- ความปกติคืออะไร?
- สูตร
- เทียบเท่า
- ตัวอย่าง
- กรด
- ปฏิกิริยา H
- ฐาน
- ในปฏิกิริยาการตกตะกอน
- ในปฏิกิริยารีดอกซ์
- อ้างอิง
ค่าปกติคือการวัดความเข้มข้นที่ใช้บ่อยขึ้นเรื่อย ๆ ในเคมีของสารละลาย เป็นการบ่งชี้ว่าสารละลายของสิ่งมีชีวิตที่ละลายนั้นมีปฏิกิริยาอย่างไรแทนที่จะเป็นความเข้มข้นที่สูงหรือเจือจาง แสดงเป็นกรัมเทียบเท่าต่อลิตรของสารละลาย (Eq / L)
ความสับสนและการถกเถียงมากมายเกิดขึ้นในวรรณกรรมเกี่ยวกับคำว่า 'เทียบเท่า' เนื่องจากมีความแตกต่างกันและมีคุณค่าในตัวเองสำหรับสารทั้งหมด ในทำนองเดียวกันการเทียบเท่าขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาทางเคมีที่กำลังพิจารณา ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้ความเป็นปกติโดยพลการหรือทั่วโลกได้
ที่มา: Pexels
ด้วยเหตุนี้ IUPAC จึงแนะนำให้หยุดใช้เพื่อแสดงความเข้มข้นของสารละลาย
อย่างไรก็ตามยังคงใช้ในปฏิกิริยากรดเบสซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านปริมาตร ส่วนหนึ่งเป็นเพราะการพิจารณาความเทียบเท่าของกรดหรือเบสทำให้การคำนวณง่ายขึ้นมาก นอกจากนี้กรดและเบสมักจะมีพฤติกรรมในลักษณะเดียวกับทุกสถานการณ์ที่พวกเขาปล่อยหรือยอมรับไฮโดรเจนไอออน, H +
ความปกติคืออะไร?
สูตร
แม้ว่าความเป็นปกติโดยคำจำกัดความเพียงอย่างเดียวอาจทำให้เกิดความสับสนได้ แต่ในระยะสั้นก็ไม่มีอะไรมากไปกว่าโมลาริตีที่คูณด้วยปัจจัยความเท่าเทียมกัน:
N = นาโนเมตร
โดยที่ n คือปัจจัยความเท่าเทียมกันและขึ้นอยู่กับชนิดของปฏิกิริยาเช่นเดียวกับปฏิกิริยาที่มันมีส่วนร่วม จากนั้นเมื่อรู้ว่าโมลาริตีของมัน M ความปกติของมันสามารถคำนวณได้โดยการคูณอย่างง่าย
ในทางกลับกันหากมีเพียงมวลของสารทำปฏิกิริยาเท่านั้นจะใช้น้ำหนักที่เท่ากัน:
PE = PM / n
โดยที่ MW คือน้ำหนักโมเลกุล เมื่อคุณมี PE และมวลของสารตั้งต้นแล้วให้ใช้การหารเพื่อให้ได้ค่าเทียบเท่าที่มีอยู่ในตัวกลางของปฏิกิริยา:
Eq = g / PE
และในที่สุดคำจำกัดความของความเป็นปกติกล่าวว่ามันเป็นการแสดงออกถึงความเทียบเท่ากรัม (หรือเทียบเท่า) ต่อสารละลายหนึ่งลิตร:
N = กรัม / (PE ∙ V)
เท่ากับอะไร
N = Eq / V
หลังจากการคำนวณเหล่านี้จะได้รับจำนวนชนิดที่มีปฏิกิริยาเทียบเท่ากันต่อสารละลาย 1 ลิตร หรือมีกี่ mEq ต่อสารละลาย 1 มล.
