Normalidade é uma medida de concentração de soluções químicas que leva em consideração o número de equivalentes de soluto presentes em um determinado volume de solução. Ela é amplamente utilizada em análises químicas e em reações químicas que envolvem reações de neutralização ou de precipitação. A normalidade é expressa em equivalentes/litro (eq/L) e pode ser calculada a partir da concentração molar do soluto, multiplicando-a pelo número de equivalentes do soluto por molécula. Alguns exemplos de soluções comumente expressas em normalidade são soluções de ácidos e bases, soluções de íons metálicos em reações de oxirredução e soluções de sais em reações de precipitação.
Significado da normalidade na química: conceito fundamental para análise de concentrações de soluções.
A normalidade na química é uma medida da concentração de uma solução em relação a sua capacidade de reagir com outras substâncias. É um conceito fundamental para a análise de concentrações de soluções, pois permite calcular a quantidade de substância ativa presente em uma solução. A normalidade é expressa em equivalentes por litro (eq/L) e é especialmente útil em reações que envolvem ácidos e bases.
Para calcular a normalidade de uma solução, é necessário levar em conta o número de equivalentes de uma substância em relação a outra. Por exemplo, em uma reação ácido-base, a normalidade do ácido será igual ao número de equivalentes de ácido presentes na solução. Já a normalidade da base será igual ao número de equivalentes de base presentes na solução.
Um exemplo prático de cálculo de normalidade é o seguinte: se uma solução de ácido clorídrico (HCl) tem uma concentração de 1 mol/L, e a reação em questão requer 1 equivalente de ácido para reagir completamente com uma base, então a normalidade do ácido clorídrico será 1 eq/L.
A normalidade na química é um conceito fundamental para garantir a precisão nas análises de concentrações de soluções e na realização de reações químicas. É importante compreender a normalidade para poder realizar cálculos corretos e obter resultados confiáveis em experimentos químicos.
Significado de 1N em química: entenda a unidade de concentração de soluções.
No campo da química, a unidade de concentração 1N é conhecida como Normalidade. A Normalidade é uma medida da concentração de uma solução em relação ao número de equivalentes-grama de soluto presente em um litro de solução. Em outras palavras, a Normalidade indica quantos equivalentes-grama de soluto estão presentes em um litro de solução.
Para calcular a Normalidade de uma solução, é necessário conhecer a fórmula química do composto, sua massa molar e o número de equivalentes-grama presentes na fórmula. A Normalidade é expressa pela seguinte fórmula: N = (número de equivalentes-grama de soluto) / (volume de solução em litros).
Um exemplo prático de Normalidade é uma solução de ácido clorídrico (HCl) com concentração 1N. Isso significa que em um litro dessa solução, há 1 equivalente-grama de ácido clorídrico presente. Outro exemplo seria uma solução de hidróxido de sódio (NaOH) com concentração 2N, indicando que em um litro dessa solução, há 2 equivalentes-grama de hidróxido de sódio.
Qual é a concentração de uma solução de NaOH?
Normalidade é uma medida de concentração de uma solução química, expressa em equivalentes por litro (eq/L). Em outras palavras, a normalidade indica quantos equivalentes de uma substância estão presentes em um litro de solução. No caso do NaOH (hidróxido de sódio), a sua concentração é determinada pela quantidade de íons hidroxila (OH-) presentes na solução.
Para calcular a normalidade de uma solução de NaOH, é necessário conhecer a concentração da solução em mol/L (molaridade) e o número de equivalentes de íons hidroxila por molécula de NaOH. Como o NaOH é uma base forte que se dissocia completamente em solução aquosa, cada molécula de NaOH libera um íon hidroxila, ou seja, possui um equivalente por molécula.
Por exemplo, se tivermos uma solução de NaOH com concentração de 1 mol/L, a normalidade será 1 eq/L, pois cada molécula de NaOH fornece um equivalente de íons hidroxila. Se a concentração da solução for 0,5 mol/L, a normalidade será 0,5 eq/L. Dessa forma, a normalidade de uma solução de NaOH é diretamente proporcional à sua concentração em mol/L.
Portanto, para saber a concentração de uma solução de NaOH em termos de normalidade, basta conhecer a concentração em mol/L e o número de equivalentes de íons hidroxila por molécula de NaOH.
Qual a concentração padrão do ácido sulfúrico?
