Normalidade (química)

O que é normalidade?

O normal É uma medida de concentração usada na química das soluções. Indica Quão reativa é a solução das espécies dissolvidas, em vez de quão alta ou diluída sua concentração é. É expresso com os equivalentes a Grams por litro de solução (Eq/L). Atualmente, seu trabalho é raro.

Na literatura, surgiram muitos confusões e debates sobre o termo "equivalente", pois varia e tem seu próprio valor para todas as substâncias.

Da mesma forma, os equivalentes dependem do que é a reação química que é considerada. Portanto, a normalidade não pode ser usada arbitrariamente ou globalmente.

Por esse motivo, o IUPAC aconselhou parar de usá -lo para expressar as concentrações das soluções. No entanto, ainda é usado em reações ácidas-base, amplamente utilizadas em volumetria.

Isso se deve em parte ao fato de que, considerando os equivalentes de um ácido ou uma base, os cálculos são bastante facilitados. Além disso, ácidos e bases sempre se comportam da mesma maneira na frente de todos os cenários: eles liberam ou aceitam íons de hidrogênio, h⁺.

A normalidade é designada com a letra n.

Fórmulas

Embora a normalidade, devido à sua mera definição, possa gerar confusão, em contas resumidas nada mais é do que a molaridade multiplicada por um fator de equivalência:

N = nm

Onde n é o fator de equivalência e depende das espécies reativas, bem como da reação em que participa. Então, conhecendo sua molaridade, M, sua normalidade pode ser calculada através de uma simples multiplicação.

Se, por outro lado, apenas a massa do reagente estiver disponível, seu peso equivalente será usado:

PE = pm/n

Onde PM é o peso molecular. Depois de ter PE e a massa do reagente, basta aplicar uma divisão para obter os equivalentes disponíveis no meio de reação:

Eq = g/pe

E, finalmente, a definição de normalidade diz que expressa os gramas equivalentes (ou equivalentes) por um litro de solução:

N = g/(pe ∙ v)

O que é igual a

N = eq/v

Após esses cálculos, quantos equivalentes a espécie reativa é obtida por 1 L de solução ou quantos MEQ são para 1 ml de solução.

Equivalente

Os equivalentes são as partes que têm em comum um conjunto de espécies reativas. Por exemplo, ácidos e bases, ao reagir, liberar ou aceitar h⁺, Independentemente de ser uma hidratia (HCL, HF, etc.), ou um oxácido (h₂SW₄, Hno₃, H₃Po₄, etc.).

O molaridade não discrimina o número de h tem o ácido em sua estrutura, ou a quantidade de h que uma base pode aceitar. Basta considerar todo o conjunto em peso molecular. No entanto, a normalidade leva em consideração como as espécies se comportam e, portanto, o grau de reatividade.

Se um ácido libera um h⁺, molecularmente apenas uma base pode aceitá -la. Em outras palavras, um equivalente sempre reage com outro equivalente (oh, no caso das bases).

Além disso, se uma espécie Dona Electrons, outra espécie deve aceitar o mesmo número de elétrons.

A partir daqui vem a simplificação dos cálculos: conhecendo o número de equivalentes de uma espécie, sabe -se exatamente quantos são os equivalentes que reagem da outra espécie.

Enquanto com o uso de toupeiras, os coeficientes estequiométricos da equação química devem ser anexados.

Exemplos de normalidade

Ácidos

Começando com o torque HF e H₂SW₄, Por exemplo, para explicar os equivalentes em sua reação de neutralização com o NaOH:

Hf + Naoh => naf + h₂o

H₂SW₄ + 2 Naoh => na₂SW₄ + 2 h₂o

Para neutralizar o HF, é necessário um mol de NaOH, enquanto H₂SW₄ Requer duas moles de base.

Isso significa que a HF é mais reativa, pois precisa de menos quantidade de base para neutralização. O motivo é porque o HF tem 1H (um equivalente) e o H₂SW₄ 2H (dois equivalentes).

É importante enfatizar que, embora HF, HCl, HI e HNO₃ Eles são "igualmente reagentes", de acordo com a normalidade, a natureza de seus vínculos e, portanto, sua força de acidez, são totalmente diferentes.

