Kakva je normalnost rješenja? Kako odrediti normalnost rješenja? Formula za normalnost otopine

S otopinama različitih tvari susrećemo svaki dan. Ali, malo je vjerojatno da svatko od nas predstavlja koliko tih sustava igra. Većina njihova ponašanja danas je postala jasno zahvaljujući detaljnoj studiji tisućljeća. Za sve to vrijeme uveli su se mnogi pojmovi koji su nerazumljivi običnom čovjeku. Jedan od njih je normalnost rješenja. Što je to? Ovo će se raspravljati u našem članku. I početi ćemo uranjati u prošlost.

Povijest istraživanja

Prvi sjajni umovi koji su počeli proučavati rješenja bili su takvi poznati kemičari kao Arrhenius, Van`t Hoff i Ostwald. Pod utjecajem njihovog rada, naredne generacije kemičara počele su dublje ući u istraživanje vodenih i razrijeđenih otopina. Naravno, oni su nakupili ogromno znanje, ali bezvodna rješenja ostala su bez pažnje, koja usput također igraju veliku ulogu kako u industriji tako iu drugim sferama ljudske životne aktivnosti.

U teoriji nevodenih otopina bilo je mnogo nerazumljivih. Na primjer, ako je u vodi s povećanjem stupanj disocijacije vrijednost vodljivosti je povećana, a zatim u analognim sustavima, ali s različitim otapalom umjesto vode, sve je bilo obrnuto. Male vrijednosti električne vodljivosti često odgovaraju visokim stupnjevima disocijacije. Anomalije potaknule znanstvenike na proučavanje ovog područja kemije. Zabilježen je veliki broj podataka čija je obrada dopuštala pronalaženje pravilnosti koje nadopunjuju teoriju elektrolitske disocijacije. Osim toga, bilo je moguće proširiti znanje o elektrolizi i prirodi kompleksnih iona organskih i anorganskih spojeva.

Potom su studije u području koncentriranih otopina počele provoditi aktivnije. Takvi sustavi su dosta različiti od svojstava razrijeđena s obzirom na činjenicu da je povećanje koncentracije otopljene tvari sve važnu ulogu ima po njegovoj interakciji s otapalom. Više o tome u sljedećem odjeljku.

teorija

U ovom trenutku, teorija elektrolitičke disocijacije najbolje objašnjava ponašanje iona, molekula i atoma u otopini. Od svog osnutka Svante Arrheniusa u 19. stoljeću, došlo je do promjena. Otkriveni su neki zakoni (kao što je zakon o razrjeđivanju Ostwald), koji se na neki način ne uklapaju u klasičnu teoriju. No, zahvaljujući naknadnom radu znanstvenika, teorija je izmijenjena, au suvremenom obliku postoji do sada i sa visokom točnošću opisuje rezultate dobivene eksperimentalnim putevima.

Glavna točka elektrolitička teorija disocijacije jer se tvar otapa u svoje sastavne ione čestice koje imaju naboj. Ovisno o sposobnosti raspadanja (razdvajanja) u dijelove, razlikuju se jaki i slabi elektroliti. Jaki, u pravilu, potpuno se disociraju u ionima u otopini, dok slabe - u vrlo maloj mjeri.

Ove čestice, u koje se molekula propada, mogu komunicirati s otapalom. Taj se fenomen naziva solvatacija. Ali to se ne događa uvijek, jer je zbog prisutnosti napunjenosti na ionu i molekula otapala. Na primjer, molekula vode je dipol, tj. Čestica koja se pozitivno naplaćuje s jedne strane, a negativno na drugoj. A ioni na koje se elektrolit raspadaju također imaju i naboj. Dakle, ove čestice privlače različito napunjene strane. Ali to se događa samo s polarnim otapalima (takva je voda). Na primjer, u otopini tvari u heksanu, solvatacija se neće pojaviti.

Za proučavanje rješenja često je potrebno znati količinu otopljene tvari. U formulama je ponekad vrlo nezgodno zamijeniti neke količine. Stoga, postoji nekoliko vrsta koncentracija, među kojima je i normalnost otopine. Sada ćemo detaljno opisati sve načine izražavanja sadržaja tvari u rješenju i metoda za njegovo izračunavanje.

Koncentracija otopine

U kemiji se koriste mnoge formule, a neke od njih su konstruirane na takav način da je prikladnije preuzeti vrijednost u određenom obliku.

Prvi, i najpoznatiji oblik izražavanja koncentracije - maseni udio. Izračunava se vrlo jednostavno. Trebamo podijeliti mase tvari u otopinu u njegovu ukupnu masu. Dakle, dobivamo odgovor u frakcijama jednog. Množenjem broja za sto, dobivamo odgovor u postocima.

Nešto manje poznati oblik je frakcija volumena. Najčešće se koristi za izražavanje koncentracije alkohola u alkoholnim pićima. Također se jednostavno izračunava: volumen otopljene tvari podijelimo volumenom cjelokupne otopine. Kao u prethodnom slučaju, možete dobiti odgovor u postocima. O oznakama često označavaju: "40% boda", što znači: 40 volumetrijskih postotaka.