A concentração padrão do ácido sulfúrico é de 1 mol/L. Isso significa que em cada litro de solução de ácido sulfúrico, há 1 mol da substância. A normalidade é uma medida de concentração que leva em consideração a capacidade de um ácido ou base de doar ou receber prótons. Para determinar a normalidade de uma solução de ácido sulfúrico, é necessário levar em conta a quantidade de prótons que ele pode fornecer.
A normalidade do ácido sulfúrico pode ser calculada multiplicando a concentração em mols por sua valência. No caso do ácido sulfúrico, sua valência é 2, pois ele pode doar dois prótons. Portanto, se tivermos uma solução de ácido sulfúrico com concentração de 1 mol/L, sua normalidade será de 2N.
Um exemplo prático seria uma solução de ácido sulfúrico com concentração de 0,5 mol/L. Nesse caso, sua normalidade seria de 1N, pois 0,5 mol multiplicado pela valência 2 resulta em 1N.
Normalidade (química): o que é e exemplos
O normais é uma medida de concentração cada vez mais utilizadas menos frequentemente, em solução química. Indica o quão reativa é a solução das espécies dissolvidas, em vez de quão alta ou diluída é sua concentração. É expresso em gramas equivalentes por litro de solução (Eq / L).
Na literatura, surgiram muitas confusões e debates sobre o termo ‘equivalente’, pois ele varia e tem seu próprio valor para todas as substâncias. Da mesma forma, os equivalentes dependem de qual reação química é considerada; portanto, a normalidade não pode ser usada arbitrariamente ou globalmente.
Por esse motivo, a IUPAC recomendou parar de usá-lo para expressar as concentrações das soluções.
No entanto, ainda é usado em reações ácido-base, amplamente utilizado em volumetria. Isso se deve em parte ao fato de que, considerando os equivalentes de um ácido ou de uma base, facilita muito os cálculos; além disso, ácidos e bases sempre se comportam da mesma maneira diante de todos os cenários: eles liberam ou aceitam íons hidrogênio, H + .
O que é normalidade?
Fórmulas
Embora a normalidade, por sua simples definição, possa gerar confusão, em poucas palavras, nada mais é do que a molaridade multiplicada por um fator de equivalência:
N = nM
Onde n é o fator de equivalência e depende das espécies reativas, bem como da reação em que participa. Então, conhecendo sua molaridade, M, sua normalidade pode ser calculada por uma multiplicação simples.
Se, por outro lado, apenas a massa de reagente estiver disponível, será utilizado seu peso equivalente:
PE = PM / n
Onde PM é o peso molecular. Depois de obter o PE e a massa de reagente, basta aplicar uma divisão para obter os equivalentes disponíveis no meio de reação:
Eq = g / PE
E, finalmente, a definição de normalidade diz que expressa gramas equivalentes (ou equivalentes) por um litro de solução:
N = g / (PE ∙ V)
O que é igual a
N = Eq / V
Após esses cálculos, obtemos quantos equivalentes a espécie reativa possui por 1 L de solução; ou quantos mEq existem por 1mL de solução.
Equivalente
Mas quais são os equivalentes? São as partes que têm em comum um conjunto de espécies reativas. Por exemplo, para ácidos e bases, o que acontece com eles quando reagem? Release ou aceitar H + , se é um halídrico (HCl, HF, etc.), ou um oxácido de (H 2 SO 4 , HNO 3 , H 3 PO 4 , etc.).
A molaridade não discrimina o número de H que o ácido possui em sua estrutura ou a quantidade de H que uma base pode aceitar; Basta considerar todo o conjunto em peso molecular. No entanto, a normalidade leva em consideração como as espécies se comportam e, portanto, o grau de reatividade.
Se um ácido libera um H + , molecularmente apenas uma base pode aceitá-lo; em outras palavras, um equivalente sempre reage com outro equivalente (OH, no caso de bases). Além disso, se uma espécie doa elétrons, outra espécie deve aceitar o mesmo número de elétrons.
A partir daqui, vem a simplificação dos cálculos: sabendo o número de equivalentes de uma espécie, sabe-se exatamente quantos são os equivalentes que reagem das outras espécies. Enquanto com o uso de moles, os coeficientes estequiométricos da equação química devem ser respeitados.
