נורמלית היא מדד של ריכוז ויותר בשימוש בתדירות נמוכה יותר, בכימיה פתרון. זה מציין עד כמה הפתרון של המין המומס תגובתי תגובתי, במקום כמה גבוה או מדלל ריכוזו. זה בא לידי ביטוי כמקבילות גרם לליטר תמיסה (Eq / L).
בלבול ודיון רבים התגלעו בספרות לגבי המונח 'שווה ערך', מכיוון שהוא משתנה ויש לו ערך משלו לכל החומרים. כמו כן, המקבילות תלויות בתגובה הכימית הנחשבת; לכן לא ניתן להשתמש בנורמליות באופן שרירותי או גלובלי.
מקור: Pexels
מסיבה זו, IUPAC המליץ להפסיק להשתמש בו כדי לבטא ריכוזי פתרונות.
עם זאת, הוא עדיין משמש בתגובות על בסיס חומצה, הנמצא בשימוש נרחב בכלי נפח. הסיבה לכך היא בין השאר מכיוון ששקלת המקבילות של חומצה או בסיס, היא מקלה על החישובים הרבה יותר; יתר על כן, חומצות ובסיסים תמיד מתנהגים באותו אופן כנגד כל התרחישים: הם משחררים או מקבלים יוני מימן, H + .
מהי נורמליות?
נוסחאות
למרות שהנורמליות מעצם הגדרתה יכולה ליצור בלבול, בקיצור, זו לא יותר מאשר מולולריות כפול גורם שקילות:
N = nM
כאשר n הוא גורם השקילות ותלוי במין המגיב, כמו גם בתגובה בה הוא משתתף. ואז, בידיעת המולאריות שלה, M, ניתן לחשב את הנורמליות שלה על ידי כפל פשוט.
אם לעומת זאת, רק מסת המיגיב זמינה, ישמש את משקלו המקביל:
PE = PM / n
כאשר MW הוא המשקל המולקולרי. ברגע שיש לך PE, ואת המסה של המגיב, פשוט החל חלוקה כדי להשיג את המקבילות הזמינות במדיום התגובה:
משקל = g / PE
ולבסוף, ההגדרה של נורמליות אומרת שהיא מבטאת את מקבלי הגרם (או המקבילות) לכל ליטר אחד של פתרון:
N = g / (PE ∙ V)
מה שווה ל
N = משקל / V
לאחר חישובים אלה מתקבל כמה מקבילות יש למין המגיב לכל 1 ליטר של פתרון; או, כמה mEq יש לכל 1 מ"ל פתרון.
מקבילות
אבל מהם המקבילות? הם החלקים המשותפים לסט של מינים תגוביים. לדוגמה, לחומצות ובסיסים, מה קורה להם כשהם מגיבים? הם משחררים או מקבלים את H + , ללא קשר לשאלה אם מדובר במידן חומצה (HCl, HF וכו '), או בחמצן (H 2 SO 4 , HNO 3 , H 3 PO 4 וכו').
המולאריות אינה מבדילה את מספר ה- H שיש לחומצה במבנה שלה, או את כמות ה- H שבסיס יכול לקבל; רק שקול את כל המערכות במשקל מולקולרי. עם זאת, נורמליות לוקחת בחשבון את אופן התנהגותם של המין, ולכן, את מידת התגובה.
אם חומצה משחררת H + , באופן מולקולרי רק בסיס יכול לקבל אותה; במילים אחרות, המקבילה מגיבה תמיד עם שווה ערך אחר (OH, במקרה של בסיסים). באופן דומה, אם מין אחד תורם אלקטרונים, מין אחר חייב לקבל את אותו מספר אלקטרונים.
מכאן נובע הפשט של החישובים: לדעת את מספר המקבילות של מין אחד, ידוע כמה הם המקבילות המגיבות מהזן האחר. ואילו בעזרת שומות, עליך לדבוק במקדמים הסטויו-מטריים של המשוואה הכימית.
דוגמאות
חומצות
החל מהצמד HF ו- H 2 SO 4 , למשל, כדי להסביר את המקבילות בתגובת הנטרול שלהם עם NaOH:
HF + NaOH => NaF + H 2 O
H 2 SO 4 + 2NaOH => Na 2 SO 4 + 2H 2 O
כדי לנטרל HF, יש צורך בשומה אחת של NaOH ואילו H 2 SO 4 דורש שני שומות של בסיס. משמעות הדבר היא ש- HF מגיב יותר מכיוון שהוא זקוק לכמות בסיס קטנה יותר לנטרולו. למה? מכיוון של- HF יש 1H (שווה ערך אחד), ו- H 2 SO 4 2H (שתי מקבילות).
חשוב להדגיש כי למרות ש- HF, HCl, HI ו- HNO 3 "מגיבים באותה מידה" בהתאם לנורמליות, אופי הקשרים שלהם, ולכן חוזק החומציות שלהם, שונים לחלוטין.