เทียบเท่า
แต่สิ่งที่เทียบเท่า? พวกมันเป็นชิ้นส่วนที่มีสายพันธุ์ปฏิกิริยาเหมือนกัน ตัวอย่างเช่นกับกรดและเบสจะเกิดอะไรขึ้นกับพวกมันเมื่อพวกมันทำปฏิกิริยา? พวกเขาปล่อยหรือยอมรับ H +ไม่ว่าจะเป็นไฮดราซิด (HCl, HF ฯลฯ ) หรือออกซาซิด (H 2 SO 4 , HNO 3 , H 3 PO 4ฯลฯ )
โมลาริตีไม่แยกแยะจำนวน H ที่กรดมีในโครงสร้างหรือปริมาณ H ที่ฐานสามารถยอมรับได้ แค่พิจารณาน้ำหนักโมเลกุลทั้งเซต อย่างไรก็ตามความปกติจะพิจารณาถึงพฤติกรรมของสปีชีส์และระดับของปฏิกิริยา
ถ้ากรดปล่อย H +ออกมามีเพียงเบสในโมเลกุลเท่านั้นที่สามารถยอมรับได้ กล่าวอีกนัยหนึ่งการเทียบเท่าจะทำปฏิกิริยากับสิ่งที่เทียบเท่าเสมอ (OH ในกรณีของฐาน) ในทำนองเดียวกันถ้าสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งบริจาคอิเล็กตรอนสิ่งมีชีวิตอื่นจะต้องรับอิเล็กตรอนจำนวนเท่ากัน
นี่คือที่มาของการทำให้ง่ายขึ้นของการคำนวณ: เมื่อทราบจำนวนเทียบเท่าของสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งเป็นที่ทราบกันดีว่ามีจำนวนเทียบเท่าที่ตอบสนองจากสิ่งมีชีวิตอื่น ในขณะที่การใช้โมลคุณต้องปฏิบัติตามค่าสัมประสิทธิ์สโตอิชิโอเมตริกของสมการเคมี
ตัวอย่าง
กรด
เริ่มต้นด้วยคู่ HF และ H 2 SO 4เพื่ออธิบายความเท่าเทียมกันในปฏิกิริยาการทำให้เป็นกลางกับ NaOH:
HF + NaOH => NaF + H 2 O
H 2 SO 4 + 2NaOH => นา2 SO 4 + 2H 2 O
ในการทำให้ HF เป็นกลางจำเป็นต้องมี NaOH หนึ่งโมลในขณะที่ H 2 SO 4ต้องการฐานสองโมล ซึ่งหมายความว่า HF มีปฏิกิริยามากกว่าเนื่องจากต้องการฐานในปริมาณที่น้อยกว่าสำหรับการทำให้เป็นกลาง ทำไม? เนื่องจาก HF มี 1H (เทียบเท่าหนึ่งตัว) และ H 2 SO 4 2H (เทียบเท่าสองตัว)
สิ่งสำคัญคือต้องเน้นว่าแม้ว่า HF, HCl, HI และ HNO 3จะ "มีปฏิกิริยาเท่ากัน" ตามความปกติ แต่ลักษณะของพันธะของพวกมันและด้วยเหตุนี้ความแข็งแรงของความเป็นกรดจึงแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง
ดังนั้นเมื่อทราบสิ่งนี้ค่าปกติของกรดใด ๆ สามารถคำนวณได้โดยการคูณจำนวน H ด้วยโมลาริตี:
1 ∙ M = N (HF, HCl, CH 3 COOH)
2 ∙ M = N (H 2 SO 4 , H 2 SeO 4 , H 2วินาที)
ปฏิกิริยา H
ด้วย H 3 PO 4คุณมี 3H ดังนั้นจึงมีค่าเทียบเท่าสามตัว อย่างไรก็ตามมันเป็นกรดที่อ่อนกว่ามากดังนั้นจึงไม่ได้ปล่อย H +ทั้งหมดออกมาเสมอไป
นอกจากนี้ในการปรากฏตัวของฐานที่แข็งแกร่งไม่ทั้งหมดของ H +จำเป็นต้องตอบสนอง; ซึ่งหมายความว่าควรให้ความสนใจกับปฏิกิริยาที่คุณเข้าร่วม:
H 3 PO 4 + 2KOH => K 2 HPO 4 + 2H 2 O
ในกรณีนี้จำนวนเทียบเท่าเท่ากับที่ 2 และ 3 ไม่ได้ตั้งแต่เพียง 2H +ตอบสนอง ในขณะที่ปฏิกิริยาอื่น ๆ นี้:
H 3 PO 4 + 3KOH => K 3 PO 4 + 3H 2 O
ถือว่าค่าปกติของ H 3 PO 4เป็นสามเท่าของโมลาริตี (N = 3 ∙ M) เนื่องจากเวลานี้ไอออนของไฮโดรเจนทั้งหมดทำปฏิกิริยา