Portanto, sabendo disso, a normalidade pode ser calculada para qualquer ácido multiplicando o número de H por sua molaridade:

1 ∙ M = n (HF, HCl, CH₃COOH)

2 ∙ m = n (h₂SW₄, H₂SEO₄, H₂S)

Reação de h₃Po₄

Com h₃Po₄ Você tem 3h e, portanto, tem três equivalentes. No entanto, é um ácido muito mais fraco, então nem sempre libera todos os seus⁺.

Além disso, na presença de uma base forte, todo o seu H não reage necessariamente⁺. Isso significa que a atenção deve ser dada à reação em que você está participando:

H₃Po₄ + 2 koh => k₂HPO₄ + 2 h₂o

Nesse caso, o número de equivalentes é igual a 2 e não 3, já que apenas 2h reagem⁺. Enquanto nesta outra reação:

H₃Po₄ + 3 koh => k₃Po₄ + 3 h₂o

Sim, considera -se que a normalidade de H₃Po₄ É três vezes sua molaridade (n = 3 ∙ m), porque desta vez todos os seus íons de hidrogênio reagem.

Por esse motivo, não é suficiente assumir uma regra geral para todos os ácidos, mas também deve ser conhecido exatamente quantos h⁺ participar da reação.

Bases

Um caso muito semelhante ocorre com as bases. Para as próximas três bases neutralizadas com HCL que você tem:

Naoh + hcl => nacl + h₂o

Ba (oh)₂ + 2 hcl => bacl₂ + 2 h₂o

Al (oh)₃ + 3 hcl => alcl₃ + 3 h₂o

O al (oh)₃ Ele precisa de três vezes mais ácido que o NaOH, ou seja, o NaOH precisa de apenas um terço da quantidade de base adicionada para neutralizar o Al (OH)₃.

Portanto, o NaOH é mais reativo, pois possui 1 oh (um equivalente), o ba (oh)₂ Tem 2 oh (dois equivalentes) e al (oh)₃ três equivalentes.

Embora não tenha grupos de OH, o NA₂Co₃ é capaz de aceitar até 2h⁺, E, portanto, tem dois equivalentes, mas se você aceitar apenas 1h⁺, Então participe com um equivalente.

Em reações de precipitação

Quando um cátion e ânion se reúnem para precipitar em um sal, o número de equivalentes para cada um é igual à sua carga:

Mg²⁺ + 2cl^- => Mgcl₂

Assim, o MG²⁺ Tem dois equivalentes, enquanto o CL^- Tem um. A normalidade do MGCL₂ É relativo, pode ser de 1m ou 2 ∙ m, dependendo de o MG ser considerado²⁺ ou cl^-.

Em reações redox

O número de equivalentes para as espécies envolvidas nas reações redox é igual ao número de elétrons ganhos ou perdidos durante o mesmo.

3 c₂QUALQUER₄^2- + Cr₂QUALQUER₇^2- + 14 h⁺ => 2 cr³⁺ + 6 co₂ + 7 h₂o

Para calcular a normalidade para C₂QUALQUER₄^2- e cr₂QUALQUER₇^2- As reações parciais em que os elétrons participam como reagentes ou produtos devem ser levados em consideração:

C₂QUALQUER₄^2- => 2 co₂+ 2e^-

Cr₂QUALQUER₇^2- + 14 h⁺ + 6e^- => 2Cr³⁺ + 7 h₂o

Cada c₂QUALQUER₄^2- Liberação 2 elétrons e cada CR₂QUALQUER₇^2- Aceitar 6 elétrons e, após um equilíbrio, a equação química resultante é a primeira das três.

Então normalidade para C₂QUALQUER₄^2- É 2 ∙ m e 6 ∙ m para o CR₂QUALQUER₇^2- (Lembre -se: n = nm).

Referências

1. Fórmula de normalidade. Recuperado de Softschools.com
2. Harvey d. Normalidade. Química recuperada.Librettexts.org
3. Lic. Pilar Rodríguez m. Química: Primeiro ano de diversificado. Fundação editorial da Salesiana.