Normaliteit berekenen (chemie)

De normaliteit van een oplossing is het gramequivalentgewicht van een opgeloste stof per liter oplossing. Het kan ook de equivalente concentratie worden genoemd. Het wordt aangegeven met het symbool N, eq / L of meq / L (= 0,001 N) voor concentratie-eenheden. De concentratie van een zoutzuuroplossing kan bijvoorbeeld worden uitgedrukt als 0,1 N HC1. Een gramequivalentgewicht of equivalent is een maat voor het reactieve vermogen van een bepaalde chemische soort (ion, molecuul, enz.). De equivalente waarde wordt bepaald met behulp van het molecuulgewicht en de valentie van de chemische soort. Normaliteit is de enige concentratie-eenheid die reactieafhankelijk is.

Hier zijn voorbeelden van het berekenen van de normaliteit van een oplossing.

Belangrijkste leerpunten

• Normaliteit is een concentratie-eenheid van een chemische oplossing, uitgedrukt als gram equivalent gewicht opgeloste stof per liter oplossing. Een gedefinieerde equivalentiefactor moet worden gebruikt om de concentratie uit te drukken.
• Veelvoorkomende eenheden van normaliteit zijn N, eq / L of meq / L.
• Normaliteit is de enige eenheid van chemische concentratie die afhankelijk is van de chemische reactie die wordt onderzocht.
• Normaliteit is niet de meest gebruikelijke concentratie-eenheid, noch is het gebruik ervan geschikt voor alle chemische oplossingen. Typische situaties waarin u normaliteit zou kunnen gebruiken, zijn zuur-base chemie, redoxreacties of neerslagreacties. Voor de meeste andere situaties zijn molariteit of molaliteit betere opties voor eenheden.

Normaliteit Voorbeeld # 1

De eenvoudigste manier om normaliteit te vinden is vanuit molariteit. Het enige dat u moet weten, is hoeveel mol ionen dissociëren. Bijvoorbeeld een 1 M zwavelzuur (H₂ZO₄) is 2 N voor zuur-base reacties omdat elke mol zwavelzuur 2 mol H levert⁺ ionen.

1 M zwavelzuur is 1 N voor sulfaatprecipitatie omdat 1 mol zwavelzuur 1 mol sulfaationen oplevert.

Normaliteit Voorbeeld # 2

36,5 gram zoutzuur (HCl) is een 1 N (een normale) HCl-oplossing.

EEN normaal is één gram equivalent van een opgeloste stof per liter oplossing. Aangezien zoutzuur een sterk zuur is dat volledig in water dissocieert, is een 1 N-oplossing van HCl ook 1 N voor H⁺ of Cl^- ionen voor zuur-base reacties.

Normaliteit Voorbeeld # 3

Zoek de normaliteit van 0,331 g natriumcarbonaat in een oplossing van 250 ml.

Om dit probleem op te lossen, moet u de formule voor natriumcarbonaat kennen. Zodra je je realiseert dat er twee natriumionen per carbonaation zijn, is het probleem eenvoudig:

N = 0,321 g Na₂CO₃ x (1 mol / 105,99 g) x (2 eq / 1 mol)
N = 0,1886 eq / 0,2500 L
N = 0,0755 N

Normaliteit Voorbeeld # 4

Zoek het percentage zuur (eq. 173,8) als 20,07 ml 0,1100 N base nodig is om 0,721 g van een monster te neutraliseren.

Dit is in wezen een kwestie van het kunnen annuleren van eenheden om het eindresultaat te verkrijgen. Vergeet niet dat als het een waarde in milliliters (ml) krijgt, dit moet worden omgezet in liters (L). Het enige "lastige" concept is het realiseren van de zuur- en base-equivalentiefactoren in een 1: 1-verhouding.

20,07 ml x (1 L / 1000 ml) x (0,11100 eq base / 1 L) x (1 eq zuur / 1 eq base) x (173,8 g / 1 eq) = 0,3837 g zuur

Wanneer Normaliteit gebruiken

Er zijn specifieke omstandigheden waarin het de voorkeur verdient normaliteit te gebruiken in plaats van molariteit of een andere concentratie-eenheid van een chemische oplossing.

• Normaliteit wordt in de zuur-base chemie gebruikt om de concentratie van hydronium (H₃O⁺) en hydroxide (OH^-). In deze situatie, 1 / f_eq is een geheel getal.
• De equivalentiefactor of normaliteit wordt gebruikt in neerslagreacties om het aantal ionen aan te geven dat zal neerslaan. Hier 1 / f_eq is weer een geheel getal.
• Bij redoxreacties geeft de equivalentiefactor aan hoeveel elektronen kunnen worden gedoneerd of geaccepteerd door een oxidatiemiddel of reductiemiddel. Voor redoxreacties, 1 / f_eq kan een fractie zijn.

Overwegingen bij het gebruik van normaliteit

Normaliteit is niet in alle situaties een geschikte concentratie-eenheid. Ten eerste vereist het een gedefinieerde equivalentiefactor. Ten tweede is de normaliteit geen vaste waarde voor een chemische oplossing. De waarde ervan kan veranderen afhankelijk van de chemische reactie die wordt onderzocht. Bijvoorbeeld een oplossing van CaCl₂ dat is 2 N met betrekking tot het chloride (Cl^-) ion zou slechts 1 N zijn ten opzichte van het magnesium (Mg²⁺) ion.

Referentie

• "Het gebruik van het gelijkwaardigheidsconcept." IUPAC (gearchiveerd).