Συγκέντρωση κανονικότητας

Στο ερευνητικό εργαστήριο, η κανονικότητα, με συντομογραφία "N", είναι μια χρήσιμη τεχνική για την αξιολόγηση της συγκέντρωσης διαφόρων διαλυμάτων. Αν και έχει διάφορες εφαρμογές στο ερευνητικό εργαστήριο, το χρησιμοποιούμε σχεδόν εξ ολοκλήρου στους τομείς του νερού και των λυμάτων για να προσδιορίσουμε τις συγκεντρώσεις οξέων και βάσεων για τέτοια διαλύματα όπως τιτλοδοτήσεις σε δοκιμές οξύτητας και αλκαλικότητας και προσαρμογές pH δειγμάτων BOD, αμμωνίας και φωσφόρου. .

Η ιδέα της κανονικότητας είναι ανάλογη με αυτήν της μοριακής μοριακής τάξεως (βλ. «Molarity» στο προηγούμενο άρθρο). Η κανονικότητα (Ν) υποδηλώνει τη μοριακή συγκέντρωση αποκλειστικά του συστατικού οξέος (συνήθως του ιόντος Η+ σε ένα διάλυμα οξέος) ή μόνο του συστατικού βάσης, ενώ η μοριακότητα (Μ) αντανακλά την ποσότητα ενός ιόντος ή μιας χημικής ουσίας στο διάλυμα.

Ποιος είναι ο ορισμός της κανονικότητας;

Στη χημεία, η κανονικότητα είναι ένας από τους όρους που χρησιμοποιούνται για να περιγράψουν τη συγκέντρωση ενός διαλύματος. Είναι συντομογραφία "N" και είναι επίσης γνωστό ως ισοδύναμη συγκέντρωση διαλύματος. Χρησιμοποιείται κυρίως για τον προσδιορισμό της ποσότητας των δραστικών ειδών σε ένα διάλυμα, καθώς και κατά τη διάρκεια αντιδράσεων τιτλοδότησης και περιστάσεων που απαιτούν χημεία οξέος-βάσης.

Κανονικότητα περιγράφεται ως η ποσότητα δόσης mg ή μοριακά ισοδύναμα διαλυμένης ουσίας που περιέχονται σε ένα λίτρο διαλύματος, σύμφωνα με τον τυπικό ορισμό. Η ποσότητα των γραμμομορίων αντιδραστικών μονάδων σε μια χημική ουσία είναι αυτό που εννοούμε όταν λέμε ισοδύναμο.

Πιθανότατα αναρωτιέστε τι είναι το ισοδύναμο γραμμαρίων και πώς σχετίζεται με την ποσότητα των σπίλων.

Ας δούμε τι σημαίνει ισοδύναμο και γιατί είναι σημαντικό.

Ας υποθέσουμε ότι έχουμε την ακόλουθη εξίσωση: 

NaCl + H2 SO4 → Na2 SO4  + HCl (Χλωριούχο νάτριο) (Θειικό (Οξύ)   (Θειικό νάτριο)    (Υδροχλωρικό οξύ

Αυτή η εξίσωση δεν είναι ισορροπημένη, όπως είδατε. Ας δούμε αν μπορούμε να εξισορροπήσουμε αυτήν την εξίσωση:

2NaCl  + H2 SO4 → Na2 SO4 + 2HCl

Ο αριθμός των γραμμομορίων (n) είναι:δύο γραμμομόρια (ένα mol) (1 γραμμομόριο) δύο γραμμομόρια 2 γραμμομόρια NaCl αντιδρούν με 1 γραμμομόριο H2SO4 για να παράγουν 1 γραμμομόριο Na2 SO4 και 2 γραμμομόρια HCl. Δεν μπορούμε να υπολογίσουμε την ποσότητα του αντιδρώντος (ή των mole) που υφίσταται μια αντίδραση για να δημιουργήσει ένα προϊόν εκτός εάν η εξίσωση είναι ισορροπημένη. Ισοδύναμος αριθμός γραμμαρίων.

Λοιπόν, ας ξεκινήσουμε να κατανοούμε την έννοια της ισοδυναμίας γραμμαρίων. Γνωρίζουμε ότι ο αριθμός των γραμμομορίων ισούται με τη μάζα/μοριακό βάρος. Ποσότητα ισοδυνάμου γραμμαρίων =Μάζα/Ισοδύναμο βάρος και Μοριακό βάρος =Ισοδύναμο βάρος X (X =συντελεστής σθένους)

Πού, 

Για τη βάση και το οξύ είναι ο αριθμός των ιόντων oH- και H+ που απελευθερώνουν στο διάλυμα.

