Care este normalitatea soluției? Cum se determină normalitatea soluției? Formula pentru normalitatea soluției

Cu soluții de substanțe diferite ne întâlnim în fiecare zi. Dar este puțin probabil ca fiecare dintre noi să reprezinte cât de mult joacă aceste sisteme. O mare parte din comportamentul lor a devenit clar astăzi datorită studiului detaliat de milenii. În tot acest timp au fost introduse mulți termeni care sunt de neînțeles omului comun. Una dintre ele este normalitatea soluției. Ce este? Acest lucru va fi discutat în articolul nostru. Și vom începe cu imersiune în trecut.

Istoria cercetării

Primele minți luminoase care au început să studieze soluții erau niște chimisti cunoscuți precum Arrhenius, Van`t Hoff și Ostwald. Sub influența muncii lor, generațiile ulterioare de chimisti au început să treacă adânc în studiul soluțiilor apoase și diluate. Desigur, ei au acumulat un imens corp de cunoștințe, însă soluțiile neapoase au rămas fără atenție, care, apropo, joacă un rol important atât în ​​industrie, cât și în alte domenii ale activității umane.

În teoria soluțiilor neapoase au fost multe incomprehensibile. De exemplu, dacă în apă cu creștere grad de disociere valoarea conductivității a crescut, apoi în sistemele analoage, dar cu un alt solvent în loc de apă, totul era invers. Valorile mici ale conductivității electrice corespund adesea gradelor mari de disociere. Anomaliile au determinat oamenii de știință să studieze acest domeniu de chimie. A fost acumulat un mare număr de date, procesarea cărora a permis găsirea unor regularități care să suplimenteze teoria disocierii electrolitice. În plus, a fost posibilă extinderea cunoștințelor despre electroliză și natura ionilor complexi ai compușilor organici și anorganici.

Apoi, studiile în domeniul soluțiilor concentrate au început să fie efectuate mai activ. Astfel de sisteme diferă semnificativ în ceea ce privește proprietățile de cele diluate datorită faptului că atunci când concentrația substanței dizolvate crește, un rol din ce în ce mai mare îl are interacțiunea cu solventul. Mai multe despre aceasta în secțiunea următoare.

teorie

În prezent, teoria disocierii electrolitice explică cel mai bine comportamentul ionilor, moleculelor și atomilor în soluție. De la crearea sa de către Svante Arrhenius în secolul al XIX-lea, a suferit unele modificări. S-au descoperit unele legi (cum ar fi legea de diluare Ostwald), care nu se potriveau într-un fel în teoria clasică. Dar, datorită muncii ulterioare a oamenilor de știință, teoria a fost modificată, iar în forma modernă există până acum și cu înaltă precizie descrie rezultatele obținute pe căi experimentale.

Punctul principal teoria electrolitică a disocierii prin faptul că substanța se dizolvă în ionii constituenți ai acesteia - particule care au o sarcină. În funcție de capacitatea de a se descompune (disocia) în părți, distingeți între electroliții puternici și cei slabi. Strong, ca o regulă, complet disociat în ioni în soluție, în timp ce cei slabi - într-o foarte mică măsură.

Aceste particule, în care molecula se descompune, pot interacționa cu solventul. Acest fenomen se numește solvare. Dar nu se întâmplă întotdeauna, deoarece se datorează prezenței unei încărcări asupra ionului și a moleculelor solventului. De exemplu, o moleculă de apă este un dipol, adică o particulă încărcată pozitiv pe o parte și negativă pe cealaltă. Și ionii la care se descompune electrolitul, au de asemenea o sarcină. Astfel, aceste particule sunt atrase de părți diferite încărcate. Dar acest lucru se întâmplă numai cu solvenți polari (cum ar fi apa). De exemplu, într-o soluție a unei substanțe în hexan, solvația nu va avea loc.

Pentru a studia soluții este adesea necesar să se cunoască cantitatea de substanță dizolvată. În formulele este uneori foarte incomod de înlocuire a unor cantități. Prin urmare, există mai multe tipuri de concentrații, printre care și normalitatea soluției. Acum vom spune în detaliu despre toate modalitățile de exprimare a conținutului unei substanțe într-o soluție și metodele de calculare a acesteia.

Concentrația soluției

În chimie, se folosesc multe formule și unele sunt construite astfel încât să fie mai convenabil să se ia valoarea într-o anumită formă.

Prima și cea mai cunoscută formă de exprimare a concentrației - fracția de masă. Se calculează foarte simplu. Trebuie doar să divizăm masa materiei din soluție în masa totală. Astfel, primim răspunsul în fracțiuni ale unuia. Înmulțind numărul cu o sută, obținem răspunsul în procente.

O formă ușor mai puțin cunoscută este fracția de volum. Cel mai adesea este folosit pentru a exprima concentrația de alcool în băuturile alcoolice. De asemenea, se calculează simplu: împărțim volumul substanței dizolvate la volumul întregii soluții. La fel ca în cazul precedent, puteți obține răspunsul în procente. Pe etichete se desemnează adesea: "40% vol.", Asta înseamnă: 40 procente volumetrice.