ด้วยเหตุนี้จึงไม่เพียงพอที่จะถือว่าเป็นกฎทั่วไปสำหรับกรดทั้งหมด แต่ต้องทราบด้วยว่ามี H +กี่ตัวที่เข้าร่วมในปฏิกิริยา
ฐาน
กรณีที่คล้ายกันมากเกิดขึ้นกับฐาน สำหรับสามฐานต่อไปนี้ถูกทำให้เป็นกลางด้วย HCl เรามี:
NaOH + HCl => NaCl + H 2 O
Ba (OH) 2 + 2HCl => BaCl 2 + 2H 2 O
อัล (OH) 3 + 3HCl => AlCl 3 + 3H 2 O
Al (OH) 3ต้องการกรดมากกว่า NaOH สามเท่า นั่นคือ NaOH ต้องการเพียงหนึ่งในสามของจำนวนเงินของฐานเพิ่มเพื่อแก้อัล (OH) 3
ดังนั้น NaOH จึงมีปฏิกิริยามากกว่าเนื่องจากมี 1OH (เทียบเท่าหนึ่งตัว) Ba (OH) 2มี 2OH (สองเทียบเท่า) และ Al (OH) 3เทียบเท่าสามตัว
แม้ว่าจะไม่มีกลุ่ม OH แต่ Na 2 CO 3สามารถรับได้ถึง 2H +ดังนั้นจึงมีค่าเทียบเท่าสองค่า แต่ถ้าคุณยอมรับเพียง 1H +คุณก็เข้าร่วมด้วยสิ่งที่เทียบเท่า
ในปฏิกิริยาการตกตะกอน
เมื่อไอออนบวกและแอนไอออนรวมตัวกันเพื่อตกตะกอนเป็นเกลือจำนวนเทียบเท่าของแต่ละตัวจะเท่ากับประจุ:
มก2+ + 2Cl - => MgCl 2
ดังนั้น Mg 2+จึงมีความเท่าเทียมกันสองอย่างในขณะที่ Cl -มีเพียงตัวเดียว แต่ความปกติของ MgCl 2คืออะไร? ค่าที่เป็นญาติก็สามารถ 1M หรือ 2 ∙ M ขึ้นอยู่กับว่า Mg 2+หรือ Cl - ถือว่า
ในปฏิกิริยารีดอกซ์
จำนวนเทียบเท่าของสิ่งมีชีวิตที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยารีดอกซ์เท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนที่ได้รับหรือสูญเสียในช่วงเวลาเดียวกัน
3C 2 O 4 2- + Cr 2 O 7 2- + 14H + => 2Cr 3+ + 6CO 2 + 7H 2 O
อะไรคือความปกติสำหรับ C 2 O 4 2-และ Cr 2 O 7 2- ? สำหรับสิ่งนี้ต้องคำนึงถึงปฏิกิริยาบางส่วนที่อิเล็กตรอนเข้าร่วมเป็นสารตั้งต้นหรือผลิตภัณฑ์:
C 2 O 4 2- => 2CO 2 + 2e -
Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6e - => 2Cr 3+ + 7H 2 O
แต่ละ C 2 O 4 2-ปล่อย 2 อิเล็กตรอนและแต่ละ Cr 2 O 7 2-รับ 6 อิเล็กตรอน; และหลังจากปรับสมดุลแล้วสมการทางเคมีที่ได้จะเป็นสมการแรกในสาม
ดังนั้นค่าปกติสำหรับ C 2 O 4 2-คือ 2 ∙ M และ 6 ∙ M สำหรับ Cr 2 O 7 2- (จำไว้ว่า N = nM)
อ้างอิง
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 ตุลาคม 2561). วิธีการคำนวณ Normality (เคมี) ดึงมาจาก: thoughtco.com
- ซอฟต์สคูล. (2018) สูตรปกติ ดึงมาจาก: softschools.com
- Harvey D. (26 พฤษภาคม 2016). ปกติ เคมี LibreTexts สืบค้นจาก: chem.libretexts.org
- ลิคปิลาร์โรดริเกซ M. (2002). เคมี: ปีแรกของความหลากหลาย Fundación Editorial Salesiana, p 56-58
- Peter J. Mikulecky, Chris Hren (2018) การตรวจสอบความเท่าเทียมและความเป็นปกติ สมุดงานเคมีสำหรับหุ่น ดึงมาจาก: dummies.com
- วิกิพีเดีย (2018) ความเข้มข้นเทียบเท่า สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
- ปกติ . กู้คืนจาก: Faculty.chemeketa.edu
- Day, R. , & Underwood, A. (1986). เคมีวิเคราะห์เชิงปริมาณ (ฉบับที่ห้า) PEARSON Prentice Hall, หน้า 67, 82