16.1: Нормальність

Last updated
Save as PDF

Page ID: 24872

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Нормальність виражає концентрацію в терміні еквівалентів одного хімічного виду, які стехіометрично реагують з іншим хімічним видом. Зверніть увагу, що це визначення робить еквівалентну, а отже, і нормальність, функцію хімічної реакції. Хоча розчин H ₂ SO ₄ має єдину молярність, його нормальність залежить від його реакції.

Визначимо кількість еквівалентів n, використовуючи реакційну одиницю, яка входить до складу хімічного виду, що бере участь в хімічній реакції. У реакції опадів, наприклад, реакційною одиницею є заряд катіона або аніон, який бере участь в реакції; таким чином, для реакції

\[\ce{Pb^{2+}}(aq) + 2\ce{I-}(aq) \ce{<=>} \ce{PbI2}(s) \nonumber\]

n = 2 для Pb ² ⁺ і n = 1 для I ^—. У кислотно-лужної реакції реакційна одиниця - це кількість іонів H ⁺, які кислота дарує або яку приймає основа. Для реакції між сірчаною кислотою і аміаком

\[\ce{H2SO4}(aq) + 2\ce{NH3}(aq) \ce{<=>} 2\ce{NH4+}(aq) + \ce{SO4^{2-}} \nonumber\]

n = 2 для H ₂ SO ₄, оскільки сірчана кислота дарує два протони, а n = 1 для NH ₃, оскільки кожен аміак приймає один протон. Для реакції комплексоутворення одиницею реакції є кількість електронних пар, які приймає метал або які ліганд дарує. У реакції між Ag ⁺ і NH ₃

\[\ce{Ag+}(aq) + 2\ce{NH3}(aq) \ce{<=>} \ce{Ag(NH3)2+}(aq) \nonumber\]

n = 2 для Ag ⁺, оскільки іон срібла приймає дві пари електронів, а n = 1 для NH ₃, оскільки кожен аміак має одну пару електронів для пожертвування. Нарешті, в реакції окислення-відновлення реакційна одиниця - це кількість електронів, що виділяються відновником або прийняті окислювачем; таким чином, для реакції

\[2\ce{Fe^{3+}}(aq) + \ce{Sn^{2+}}(aq) \ce{<=>} \ce{Sn^{4+}}(aq) + 2\ce{Fe^{2+}}(aq) \nonumber\]

n = 1 для Fe ³ ⁺ і n = 2 для Sn ² ⁺. Зрозуміло, що визначення кількості еквівалентів для хімічного виду вимагає розуміння того, як він реагує.

Нормальність - це кількість еквівалентних ваг, EW, на одиницю об'єму. Еквівалентна вага - це відношення формульної маси хімічного виду, FW, до кількості його еквівалентів, n.

\[EW = \frac {FW} {n} \nonumber\]

Наступний простий зв'язок існує між нормальністю, N, і молярністю, M,

\[N = n \times M \nonumber\]