Tabla de Contenidos
N harfi ile temsil edilen normallik , her bir litre çözeltide çözünen maddenin eşdeğer sayısını ifade eden bir kimyasal konsantrasyon birimidir. “Normal” olarak okunan eq.L -1 veya eq/L birimleri cinsinden ifade edilir (yani, 0,1 eq/L konsantrasyonu 0,1 normal olarak okunur). Hangi reaktif kullanılırsa kullanılsın stokiyometrik hesaplamaları büyük ölçüde kolaylaştıran çok kullanışlı bir konsantrasyon birimidir.
Bununla birlikte, aynı zamanda, özellikle aynı çözelti birden fazla normal konsantrasyona sahip olabileceğinden, biraz karışıklığa yol açabilecek bir konsantrasyon birimidir. Bunun nedeni, eşdeğer sayısı kavramının, çözünenin ne için kullanıldığına veya ne tür kimyasal reaksiyonlara katılacağına bağlı olmasıdır.
Aşağıdaki bölümlerde, diğer konsantrasyon birimleri de dahil olmak üzere farklı verilerden normalliğin nasıl hesaplanacağı ayrıntılı olarak açıklanmaktadır.
Normalliği hesaplamak için formüller
Normalliği hesaplamak için formüller, molarite için olanlara çok benzer. Normallik tanımının matematiksel formu şöyledir:
nerede n eş. çözünen, çözünen eşdeğerlerinin sayısını temsil eder ve V solüsyonu, litre cinsinden ifade edilen solüsyonun hacmini temsil eder. Eşdeğerlerin sayısı önceden bilinmiyorsa, ancak çözünen maddenin kütlesi biliniyorsa (çok yaygın bir durum), o zaman eşdeğer sayısının kütlenin eşdeğer ağırlığa bölünmesiyle hesaplanması gerçeğinden yararlanabiliriz. Bunu yukarıdaki formülde yerine koyarsak, şunları elde ederiz:
PE çözünen (çözünenin eşdeğer ağırlığı), çözünen maddenin 1 eşdeğerinin gram cinsinden ağırlığını temsil eder.
Bir maddenin eşdeğer ağırlığı, molar kütlesinin maddenin her molü için eşdeğer sayısını temsil eden ve ω (Yunanca omega harfi) olarak adlandıracağımız bir tamsayıya bölünmesiyle verilir. Demek ki:
Bu denklemi öncekiyle birleştirerek şunu elde ederiz:
Çözenin kütlesinden , molar kütlesinden (veya tam olarak aynı olmasa da moleküler ağırlığından) ve çözeltinin hacminden normalliği hesaplamak için kullanılabilir . Ayrıca, çözünen için ω’yi bilmek gerekir ve aynı çözünen için ω farklı değerlere sahip olabileceğinden, normallikle ilgili ana kafa karışıklığının kaynağı burasıdır.
eşdeğer sayısı kavramı
Eşdeğer sayısı kavramını anlamanın anahtarı ve aslında “normal” konsantrasyon veya normallik olarak adlandırılmasının nedeni ω’de yatmaktadır. Bu sayı, çözünenin kullanıldığı kullanıma veya katılacağı kimyasal reaksiyona bağlıdır.
En az iki kimyasal madde içeren her bir ana kimyasal reaksiyon türü için, “Normal” reaktan olarak adlandıracağımız şeyi tanımlayabiliriz; bu, mümkün olan en basit versiyona katılan reaktanı tanımlamak için kullandığımız genel bir terimden başka bir şey değildir. türün özel tepkisi.
Örneğin , bir asit-baz reaksiyonundan bahsediyorsak , en basit durum, herhangi bir monoprotik asidin (HA) bir monobazik bazla (B) reaksiyona girerek aşağıdaki reaksiyona göre ilgili eşlenik çiftleri vermesidir:
Monoprotik asit HA ve monobazik baz B, sırasıyla normal asit ve baz dediğimiz şeydir. Bu, HCI veya HNO3 gibi herhangi bir asidin normal bir asit olduğu ve NaOH veya NH3 gibi herhangi bir bazın normal bir baz örneği olacağı anlamına gelir.
Şimdi diprotik olan sülfürik asit (H2S04 ) gibi bir asit düşünürsek , normal bir bazla reaksiyon şöyle olur :
Gördüğümüz gibi, bu asidin her bir molü 2 mol normal asit ile “eşdeğerdir” , çünkü iki mol normal baz tüketir. Bu nedenle, sülfürik asit molü başına eşdeğer sayısının 2 olduğunu söylüyoruz (ω=2 eq/mol). Bu nedenle, 0.1 molar H2S04 çözeltisi, 0.2 molar normal asit çözeltisine eşdeğerdir, bu nedenle söz konusu çözeltinin normalliğinin 0.2 olduğunu söylüyoruz .
Başka bir deyişle, normallik kavramını , normal bir reaktanın çözünen madde ile aynı tür kimyasal reaksiyona katılmasına eşdeğer molar konsantrasyon olarak yeniden tanımlayabiliriz .