În chimie, alte tipuri de concentrare sunt adesea folosite. Dar, înainte de a merge la ei, să vorbim despre ce este o marină de materie. Cantitatea de substanță poate fi exprimată în moduri diferite: masa, volumul. Dar moleculele fiecărei substanțe au propriile lor greutăți, iar prin masa eșantionului este imposibil să înțelegem câte molecule există în ea și este necesar să înțelegem componenta cantitativă a transformărilor chimice. În acest scop, a fost introdusă o cantitate cum ar fi mol de substanță. De fapt, o molă este un anumit număr de molecule: 6,02 * 10²³. Aceasta se numește numărul Avogadro. Cel mai adesea, o astfel de unitate, ca mol de substanță, este utilizată pentru calcularea cantității de produse de orice reacție. În această privință, există o altă formă de exprimare a concentrației - molarității. Aceasta este cantitatea de materie per unitate de volum. Molaritatea este exprimată în mol / l (citit: mol pe litru).

Există foarte asemănător cu forma anterioară de exprimare a conținutului materiei în sistem: molalitatea. Aceasta diferă de molaritate prin faptul că determină cantitatea de materie care nu se află într-o unitate de volum, ci într-o unitate de masă. Și exprimat în cariere per kilogram (sau alte multipli, de exemplu per gram).

Așa că am ajuns la ultima formă, pe care o vom discuta separat, deoarece descrierea ei necesită unele informații teoretice.

Normalitatea soluției

Ce este asta? Și ce este diferit de valorile anterioare? În primul rând, este necesar să înțelegem diferența dintre concepte precum normalitatea și molaritatea soluțiilor. De fapt, acestea diferă doar printr-o singură valoare - numărul de echivalențe. Acum vă puteți imagina chiar și ce este normalitatea soluției. Este doar o molaritate modificată. Numărul de echivalențe indică numărul de particule capabile să interacționeze cu un mol de ioni de hidrogen sau ioni de hidroxid.

Ne-am familiarizat cu ceea ce este normalitatea soluției. Dar merită să sapă mai adânc și vom vedea cât de simplu este, la prima vedere, o formă complicată de descriere a concentrării. Deci, să analizăm în detaliu ce este normalitatea soluției.

formulă

Este destul de ușor să vă imaginați o formulă printr-o descriere verbală. Acesta va arata astfel: C_n= z * n / N. Aici, z este factorul de echivalență, n este cantitatea de materie și V este volumul soluției. Prima cantitate este cea mai interesantă. Ea arată doar echivalentul unei substanțe, adică numărul de particule reale sau imaginare capabile să reacționeze cu o particulă minimă a unei alte substanțe. Aceasta, de fapt, normalitatea soluției, a cărei formulă a fost prezentată mai sus, diferă calitativ de molaritate.

Și acum să trecem la o altă parte importantă: cum să determinăm normalitatea soluției. Aceasta este, fără îndoială, o problemă importantă, prin urmare merită abordarea acestui studiu cu o înțelegere a fiecăreia dintre cantitățile indicate în ecuația prezentată mai sus.

Cum de a găsi normalitatea soluției?

Formula pe care am discutat mai sus este de natură pur aplicată. Toate cantitățile date în el pot fi ușor calculate în practică. De fapt, este foarte ușor să se calculeze normalitatea unei soluții, cunoscând anumite cantități: masa substanței dizolvate, formula sa și volumul soluției. Deoarece cunoaștem formula moleculelor materiei, o găsim greutate moleculară. Raportul dintre greutatea eșantionului și greutatea sa molară va fi egal cu numărul de moli de materie. Și cunoscând volumul întregii soluții, putem spune exact ce concentrație molară avem.

Următoarea operație pe care trebuie să o facem pentru a calcula normalitatea soluției este o acțiune pentru a găsi un factor de echivalență. Pentru a face acest lucru, trebuie să înțelegem cum rezultă disocierea în formarea de particule capabile să atașeze protoni sau ioni de hidroxil. De exemplu, în acid sulfuric, factorul de echivalență este 2 și, în consecință, normalitatea soluției în acest caz este calculată prin simpla înmulțire cu 2 molarități.

cerere

În analizele chimice este foarte des necesară calcularea normalității și a molarității soluțiilor. Acest lucru este foarte convenabil pentru curățarea formulelor moleculare ale substanțelor.

Ce altceva să citești?

Pentru a înțelege mai bine ce este normalitatea unei soluții, este mai bine să deschideți un manual pentru chimie generală. Și dacă cunoașteți deja toate aceste informații, ar trebui să vă îndreptați asupra manualului de chimie analitică pentru studenții de specialitate chimică.

concluzie

Datorită articolului, cred că ați realizat că normalitatea unei soluții este o formă de exprimare a concentrației unei substanțe care este utilizată în principal în analiza chimică. Și acum nu este secret pentru nimeni cum este calculată.