Normalité (chimie) en quoi elle consiste et exemples

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Sherman Hoover

La Ordinaire c'est une mesure de concentration utilisée, de moins en moins fréquemment, dans la chimie des solutions. Il indique à quel point la solution de l'espèce dissoute est réactive, plutôt que sa concentration élevée ou diluée. Il est exprimé en équivalent-gramme par litre de solution (Eq / L).

Beaucoup de confusion et de débats ont surgi dans la littérature concernant le terme «équivalent», car il varie et a sa propre valeur pour toutes les substances. De même, les équivalents dépendent de la réaction chimique considérée; par conséquent, la normalité ne peut pas être utilisée arbitrairement ou globalement.

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Pour cette raison, l'IUPAC a conseillé de cesser de l'utiliser pour exprimer des concentrations de solutions..

Cependant, il est toujours utilisé dans les réactions acide-base, largement utilisé en volumétrie. C'est en partie parce que, compte tenu des équivalents d'un acide ou d'une base, cela rend les calculs beaucoup plus faciles; De plus, les acides et les bases se comportent toujours de la même manière dans tous les scénarios: ils libèrent ou acceptent des ions hydrogène, H+.

Index des articles

  • 1 Qu'est-ce que la normalité?
    • 1.1 Formules
    • 1.2 Equivalents
  • 2 exemples
    • 2.1 Acides
    • 2.2 Bases
    • 2.3 Dans les réactions de précipitation
    • 2.4 Dans les réactions redox
  • 3 Références

Qu'est-ce que la normalité?

Formules

Si la normalité par sa simple définition peut engendrer de la confusion, en somme ce n'est rien d'autre que de la molarité multipliée par un facteur d'équivalence:

N = nM

Où n est le facteur d'équivalence et dépend de l'espèce réactive, ainsi que de la réaction à laquelle il participe. Puis, connaissant sa molarité, M, sa normalité peut être calculée par simple multiplication.

Si, en revanche, seule la masse du réactif est disponible, son poids équivalent sera utilisé:

PE = PM / n

Où MW est le poids moléculaire. Une fois que vous avez le PE, et la masse du réactif, il suffit d'appliquer une division pour obtenir les équivalents disponibles dans le milieu réactionnel:

Éq = g / PE

Et enfin, la définition de la normalité dit qu'elle exprime les grammes-équivalents (ou équivalents) pour un litre de solution:

N = g / (PE ∙ V)

Qu'est-ce qui est égal à

N = Eq / V

Après ces calculs, on obtient le nombre d'équivalents de l'espèce réactive pour 1L de solution; ou combien de mEq y a-t-il par 1 ml de solution.

Equivalents

Mais quels sont les équivalents? Ce sont les parties qui ont en commun un ensemble d'espèces réactives. Par exemple, aux acides et aux bases, que leur arrive-t-il lorsqu'ils réagissent? Gratuit ou accepter H+, qu'il s'agisse d'un hydracide (HCl, HF, etc.) ou d'un oxacide (HdeuxSW4, HNO3, H3PO4, etc.).

La molarité ne discrimine pas le nombre de H que l'acide a dans sa structure, ou la quantité de H qu'une base peut accepter; il suffit de considérer le tout en poids moléculaire. Cependant, la normalité tient compte du comportement des espèces et, par conséquent, du degré de réactivité.

Si un acide libère un H+, moléculaire seule une base peut l'accepter; en d'autres termes, un équivalent réagit toujours avec un autre équivalent (OH, dans le cas des bases). De même, si une espèce donne des électrons, une autre espèce doit accepter le même nombre d'électrons..

De là vient la simplification des calculs: connaissant le nombre d'équivalents d'une espèce, on sait exactement combien sont les équivalents qui réagissent des autres espèces. Alors qu'avec l'utilisation de grains de beauté, vous devez respecter les coefficients stoechiométriques de l'équation chimique.

Exemples

Acides

En commençant par la paire HF et HdeuxSW4, Par exemple, pour expliquer les équivalents dans sa réaction de neutralisation avec NaOH:

HF + NaOH => NaF + HdeuxOU ALORS

HdeuxSW4 + 2NaOH => NadeuxSW4 + 2HdeuxOU ALORS

Pour neutraliser HF, une mole de NaOH est nécessaire, tandis que HdeuxSW4 nécessite deux moles de base. Cela signifie que HF est plus réactif car il a besoin d'une plus petite quantité de base pour sa neutralisation. Parce que? Parce que HF a 1H (un équivalent), et HdeuxSW4 2H (deux équivalents).

Il est important de souligner que, bien que HF, HCl, HI et HNO3 ils sont "tout aussi réactifs" selon la normalité, la nature de leurs liaisons et, par conséquent, leur force d'acidité, sont totalement différentes.