Asit-baz reaksiyonları, tipik bir kimyasal reaksiyonun sadece bir örneğidir. Başka reaksiyonlar da vardır ve bunların her biri için normal reaktanı tanımlamanın (yani, ω’yi tanımlamanın) belirli bir yolu vardır. Aşağıdaki tablo, dahil olacağı reaksiyona bağlı olarak her bir çözünen türü için ω’nin nasıl belirlendiğini gösterir:
| kimyasal reaksiyon türü | reaktif tipi | Mol başına eşdeğer sayısı (ω) |
| Tuz metatez reaksiyonları | iyonik tuzlar | ω, nötr tuzdaki pozitif veya negatif yüklerin toplam sayısı ile verilir (her iki sayı da aynıdır). Katyon sayısı ile yükün veya anyon sayısı ile bunların çarpılmasıyla hesaplanır. |
| Asit Baz Reaksiyonları | asitler | ω, reaksiyonda pes eden hidrojenlerin sayısı ile verilir. |
| bazlar | ω yakalayabildiği hidrojen sayısı ile verilir | |
| redoks reaksiyonları | oksitleyici maddeler | ω, dengeli indirgeme yarı reaksiyonunda her bir oksitleyici madde molekülü tarafından yakalanan elektronların sayısı ile verilir. |
| indirgeyici ajanlar | ω, dengeli oksidasyon yarı reaksiyonunda her bir indirgeyici ajan molekülünün bıraktığı elektronların sayısı ile verilir. | |
| Reaksiyonlara katılmayan çözünen maddeler | ——- | ω 1eq/mol değerindedir |
Normallik ne zaman kullanılır?
Normallik, dengeli veya dengeli kimyasal reaksiyonlar yazmaya gerek kalmadan stokiyometrik hesaplamaları kolaylaştırdığından, esas olarak çözeltideki kimyasal reaksiyonları içeren durumlarda kullanılır.
Mol başına eşdeğer sayısının tanımlanma şekli nedeniyle, stokiyometrik oranlarda reaksiyona girdiklerinde bir tepkenin eşdeğer sayısı her zaman diğerinin eşdeğer sayısına eşit olacaktır.
Eşdeğer sayısı çözeltinin normalliğinden ve hacminden kolayca bulunabileceğinden, reaksiyonun detayları hakkında endişelenmeden stokiyometrik hesaplamaları çok hızlı bir şekilde gerçekleştirebiliriz.
Bu özellikle hacimsel titrasyonlarda veya titrasyonlarda pratiktir, çünkü titrasyonun eşdeğerlik noktasında şu her zaman doğru olacaktır:
Ve eşdeğerleri hacmin normalliği ile değiştirerek şunu elde ederiz:
Diğer konsantrasyon birimlerinden normallik nasıl hesaplanır?
Başlangıç molaritesi (M)
Molarite ve normalite arasında dönüştürme yapmak çok kolaydır, çünkü aşağıda gösterildiği gibi ikincisi her zaman birincinin tamsayı katıdır:
Bir çözümün molaritesini biliyorsak, molariteyi mol başına karşılık gelen eşdeğer sayısı ω ile çarparak çeşitli normalliklerini hesaplayabiliriz.
Yüzde m/V’den (%m/V)
Kütle – hacim yüzdesi, 100 mL çözelti başına çözünen maddenin gram cinsinden kütlesini gösterir. Bunu dikkate alarak, kütle-hacim yüzdesi cinsinden normallik şu şekildedir:
Bu denklemde 10 faktörü, mL’den L’ye (1000) dönüştürme faktöründen ve yüzde formülünden %100 gelir. Birim tutarlılığı sağlamak için, yüzde birimi g/mL ve faktör 10, ml/L olarak verilmelidir.
Yüzde m/m’den (%m/m)
%m/V’yi normale dönüştürmekle %m/m’yi dönüştürmek arasındaki tek fark, 100 g solüsyonu (%m/m’nin) şuna dönüştürebilmek için solüsyonun yoğunluğuyla çarpmanız gerekmesidir. hacim. Denklemi yeniden düzenledikten ve tüm dönüşümleri yaptıktan sonra, formül kalır:
burada tüm faktörler öncekiyle aynı anlama gelir ve d solüsyonu , solüsyonun g/mL cinsinden yoğunluğudur.
Normalliği Hesaplama Adımları
1. Adım: Gerekli verileri elde edin
Bu adımda, çözelti, çözünen veya çözücü hakkında hangi verilere sahip olduğumuzu analiz ederiz. Bu, kütleleri, eşdeğer sayısını, hacimleri, yoğunlukları veya diğer konsantrasyon birimlerini içerebilir.
2. Adım: Uygun formülü seçin
Hangi verilere sahip olduğumuzu öğrendikten sonra, hangi formülleri kullanacağımızı seçebiliriz. Örneğin, çözeltinin hacmini ve eşdeğer sayısını biliyorsak, önceki formülü kullanırız, ancak m/m yüzdesini ve yoğunluğu biliyorsak, ikincisini kullanırız.