U kemiji se često koriste i druge vrste koncentracije. Ali prije nego što idemo do njih, razgovarajmo o tome što je mole materije. Količina tvari može se izraziti na različite načine: masa, volumen. Ali molekule svake tvari imaju svoju težinu, a masom uzorka nemoguće je razumjeti koliko molekula ima u njemu, a to je neophodno za razumijevanje kvantitativne komponente kemijskih transformacija. U tu svrhu uvedena je količina kao što je mole tvari. Zapravo, jedan mol je određeni broj molekula: 6.02 * 10²³. Ovo se zove Avogadro broj. Najčešće takva jedinica, kao mole tvari, koristi se za izračun količine proizvoda bilo koje reakcije. S tim u vezi, postoji još jedan oblik izražavanja koncentracije - molarnosti. To je količina materije po jedinici volumena. Molaritet se izražava u mol / l (čitano: mol po litri).

Vrlo je sličan prethodnom obliku izražavanja sadržaja tvari u sustavu: molalitet. Ono se razlikuje od molariteta u tome što određuje količinu tvari koja nije u jedinici volumena, nego u jedinici mase. I izraženo u molama po kilogramu (ili drugim višestrukim primjerima, na primjer po gramu).

Stoga smo došli do posljednjeg obrasca, koji ćemo posebno raspravljati, budući da njegov opis zahtijeva neke teorijske informacije.

Normativnost otopine

Što je ovo? A što se razlikuje od prethodnih vrijednosti? Za početak, potrebno je razumjeti razliku između koncepata kao što su normalnost i molarnost rješenja. Zapravo, razlikuju se samo po jednoj vrijednosti - broju ekvivalencije. Sada čak možete zamisliti što je normalnost rješenja. To je samo izmijenjena molarnost. Broj ekvivalencije pokazuje broj čestica koje mogu reagirati s jednim molom vodikovih iona ili hidroksidnih iona.

Upoznali smo se sa normalnošću rješenja. Ali mi treba kopati dublje i vidjet ćemo kako jednostavno to je kompleks oblik koncentracije opisa na prvi pogled. Zato, analizirati ćemo što je normalnost rješenja.

formula

Prilično je lako zamisliti formulu verbalnim opisom. To će izgledati ovako: C_n= z * n / N. Ovdje je z faktor ekvivalencije, n je količina materije, a V je volumen otopine. Prva količina je najzanimljivija. Ona samo pokazuje ekvivalent tvari, tj. Broj stvarnih ili zamišljenih čestica koje mogu reagirati s jednom minimalnom česticom druge tvari. To, u stvari, normalnost otopine, formula koja je gore prikazana, kvalitativno se razlikuje od molariteta.

A sada ćemo se prebaciti na još jedan važan dio: kako odrediti normalnost rješenja. Ovo je nesumnjivo važno pitanje, stoga je vrijedno pristupiti ovoj studiji s razumijevanjem svake od količina navedenih u gornjoj jednadžbi.

Kako pronaći normalnost rješenja?

Formula za koju smo raspravljali gore je čisto primijenjena priroda. Sve količine koje se u njemu mogu lako izračunati u praksi. Zapravo, vrlo je jednostavno izračunati normalnost otopine, znajući određene količine: masu otopljene tvari, njezinu formulu i volumen otopine. Budući da poznajemo formulu molekula materije, možemo je pronaći molekularne težine. Omjer težine uzorka težio prema njenom molarnu masu bit će jednak broju molova materije. I znajući volumen čitavog rješenja, možemo reći točno ono što molarna koncentracija imamo.

Sljedeća operacija koju trebamo učiniti kako bismo izračunali normalnost rješenja je akcija za pronalaženje faktora ekvivalencije. Da bismo to učinili, moramo razumjeti kako disocijacija rezultira stvaranjem čestica koje mogu pričvrstiti protone ili hidroksilne ione. Na primjer, u sumpornoj kiselini, ekvivalentni faktor je 2, i time se normalnost otopine u ovom slučaju izračunava jednostavnim množenjem 2 molarnosti.

primjena

U kemijskim analiticima vrlo je često potrebno izračunati normalnost i molarnost rješenja. Ovo je vrlo pogodno za čišćenje molekulskih formula tvari.

Što još čitati?

Da bismo bolje razumjeli što je normalnost rješenja, najbolje je otvoriti udžbenik o općoj kemiji. A ako već znate sve ove informacije, trebali biste se obratiti udžbeniku o analitičkoj kemiji za studente kemijskih specijaliteta.

zaključak

Zahvaljujući članku, mislim da ste shvatili da je normalnost otopine oblik izražavanja koncentracije tvari koja se uglavnom koristi u kemijskoj analizi. A sada nitko nije tajna kako se izračunava.