Berechnung der Normalität (Chemie)

Die Normalität einer Lösung ist das Grammäquivalentgewicht eines gelösten Stoffes pro Liter Lösung. Es kann auch die äquivalente Konzentration genannt werden. Dies wird durch das Symbol N, Äq / L oder Äq / L (= 0,001 N) für Konzentrationseinheiten angegeben. Beispielsweise kann die Konzentration einer Salzsäurelösung als 0,1 N HCl ausgedrückt werden. Ein Grammäquivalentgewicht oder ein Äquivalent ist ein Maß für die reaktive Kapazität einer bestimmten chemischen Spezies (Ion, Molekül usw.). Der Äquivalentwert wird unter Verwendung des Molekulargewichts und der Valenz der chemischen Spezies bestimmt. Normalität ist die einzige von der Reaktion abhängige Konzentrationseinheit.

Hier finden Sie Beispiele für die Berechnung der Normalität einer Lösung.

Die zentralen Thesen

• Die Normalität ist eine Konzentrationseinheit einer chemischen Lösung, ausgedrückt als Grammäquivalentgewicht des gelösten Stoffs pro Liter Lösung. Ein definierter Äquivalenzfaktor muss verwendet werden, um die Konzentration auszudrücken.
• Übliche Normalitätseinheiten sind N, Äq / L oder Meq / L.
• Normalität ist die einzige chemische Konzentrationseinheit, die von der untersuchten chemischen Reaktion abhängt.
• Normalität ist weder die gebräuchlichste Konzentrationseinheit, noch ist ihre Verwendung für alle chemischen Lösungen geeignet. Typische Situationen, in denen Sie Normalität verwenden könnten, sind Säure-Base-Chemie, Redoxreaktionen oder Fällungsreaktionen. In den meisten anderen Situationen sind Molarität oder Molalität bessere Optionen für Einheiten.

Normalitätsbeispiel # 1

Der einfachste Weg zur Normalität führt über die Molarität. Sie müssen lediglich wissen, wie viele Mol Ionen dissoziieren. Beispielsweise kann eine 1 M Schwefelsäure (H₂SO₄) ist 2 N für Säure-Base-Reaktionen, da jedes Mol Schwefelsäure 2 Mol H liefert⁺ Ionen.

1 M Schwefelsäure ist 1 N für die Sulfatfällung, da 1 Mol Schwefelsäure 1 Mol Sulfationen liefert.

Normalitätsbeispiel # 2

36,5 g Salzsäure (HCl) sind eine 1 N (eine normale) HCl-Lösung.

EIN normal ist ein Grammäquivalent eines gelösten Stoffes pro Liter Lösung. Da Salzsäure eine starke Säure ist, die sich vollständig in Wasser auflöst, wäre eine 1 N HCl-Lösung auch 1 N für H⁺ oder Cl^- Ionen für Säure-Base-Reaktionen.

Normalitätsbeispiel # 3

Finden Sie die Normalität von 0,321 g Natriumcarbonat in einer 250 ml-Lösung.

Um dieses Problem zu lösen, müssen Sie die Formel für Natriumcarbonat kennen. Sobald Sie feststellen, dass es zwei Natriumionen pro Karbonation gibt, ist das Problem einfach:

N = 0,321 g Na₂CO₃ x (1 Mol / 105,99 g) x (2 Äquivalente / 1 Mol)
N = 0,1886 Äq. / 0,2500 l
N = 0,0755 N

Normalitätsbeispiel # 4

Finden Sie die prozentuale Säure (Äq. Gewicht 173,8), wenn 20,07 ml 0,1100 N Base erforderlich sind, um 0,721 g einer Probe zu neutralisieren.

Dies ist im Wesentlichen eine Frage der Fähigkeit, Einheiten auszublenden, um das Endergebnis zu erhalten. Denken Sie daran, dass bei Angabe eines Wertes in Millilitern (ml) dieser in Liter (L) umgerechnet werden muss. Das einzige "knifflige" Konzept besteht darin, die Säure- und Basenäquivalenzfaktoren im Verhältnis 1: 1 zu realisieren.

20,07 ml x (1 l / 1000 ml) x (0,1100 Äquiv. Base / 1 l) x (1 Äquiv. Säure / 1 Äquiv. Base) x (173,8 g / 1 Äquiv.) = 0,3837 g Säure

Wann ist Normalität anzuwenden?

Unter bestimmten Umständen ist es vorzuziehen, Normalität anstelle von Molarität oder einer anderen Konzentrationseinheit einer chemischen Lösung zu verwenden.

• Normalität wird in der Säure-Base-Chemie verwendet, um die Konzentration von Hydronium (H₃Ö⁺) und Hydroxid (OH^-). In dieser Situation ist 1 / f_Gl ist eine ganze Zahl.
• Der Äquivalenzfaktor oder die Normalität wird bei Fällungsreaktionen verwendet, um die Anzahl der ausfallenden Ionen anzuzeigen. Hier ist 1 / f_Gl ist wieder ein ganzzahliger Wert.
• Bei Redoxreaktionen gibt der Äquivalenzfaktor an, wie viele Elektronen von einem Oxidations- oder Reduktionsmittel abgegeben oder aufgenommen werden können. Für Redoxreaktionen 1 / f_Gl kann ein Bruchteil sein.

Überlegungen zur Verwendung von Normalität

Normalität ist nicht in allen Situationen eine angemessene Konzentrationseinheit. Erstens ist ein definierter Äquivalenzfaktor erforderlich. Zweitens ist die Normalität kein festgelegter Wert für eine chemische Lösung. Sein Wert kann sich je nach der untersuchten chemischen Reaktion ändern. Zum Beispiel eine Lösung von CaCl₂ das ist 2 N in Bezug auf das Chlorid (Cl^-) Ion wäre nur 1 N in Bezug auf das Magnesium (Mg²⁺) Ion.

Referenz

• "Die Verwendung des Äquivalenzkonzepts." IUPAC (archiviert).