O normal é uma medida de concentração usada, cada vez menos frequentemente, na química de soluções. Ele indica quão reativa é a solução das espécies dissolvidas, ao invés de quão alta ou diluída é sua concentração. É expresso em gramas equivalentes por litro de solução (Eq / L).
Muita confusão e debate surgiram na literatura sobre o termo 'equivalente', pois ele varia e tem seu próprio valor para todas as substâncias. Da mesma forma, os equivalentes dependem da reação química em consideração; portanto, a normalidade não pode ser usada arbitrariamente ou globalmente.
Por este motivo, a IUPAC aconselhou a suspensão do uso para expressar concentrações de soluções..
Porém, ainda é utilizado em reações ácido-base, amplamente utilizadas em volumetria. Isso ocorre em parte porque, considerando os equivalentes de um ácido ou de uma base, torna os cálculos muito mais fáceis; Além disso, ácidos e bases sempre se comportam da mesma maneira em todos os cenários: eles liberam ou aceitam íons de hidrogênio, H+.
Índice do artigo
Embora a normalidade por sua mera definição possa gerar confusão, em resumo, ela nada mais é do que 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 da qual participa. Então, sabendo sua molaridade, M, sua normalidade pode ser calculada por simples multiplicação.
Se, por outro lado, apenas a massa do reagente estiver disponível, seu peso equivalente será utilizado:
PE = PM / n
Onde MW é o peso molecular. Assim que tiver o PE e a massa do 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 os equivalentes-grama (ou equivalentes) por um litro de solução:
N = g / (PE ∙ V)
O que é igual a
N = Eq / V
Após esses cálculos, obtém-se quantos equivalentes a espécie reativa possui por 1L de solução; ou quantos mEq existem por 1mL de solução.
Mas quais são os equivalentes? São as partes que têm em comum um conjunto de espécies reativas. Por exemplo, com ácidos e bases, o que acontece com eles quando reagem? Livre ou aceite H+, independentemente de ser um hidrácido (HCl, HF, etc.) ou um oxácido (HdoisSW4, HNO3, H3PO4, etc.).
A molaridade não discrimina o número de H que o ácido possui em sua estrutura, nem a quantidade de H que uma base pode aceitar; apenas considere o todo em peso molecular. Porém, 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 das bases). Da mesma forma, se uma espécie doa elétrons, outra espécie deve aceitar o mesmo número de elétrons..
Daí vem a simplificação dos cálculos: sabendo o número de equivalentes de uma espécie, sabe-se exatamente quantos são os equivalentes que reagem com as outras espécies. Enquanto estiver usando moles, você deve respeitar os coeficientes estequiométricos da equação química.
Começando com o par HF e HdoisSW4, Por exemplo, para explicar os equivalentes em sua reação de neutralização com NaOH:
HF + NaOH => NaF + HdoisOU
HdoisSW4 + 2NaOH => NadoisSW4 + 2hdoisOU
Para neutralizar HF, um mole de NaOH é necessário, enquanto HdoisSW4 requer dois moles de base. Isso significa que o HF é mais reativo, pois necessita de uma quantidade menor de base para sua neutralização. Por quê? Porque HF tem 1H (um equivalente), e HdoisSW4 2H (dois equivalentes).
É importante enfatizar que, embora HF, HCl, HI e HNO3 eles são "tão reativos" de acordo com a normalidade, a natureza de suas ligações e, portanto, sua força de acidez, são totalmente diferentes.
Portanto, sabendo disso, a normalidade para qualquer ácido pode ser calculada multiplicando o número de H por sua molaridade:
1 ∙ M = N (HF, HCl, CH3COOH)
2 ∙ M = N (HdoisSW4, HdoisSeO4, HdoisS)
Com o H3PO4 você tem 3H e, portanto, tem três equivalentes. No entanto, é um ácido muito mais fraco, por isso nem sempre libera todo o seu H+.
Além disso, na presença de uma base forte, nem todos os seus H reagem necessariamente.+; Isso significa que deve-se prestar atenção à reação em que você está participando:
H3PO4 + 2KOH => KdoisHPO4 + 2hdoisOU
Neste caso, o número de equivalentes é igual a 2 e não 3, uma vez que apenas 2H reagem+. Enquanto nesta outra reação:
H3PO4 + 3KOH => K3PO4 + 3HdoisOU
Considera-se que a normalidade de H3PO4 é três vezes sua molaridade (N = 3 ∙ M), já que desta vez todos os íons de hidrogênio reagem.
Por este motivo, não é suficiente assumir uma regra geral para todos os ácidos, mas também, deve-se saber exatamente quantos H+ participar da reação.
Um caso muito semelhante ocorre com as bases. Para as seguintes três bases neutralizadas com HCl, temos:
NaOH + HCl => NaCl + HdoisOU
Ba (OH)dois + 2HCl => BaCldois + 2hdoisOU
Al (OH)3 + 3HCl => AlCl3 + 3HdoisOU
El Al (OH)3 ele precisa de três vezes mais ácido do que NaOH; ou seja, 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 (um equivalente); o Ba (OH)dois tem 2OH (dois equivalentes), e o Al (OH)3 três equivalentes.
Embora não tenha grupos OH, NadoisCO3 é capaz de aceitar até 2H+, e, portanto, tem dois equivalentes; mas se você aceitar apenas 1H+, então participe com um equivalente.
Quando um cátion e um ânion se unem para precipitar em um sal, o número de equivalentes para cada um é igual à sua carga:
Mgdois+ + 2Cl- => MgCldois
Assim, o Mgdois+ tem dois equivalentes, enquanto Cl- tem apenas um. Mas qual é a normalidade do MgCldois? Seu valor é relativo, pode ser 1M ou 2 ∙ M, dependendo se o Mg é considerado.dois+ ou Cl-.
O número de equivalentes para as espécies envolvidas nas reações redox é igual ao número de elétrons ganhos ou perdidos durante as mesmas..
3CdoisOU4dois- + CrdoisOU7dois- + 14h+ => 2Cr3+ + 6COdois + 7hdoisOU
Qual será a normalidade para o CdoisOU4dois- e o CrdoisOU7dois-? Para isso, as reações parciais onde os elétrons participam como reagentes ou produtos devem ser levadas em consideração:
CdoisOU4dois- => 2COdois + 2e-
CrdoisOU7dois- + 14h+ + 6e- => 2Cr3+ + 7hdoisOU
Cada CdoisOU4dois- libera 2 elétrons, e cada CrdoisOU7dois- aceita 6 elétrons; e após o equilíbrio, a equação química resultante é a primeira das três.
Portanto, a normalidade para CdoisOU4dois- é 2 ∙ M e 6 ∙ M para CrdoisOU7dois- (lembre-se, N = nM).
Ainda sem comentários