Exemplos
Ácidos
Começando com o par HF e H 2 SO 4 , por exemplo, para explicar os equivalentes em sua reação de neutralização com NaOH:
HF + NaOH => NaF + H 2 S
H 2 SO 4 + 2 NaOH => Na 2 SO 4 + 2H 2 O
Para neutralizar o HF é necessária uma mole de NaOH, enquanto que o H 2 SO 4 requer duas moles de base. Isso significa que a HF é mais reativa porque precisa de uma quantidade menor de base para neutralização. Porque Porque é HF 1H (um equivalente), e H 2 SO 4 2H (dois equivalentes).
É importante enfatizar que, embora HF, HCl, HI e HNO 3 sejam “iguais aos reagentes” de acordo com a normalidade, a natureza de suas ligações e, portanto, sua resistência à acidez, são totalmente diferentes.
Então, sabendo disso, a normalidade pode ser calculada para qualquer ácido multiplicando o número de H por sua molaridade:
1 ∙ H = N (HF, HCl, CH 3 COOH)
2 ∙ H = N (H 2 SO 4 , H 2 SeO 4 , H 2 S)
Reação de H 3 PO 4
Com H 3 PO 4 você tem 3 H e, portanto, possui três equivalentes. No entanto, como é um ácido muito mais fraco, nem sempre libera todo o seu H + .
Além disso, na presença de uma base forte, nem todos os seus H + reagem ; Isso significa que deve ser dada atenção à reação em que você está participando:
H 3 PO 4 + 2 KOH => K 2 HPO 4 + 2H 2 O
Nesse caso, o número de equivalentes é igual a 2 e não 3, uma vez que apenas 2H + reagem . Enquanto nesta outra reação:
H 3 PO 4 + 3 KOH => K 3 PO 4 + 3H 2 O
Considera-se que a normalidade do H 3 PO 4 é três vezes a sua molaridade (N = 3 ∙ M), pois dessa vez todos os seus íons hidrogênio reagem.
Por esse motivo, não é suficiente assumir uma regra geral para todos os ácidos, mas, além disso, é necessário saber exatamente quantos H + participam da reação.
Bases
Um caso muito semelhante ocorre com as bases. Para as três bases a seguir neutralizadas com HCl, você tem:
NaOH + HCl => NaCl + H 2 O
Ba (OH) 2 + 2HCl => BaCl 2 + 2H 2 O
Al (OH) 3 + 3HCl => AlCl 3 + 3H 2 O
Al (OH) 3 precisa de três vezes mais ácido que NaOH; isto é, o NaOH precisa de apenas um terço da quantidade de base adicionada para neutralizar o Al (OH) 3 .
Portanto, o NaOH é mais reativo, pois possui 1OH (equivalente); Ba (OH) 2 tem 2OH (dois equivalentes) e Al (OH) 3 três equivalentes.
Apesar da falta de OH, Na 2 CO 3 é capaz de aceitar até 2H + , e, assim, tem dois equivalentes; mas se você aceitar apenas 1H + , participe com um equivalente.
Nas reações de precipitação
Quando um cátion e um ânion se juntam para precipitar em um sal, o número de equivalentes para cada um é igual à sua carga:
Mg 2+ + 2Cl – => MgCl 2
Assim, Mg 2+ possui dois equivalentes, enquanto Cl – possui apenas um. Mas qual é a normalidade do MgCl 2 ? Seu valor é relativo, pode ser 1M ou 2 ∙ M, dependendo de se considerar Mg 2+ ou Cl – .
Em reações redox
O número de equivalentes para as espécies envolvidas em reações redox é igual ao número de elétrons ganhos ou perdidos durante o mesmo.
3C 2 O 4 2- + Cr 2 O 7 2- + 14H + => 2Cr 3+ + 6CO 2 + 7H 2 O
O que será normal para C 2 O 4 2- e Cr 2 O 7 2- ? Para isso, reações parciais em que os elétrons participam como reagentes ou produtos devem ser levadas em consideração:
C 2 O 4 2- => 2CO 2 + 2e –
Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6e – => 2Cr 3+ + 7H 2 O
Cada C 2 O 4 2- libera 2 elétrons e cada Cr 2 O 7 2- aceita 6 elétrons; e após o equilíbrio, a equação química resultante é a primeira das três.
Portanto, a normalidade para C 2 O 4 2- é 2 ∙ M e 6 ∙ M para Cr 2 O 7 2- (lembre-se, N = nM).
Referências
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