לכן, בידיעה זאת ניתן לחשב את הנורמליות עבור כל חומצה על ידי הכפלת מספר H במולאריות שלה:
1 ∙ M = N (HF, HCl, CH 3 COOH)
2 ∙ M = N (H 2 SO 4 , H 2 SeO 4 , H 2 S)
תגובת H
עם H 3 PO 4 יש לך 3H, ולכן יש לו שלוש מקבילות. עם זאת, מדובר בחומצה חלשה בהרבה, כך שהיא לא תמיד משחררת את כל ה- H + שלה .
יתר על כן, בנוכחות בסיס חזק לא כל H + שלו בהכרח מגיב ; המשמעות היא שיש לשים לב לתגובה בה אתה משתתף:
H 3 PO 4 + 2KOH => K 2 HPO 4 + 2H 2 O
במקרה זה, מספר המקבילות שווה ל -2 ולא ל -3, מכיוון שרק 2H + מגיבים . ואילו בתגובה אחרת זו:
H 3 PO 4 + 3KOH => K 3 PO 4 + 3H 2 O
זה נחשב כי הנורמליות של H 3 PO 4 היא פי שלוש את המולאריות שלה (N = 3 ∙ M), שכן הפעם כל יוני המימן שלו מגיבים.
מסיבה זו, לא די בהנחת כלל כללי לכל החומצות, אלא גם, יש לדעת בדיוק כמה H + משתתפים בתגובה.
בסיסים
מקרה דומה מאוד מתרחש עם הבסיסים. לשלושת הבסיסים הבאים שנוטרלו עם HCl יש לנו:
NaOH + HCl => NaCl + H 2 O
Ba (OH) 2 + 2HCl => BaCl 2 + 2H 2 O
Al (OH) 3 + 3HCl => AlCl 3 + 3H 2 O
Al (OH) 3 זקוק לשלוש פעמים יותר חומצה מאשר NaOH; כלומר, ה- NaOH זקוק רק לשליש מכמות הבסיס הנוספת כדי לנטרל את ה- Al (OH) 3 .
לכן NaOH הוא תגובתי יותר, מכיוון שיש לו 1OH (שווה ערך אחד); ל- Ba (OH) 2 יש 2OH (שני מקבילות), ו- Al (OH) 3 שלוש שקולות.
למרות שאין לה קבוצות OH, Na 2 CO 3 מסוגל לקבל עד 2H + , ולכן יש לו שני מקבילות; אבל אם אתה מקבל רק 1H + , אתה משתתף עם שווה ערך.
בתגובות משקעים
כאשר קטיון ואניון מתחברים זה לזה כדי לזרום למלח, מספר המקבילות לכל אחד שווה למטען שלו:
Mg 2+ + 2Cl - => MgCl 2
לפיכך, ל- Mg 2+ יש שתי מקבילות, ואילו ל- Cl - יש רק אחת. אך מהי הנורמליות של MgCl 2 ? הערך שלו הוא יחסי, זה יכול להיות 1M או 2 ∙ M, תלוי אם Mg 2+ או Cl - נחשב .
בתגובות redox
מספר המקבילות למין המעורב בתגובות redox שווה למספר האלקטרונים שנצברו או אבדו במהלך אותו זמן.
3C 2 O 4 2- + Cr 2 O 7 2- + 14H + => 2Cr 3+ + 6CO 2 + 7H 2 O
מה תהיה הנורמליות עבור C 2 O 4 2- ו- Cr 2 O 7 2- ? לשם כך יש לקחת בחשבון את התגובות החלקיות בהן האלקטרונים משתתפים כתגובות או כמוצרים:
C 2 O 4 2- => 2CO 2 + 2e -
Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6e - => 2Cr 3+ + 7H 2 O
כל C 2 O 4 2- משחרר 2 אלקטרונים, וכל Cr 2 O 7 2- מקבל 6 אלקטרונים; ואחרי האיזון, המשוואה הכימית המתקבלת היא הראשונה מבין השלושה.
אז הנורמליות עבור C 2 O 4 2- היא 2 ∙ M, ו 6 ∙ M עבור Cr 2 O 7 2- (זכור, N = nM).
הפניות
- הלמנסטין, אן מארי, דוקטורט. (22 באוקטובר 2018). כיצד לחשב נורמליות (כימיה). התאושש מ: thoughtco.com
- Softschools. (2018). נוסחת נורמליות. התאושש מ: softschools.com
- הארווי ד (26 במאי 2016). תְקִינוּת. כימיה LibreTexts. התאושש מ: chem.libretexts.org
- ליס פילאר רודריגז מ '(2002). כימיה: השנה הראשונה לגיוון. Fundación Edit Salesiana, עמ '56-58.
- פיטר ג 'מיקולצקי, כריס הרן. (2018). בחינת המקבילות והנורמליות. חוברת כימיה עבור בובות. התאושש מ: dummies.com
- ויקיפדיה. (2018). ריכוז שווה. התאושש מ: en.wikipedia.org
- תְקִינוּת. . התאושש מ: faculte.chemeketa.edu
- Day, R., & Underwood, A. (1986). כימיה אנליטית כמותית (מהדורה חמישית). PEARSON Prentice Hall, עמ '67, 82.