Adım 3: ω’yi belirlemek için çözüneni analiz edin
Bu, önce çözünen maddenin bir tuz, asit, baz veya oksitleyici veya indirgeyici bir madde olarak ω atanıp atanmayacağını görmek için katılacağı reaksiyon tipinin belirlenmesini içerir. Aynı bileşiğin farklı şekillerde reaksiyona girebileceği durumlar vardır. Örneğin, potasyum dikromat (K2Cr207 ) hem bazik bir tuz hem de oksitleyici bir maddedir , dolayısıyla sanki bir baz, bir tuz veya bir oksitleyici maddeymiş gibi ω atanabilir.
İPUCU: Ne için kullanılacağı hakkında bilginiz yoksa, genel kural tuzların asit, baz, oksitleyici veya indirgeyici maddeler olsalar bile her zaman tuz olarak ele alınmasıdır. Moleküler (iyonik olmayan) çözünenlerle aynı, bu durumda ω=1 alınır.
4. Adım: Formülü uygulayın
ω ve diğer tüm bilgilere sahip olarak, geriye kalan tek şey formülü uygulamaktır. Dikkate alınması gereken tek ayrıntı, hesaplamalarımızın tutarlı olması için tüm değişkenlerin doğru birimlerde olduğundan emin olmamız gerektiğidir.
Normallik hesaplama örnekleri
örnek 1
350 mg sodyum sülfat (Na 2S04 ) 150 mL çözelti içinde çözülerek hazırlanan çözeltinin normalliğini belirleyiniz .
ÇÖZÜM:
Adım 1 ve 2: Bu durumda, çözünenin kütlesine (350mg) ve çözeltinin hacmine (150mL) sahibiz, yani denklem 3’ü kullanacağız:
Ayrıca sodyum, kükürt ve oksijenin atomik kütleleri kullanılarak tuzun molar kütlesinin 142 g/mol olduğu belirlenir.
Adım 3: Sodyum sülfat, iki Na + katyonu ve bir S04 2 – anyonundan oluşan bir tuzdur . Dolayısıyla bu durumda ω 2x(1)=1x(2)=2 eq/mol değerindedir.
Adım 4: Son olarak veriler yerine konur, gram ve litreye dönüşümler yapılır ve normallik hesaplanır:
Bu nedenle çözelti, normal 0.0329 sodyum sülfat konsantrasyonuna sahiptir.
Örnek 2
10 mL %25 m/v konsantre fosforik asit çözeltisini 250 mL nihai hacme seyrelterek hazırlanan bir çözeltinin normalliğini belirleyin.
ÇÖZÜM:
Adım 1 ve 2: Bu durumda seyreltilmiş konsantre bir solüsyonla başlarsınız. İlk çözeltinin normalliğini hesaplayabilir ve ardından seyreltilmiş çözeltinin normalliğini hesaplayabilir veya önce seyreltmeyi ve sonra normale dönüştürmeyi gerçekleştirebiliriz. Bu örnekte, ikinci yolu yapacağız.
Seyreltme olduğu için seyreltme formülü uygulanır:
Bizi ilgilendiren, seyreltilmiş çözeltinin konsantrasyonunun nereden temizlendiği:
Ayrıca çözünen maddenin (H 3PO 4 ) 98.0 g/mol olan molar kütlesine de ihtiyacımız var . Bunlarla, denklem 5’in formülünü kullanarak normalliği hesaplayabiliriz:
Adım 3: Fosforik asit bir asittir, dolayısıyla ω, içerdiği iyonlaşabilen protonların sayısı ile verilir. Bir triprotik asit olduğu için ω=3 eq/mol.
Adım 4: Şu formülü uyguluyoruz:
Bu nedenle, seyreltilmiş çözelti, normal bir 0.306 fosforik asit konsantrasyonuna sahiptir.
Örnek 3
Ca2 + iyonlarının 0,05 molar çözeltisinin normalliğini belirleyin .
ÇÖZÜM:
Bu, özel ve oldukça yaygın bir durumdur, çünkü çoğu zaman önemli olan, tam bir tuzun değil, belirli bir iyonun konsantrasyonudur. Bu olduğunda, her şey aynı şekilde yapılır, sadece mol başına eşdeğer sayısı iyonun yükü olarak alınır, bu durumda 2.
Bu durumda molarite bilindiğinden, denklem 4’ü kullanırız:
Son olarak, çözelti, normal bir 0.1 kalsiyum iyonu konsantrasyonuna sahiptir.
Referanslar
Chang, R. ve Goldsby, K. (2013). Kimya (11. baskı). McGraw-Hill Interamericana de España SL
normallik _ (2020, 12 Haziran). Alicante sunucusu. https://glosarios.servidor-alicante.com/quimica/normalidad
quimicas.net. (t.d.). Normallik örnekleri . https://www.quimicas.net/2015/05/ejemplos-de-normalidad.html
UNAM CCH “Doğu.” (2019, 23 Eylül). Olağan konsantrasyon . Slayt paylaşımı. https://es.slideshare.net/Amon_Ra_C/normal-konsantrasyon
