Come calcolare la normalità (chimica)

La normalità di una soluzione è il peso equivalente in grammi di un soluto per litro di soluzione. Può anche essere chiamata la concentrazione equivalente. È indicato usando il simbolo N, eq / L o meq / L (= 0,001 N) per le unità di concentrazione. Ad esempio, la concentrazione di una soluzione di acido cloridrico potrebbe essere espressa in HCl 0,1 N. Un peso equivalente in grammi o equivalente è una misura della capacità reattiva di una determinata specie chimica (ione, molecola, ecc.). Il valore equivalente viene determinato utilizzando il peso molecolare e la valenza delle specie chimiche. La normalità è l'unica unità di concentrazione che dipende dalla reazione.

Ecco alcuni esempi di come calcolare la normalità di una soluzione.

Key Takeaways

• La normalità è un'unità di concentrazione di una soluzione chimica espressa in grammi di peso equivalente di soluto per litro di soluzione. È necessario utilizzare un fattore di equivalenza definito per esprimere la concentrazione.
• Le unità comuni di normalità includono N, eq / L o meq / L.
• La normalità è l'unica unità di concentrazione chimica che dipende dalla reazione chimica studiata.
• La normalità non è l'unità di concentrazione più comune, né il suo uso è appropriato per tutte le soluzioni chimiche. Situazioni tipiche in cui è possibile utilizzare la normalità includono chimica acido-base, reazioni redox o reazioni di precipitazione. Per la maggior parte delle altre situazioni, la molarità o la molalità sono opzioni migliori per le unità.

Esempio n. 1 di normalità

Il modo più semplice per trovare la normalità è dalla molarità. Tutto quello che devi sapere sono quante talpe di ioni si dissociano. Ad esempio, un acido solforico 1 M (H₂COSÌ₄) è di 2 N per le reazioni acido-base perché ogni mole di acido solforico fornisce 2 moli di H⁺ ioni.

1 M di acido solforico è 1 N per precipitazione di solfati poiché 1 mole di acido solforico fornisce 1 mole di ioni solfato.

Esempio n. 2 di normalità

36,5 grammi di acido cloridrico (HCl) è una soluzione 1 N (una normale) di HCl.

UN normale è un grammo equivalente di un soluto per litro di soluzione. Poiché l'acido cloridrico è un acido forte che si dissocia completamente in acqua, una soluzione 1 N di HCl sarebbe anche 1 N per H⁺ o Cl^- ioni per reazioni acido-base.

Esempio n. 3 di normalità

Trova la normalità di 0,321 g di carbonato di sodio in una soluzione da 250 ml.

Per risolvere questo problema, è necessario conoscere la formula per il carbonato di sodio. Una volta realizzato che esistono due ioni sodio per ogni ione carbonato, il problema è semplice:

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

Esempio n. 4 di normalità

Trova l'acido percentuale (eq con 173,8) se sono necessari 20,07 mL di 0,1100 N base per neutralizzare 0,721 g di un campione.

Si tratta essenzialmente di essere in grado di annullare le unità per ottenere il risultato finale. Ricorda, se viene dato un valore in millilitri (mL), è necessario convertirlo in litri (L). L'unico concetto "complicato" è rendersi conto che i fattori di equivalenza di acido e base saranno in un rapporto 1: 1.

20,07 mL x (1 L / 1000 mL) x (0,1100 eq base / 1 L) x (1 eq acido / 1 eq base) x (173,8 g / 1 eq) = 0,3837 g acido

Quando usare la normalità

Ci sono circostanze specifiche in cui è preferibile usare la normalità piuttosto che la molarità o altra unità di concentrazione di una soluzione chimica.

• La normalità è usata nella chimica acido-base per descrivere la concentrazione di idronio (H₃O⁺) e idrossido (OH^-). In questa situazione, 1 / f_eq è un numero intero.
• Il fattore di equivalenza o normalità viene utilizzato nelle reazioni di precipitazione per indicare il numero di ioni che precipiteranno. Qui, 1 / f_eq è ancora una volta e valore intero.
• Nelle reazioni redox, il fattore di equivalenza indica quanti elettroni possono essere donati o accettati da un agente ossidante o riducente. Per reazioni redox, 1 / f_eq può essere una frazione.

Considerazioni sull'uso della normalità

La normalità non è un'unità di concentrazione appropriata in tutte le situazioni. Innanzitutto, richiede un fattore di equivalenza definito. In secondo luogo, la normalità non è un valore prefissato per una soluzione chimica. Il suo valore può variare in base alla reazione chimica in esame. Ad esempio, una soluzione di CaCl₂ cioè 2 N rispetto al cloruro (Cl^-) lo ione sarebbe solo 1 N rispetto al magnesio (Mg²⁺) ione.

Riferimento

• "L'uso del concetto di equivalenza". IUPAC (archiviato).