zu erklären:
HF + NaOH => NaF + H.zweiODER
H.zweiSW4 + 2NaOH => NazweiSW4 + 2HzweiODER
Zur Neutralisation von HF wird ein Mol NaOH benötigt, während H.zweiSW4 erfordert zwei Mol Base. Dies bedeutet, dass HF reaktiver ist, da es für seine Neutralisation eine geringere Menge an Base benötigt. Warum? Weil HF 1H (ein Äquivalent) und H hatzweiSW4 2H (zwei Äquivalente).
Es ist wichtig zu betonen, dass HF, HCl, HI und HNO3 Sie sind gemäß der Normalität "genauso reaktiv", die Art ihrer Bindungen und daher ihre Säurestärke sind völlig unterschiedlich.
Wenn man dies weiß, kann die Normalität für jede Säure berechnet werden, indem die Anzahl von H mit ihrer Molarität multipliziert wird:
1 ≤ M = N (HF, HCl, CH3COOH)
2 ∙ M = N (H.zweiSW4, H.zweiSeO4, H.zweiS)
Mit dem H.3PO4 Sie haben 3H und daher drei Äquivalente. Es ist jedoch eine viel schwächere Säure, so dass es nicht immer sein gesamtes H freisetzt+.
Darüber hinaus reagieren in Gegenwart einer starken Base nicht alle ihrer Hs notwendigerweise.+;; Dies bedeutet, dass auf die Reaktion geachtet werden sollte, an der Sie teilnehmen:
H.3PO4 + 2KOH => K.zweiHPO4 + 2HzweiODER
In diesem Fall ist die Anzahl der Äquivalente gleich 2 und nicht 3, da nur 2H reagieren+. Während dieser anderen Reaktion:
H.3PO4 + 3KOH => K.3PO4 + 3HzweiODER
Es wird angenommen, dass die Normalität von H.3PO4 ist das Dreifache seiner Molarität (N = 3 ∙ M), da diesmal alle seine Wasserstoffionen reagieren.
Aus diesem Grund reicht es nicht aus, eine allgemeine Regel für alle Säuren anzunehmen, sondern es muss auch genau bekannt sein, wie viele H.+ an der Reaktion teilnehmen.
Ein sehr ähnlicher Fall tritt bei den Basen auf. Für die folgenden drei mit HCl neutralisierten Basen haben wir:
NaOH + HCl => NaCl + H.zweiODER
Ba (OH)zwei + 2HCl => BaClzwei + 2HzweiODER
Al (OH)3 + 3HCl => AlCl3 + 3HzweiODER
El Al (OH)3 es braucht dreimal mehr Säure als NaOH; das heißt, das NaOH benötigt nur ein Drittel der Menge der zugesetzten Base, um das Al (OH) zu neutralisieren.3.
Daher ist NaOH reaktiver, da es 1OH (ein Äquivalent) aufweist; das Ba (OH)zwei hat 2OH (zwei Äquivalente) und das Al (OH)3 drei Äquivalente.
Obwohl es OH-Gruppen fehlt, ist NazweiCO3 kann bis zu 2H aufnehmen+, und deshalb hat es zwei Äquivalente; aber wenn Sie nur 1H akzeptieren+, dann mit einem Äquivalent teilnehmen.
Wenn sich ein Kation und ein Anion zu einem Salz verbinden, entspricht die Anzahl der Äquivalente für jedes Kationen seiner Ladung:
Mgzwei+ + 2Cl- => MgClzwei
Somit ist die Mgzwei+ hat zwei Äquivalente, während Cl- hat nur einen. Aber was ist die Normalität von MgClzwei? Sein Wert ist relativ, er kann 1 M oder 2 & mgr; M betragen, abhängig davon, ob das Mg berücksichtigt wird.zwei+ oder Cl-.
Die Anzahl der Äquivalente für die an Redoxreaktionen beteiligten Spezies entspricht der Anzahl der Elektronen, die während derselben gewonnen oder verloren werden..
3CzweiODER4zwei- + CrzweiODER7zwei- + 14H+ => 2Cr3+ + 6COzwei + 7HzweiODER
Was wird die Normalität für die C seinzweiODER4zwei- und der CrzweiODER7zwei-? Dabei sind die Teilreaktionen zu berücksichtigen, an denen Elektronen als Reaktanten oder Produkte teilnehmen:
C.zweiODER4zwei- => 2COzwei + 2e-
CrzweiODER7zwei- + 14H+ + 6e- => 2Cr3+ + 7HzweiODER
Jeder C.zweiODER4zwei- setzt 2 Elektronen frei und jedes CrzweiODER7zwei- akzeptiert 6 Elektronen; und nach dem Auswuchten ist die resultierende chemische Gleichung die erste der drei.
Also die Normalität für C.zweiODER4zwei- ist 2 ∙ M und 6 ∙ M für CrzweiODER7zwei- (Denken Sie daran, N = nM).
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