Τύπος για κανονικότητα

Κανονικότητα =[όγκος διαλύματος σε λίτρα] x αριθμός ισοδυνάμων γραμμαρίων

[Ισοδύναμο βάρος διαλυμένης ουσίας] -1N =Αριθμός ισοδυνάμων γραμμαρίων Ισούται με βάρος διαλυμένης ουσίας

[Ισοδύναμο βάρος όγκος (L)] -1 N =Βάρος διαλυμένης ουσίας (γραμμάριο)

N =Μοριακότητα × Βασικότητα =Μοριακότητα × Οξύτητα

Το γράμμα N χρησιμοποιείται συχνά για να αναπαραστήσει την κανονικότητα. Τα eq L-1 και meq L-1 χρησιμοποιούνται επίσης για να δηλώσουν ορισμένες πρόσθετες μονάδες κανονικότητας. Στην ιατρική αναφορά, το τελευταίο χρησιμοποιείται συχνά.

Πώς να χρησιμοποιήσετε το Normality

Η κανονικότητα χρησιμοποιείται πιο συχνά σε τρία σενάρια:

Με βάση τη χημεία οξέος-βάσης

Με βάση τη χημεία οξέος-βάσης,  η κανονικότητα, για παράδειγμα, χρησιμοποιείται για να δείξει τις ποσότητες ιόντων υδρονίου (H3O+) ή ιόντων υδροξειδίου (OH-) σε ένα διάλυμα.

Στις αντιδράσεις καθίζησης, η κανονικότητα χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της ποσότητας των ιόντων που αναμένεται να καταβυθιστούν σε μια δεδομένη αντίδραση.

Χρησιμοποιείται σε διεργασίες οξειδοαναγωγής για να υπολογίσει πόσα ηλεκτρόνια μπορεί να λάβει ή να συνεισφέρει μια αναγωγική ή οξειδωτική ουσία.

Η χρήση της κανονικότητας έχει τα όριά της

Στη χημεία οξέος-βάσης, πολλοί επιστήμονες χρησιμοποιούν την κανονικότητα για να εξαλείψουν τη χρήση μοριακών αναλογιών στους υπολογισμούς ή γενικά για να αποκτήσουν πιο ακριβείς απαντήσεις. Αν και η κανονικότητα χρησιμοποιείται εκτενώς σε διεργασίες καθίζησης και οξειδοαναγωγής, έχει ορισμένα μειονεκτήματα.

Αν και η κανονικότητα χρησιμοποιείται εκτενώς στις διαδικασίες καθίζησης και οξειδοαναγωγής, έχει ορισμένα μειονεκτήματα.

Ακολουθούν οι περιορισμοί

Σε περιπτώσεις άλλες από αυτές που αναφέρονται παραπάνω, δεν είναι κατάλληλη μονάδα συγκέντρωσης. Είναι μια ασαφής μονάδα, επομένως η μοριακότητα ή η μοριακότητα είναι προτιμότερες εναλλακτικές λύσεις.

Απαιτείται ένας καθορισμένος συντελεστής ισοδυναμίας για την κανονικότητα.

Δεν είναι μια προκαθορισμένη τιμή για ένα συγκεκριμένο χημικό διάλυμα. Ανάλογα με τη χημική διαδικασία, η τιμή μπορεί να αλλάξει δραματικά. Για να διευκρινίσουμε περαιτέρω, μια μεμονωμένη λύση μπορεί να περιλαμβάνει πολλές κανονικότητες για διάφορες αντιδράσεις.

Συμπέρασμα 

Η κανονικότητα περιγράφεται ως η ποσότητα δόσης mg ή γραμμομοριακών ισοδυνάμων διαλυμένης ουσίας που περιέχεται σε ένα λίτρο διαλύματος. Η ιδέα της κανονικότητας είναι ανάλογη με αυτή της μοριακής μοριακής τάξεως (βλ. «Μοριακότητα» στο προηγούμενο άρθρο). Στη χημεία, η κανονικότητα είναι ένας από τους όρους που χρησιμοποιούνται για να περιγράψουν τη συγκέντρωση ενός διαλύματος. Στις αντιδράσεις καθίζησης, η κανονικότητα χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της ποσότητας των ιόντων που αναμένεται να καταβυθιστούν σε μια δεδομένη αντίδραση. Η κανονικότητα και η μοριακότητα ενός διαλύματος ποικίλλουν στο ότι η κανονικότητα αντιπροσωπεύει την ποσότητα του ισοδυνάμου γραμμαρίων της ουσίας που υπάρχει στο διάλυμα, ενώ η μοριακότητα καθορίζει τον αριθμό των γραμμομορίων που υπάρχουν στο διάλυμα.