Donc, sachant cela, la normalité pour tout acide peut être calculée en multipliant le nombre de H par sa molarité:

1 ∙ M = N (HF, HCl, CH3COOH)

2 ∙ M = N (HdeuxSW4, HdeuxSeO4, HdeuxS)

Réaction H3PO4

Avec le H3PO4 vous avez 3H, et donc trois équivalents. Cependant, c'est un acide beaucoup plus faible, donc il ne libère pas toujours tout son H+.

De plus, en présence d'une base forte, tous ses H ne réagissent pas nécessairement.+; Cela signifie qu'il faut prêter attention à la réaction à laquelle vous participez:

H3PO4 + 2KOH => KdeuxHPO4 + 2HdeuxOU ALORS

Dans ce cas, le nombre d'équivalents est égal à 2 et non à 3, car seuls 2H réagissent+. Pendant cette autre réaction:

H3PO4 + 3KOH => K3PO4 + 3HdeuxOU ALORS

On considère que la normalité de H3PO4 est trois fois sa molarité (N = 3 ∙ M), puisque cette fois tous ses ions hydrogène réagissent.

Pour cette raison, il ne suffit pas de supposer une règle générale pour tous les acides, mais aussi, il faut savoir exactement combien de H+ participer à la réaction.

Bases

Un cas très similaire se produit avec les bases. Pour les trois bases suivantes neutralisées avec HCl, nous avons:

NaOH + HCl => NaCl + HdeuxOU ALORS

Ba (OH)deux + 2HCl => BaCldeux + 2HdeuxOU ALORS

Al (OH)3 + 3HCl => AlCl3 + 3HdeuxOU ALORS

El Al (OH)3 il a besoin de trois fois plus d'acide que NaOH; c'est-à-dire que le NaOH n'a besoin que d'un tiers de la quantité de base ajoutée pour neutraliser l'Al (OH)3.

Par conséquent, NaOH est plus réactif, car il a 1OH (un équivalent); le Ba (OH)deux a 2OH (deux équivalents), et le Al (OH)3 trois équivalents.

Bien qu'il manque de groupes OH, NadeuxCO3 est capable d'accepter jusqu'à 2H+, et par conséquent, il a deux équivalents; mais si vous n'acceptez que 1H+, puis participez avec un équivalent.

Dans les réactions de précipitation

Lorsqu'un cation et un anion se rejoignent pour précipiter en un sel, le nombre d'équivalents pour chacun est égal à sa charge:

Mgdeux+ + 2Cl- => MgCldeux

Ainsi, le Mgdeux+ a deux équivalents, tandis que Cl- n'en a qu'un. Mais quelle est la normalité du MgCldeux? Sa valeur est relative, elle peut être 1M ou 2 ∙ M, selon que le Mg est considéré.deux+ ou Cl-.

Dans les réactions redox

Le nombre d'équivalents pour les espèces impliquées dans les réactions redox est égal au nombre d'électrons gagnés ou perdus au cours de celles-ci..

3CdeuxOU ALORS4deux- + CrdeuxOU ALORS7deux- + 14H+ => 2Cr3+ + 6COdeux + 7HdeuxOU ALORS

Quelle sera la normalité pour le CdeuxOU ALORS4deux- et le CrdeuxOU ALORS7deux-? Pour cela, les réactions partielles auxquelles participent des électrons en tant que réactifs ou produits doivent être prises en compte:

CdeuxOU ALORS4deux- => 2COdeux + 2e-

CrdeuxOU ALORS7deux- + 14H+ + 6e- => 2Cr3+ + 7HdeuxOU ALORS

Chaque CdeuxOU ALORS4deux- libère 2 électrons, et chaque CrdeuxOU ALORS7deux- accepte 6 électrons; et après équilibrage, l'équation chimique résultante est la première des trois.

Donc la normalité pour CdeuxOU ALORS4deux- est 2 ∙ M, et 6 ∙ M pour CrdeuxOU ALORS7deux- (rappelez-vous, N = nM).

Les références

  1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 octobre 2018). Comment calculer la normalité (chimie). Récupéré de: thinkco.com
  2. Softschools. (2018). Formule de normalité. Récupéré de: softschools.com
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  4. Lic Pilar Rodríguez M. (2002). Chimie: première année de diversifié. Fundación Editorial Salesiana, p. 56-58.
  5. Peter J. Mikulecky, Chris Hren. (2018). Examen des équivalents et de la normalité. Cahier de chimie pour les nuls. Récupéré de: dummies.com
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  7. Normalité. [PDF]. Récupéré de: faculty.chemeketa.edu
  8. Day, R. et Underwood, A. (1986). Chimie analytique quantitative (cinquième éd.). Salle des Prentices PEARSON, p 67-82.

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