Що таке нормальність розчину? Як визначити нормальність розчину? Формула нормальності розчину

З розчинами різних речовин ми зустрічаємося кожен день. Але навряд чи кожен з нас уявляє, наскільки велику роль відіграють ці системи. Багато що в їх поведінці стало ясно сьогодні завдяки детальному вивченню протягом тисячоліть. За весь цей час були введені багато термінів, незрозумілі простій людині. Один з них - нормальність розчину. Що це таке? Про це і піде мова в нашій статті. А почнемо ми з занурення в минуле.

Історія досліджень

Першими яскравими умами, що почали вивчення розчинів, були такі відомі хіміки, як Арреніус, Вант-Гофф і Оствальд. Під впливом їх робіт наступні покоління хіміків стали заглиблюватися в дослідження водних і розбавлених розчинів. Звичайно, вони накопичили величезний масив знань, але без уваги залишилися неводні розчини, які, до речі, також відіграють велику роль як в промисловості, так і в інших сферах людської життєдіяльності.

У теорії наведених розчинів було багато незрозумілого. Наприклад, якщо в водних зі збільшенням ступеня дисоціації збільшувалася значення провідності, то в аналогічних системах, але з іншим розчинником замість води, було все навпаки. Маленькі значення електричної провідності часто відповідають високим ступеням дисоціації. Аномалії підстьобнули вчених до дослідження цієї галузі хімії. Був накопичений великий масив даних, обробка яких дозволила знайти закономірності, що доповнюють теорію електролітичноїдисоціації. Крім цього, вдалося розширити знання про електролізі і про природу комплексних іонів органічних і неорганічних сполук.

Потім активніше почали проводитися дослідження в області концентрованих розчинів. Такі системи істотно відрізняються за властивостями від розбавлених через те, що при підвищенні концентрації розчиненого речовини все більшу роль починає грати його взаємодія з розчинником. Детальніше про це - в наступному розділі.

Відео: молярна концентрація (молярна). СПОСОБИ ВИРАЖЕННЯ СКЛАДУ РОЗЧИНІВ

теорія

На даний момент краще за всіх пояснює поведінку іонів, молекул і атомів в розчині тільки теорія електролітичноїдисоціації. З моменту свого створення Сванте Арреніус в XIX столітті, вона зазнала деяких змін. Були відкриті деяких законів (такі, як закон розведення Оствальда), які дещо не вписувалися в класичну теорію. Але, завдяки подальшим роботам вчених, в теорію були внесені поправки, і в сучасному вигляді вона існує досі і з високою точністю описує результати, одержувані дослідним шляхом.

Основна суть електролітичної теорії дисоціації в тому, що речовина при розчиненні розпадається на складові її іони - частинки, що мають заряд. Залежно від здатності розкладатися (диссоциировать) на частини, розрізняють сильні і слабкі електроліти. Сильні, як правило, повністю дисоціюють на іони в розчині, тоді як слабкі - в дуже малому ступені.

Ці частинки, на які розпадається молекула, можуть взаємодіяти з розчинником. Це явище має назву сольватацией. Але відбувається воно не завжди, оскільки обумовлено наявністю заряду на йоні і молекулах розчинника. Наприклад, молекула води є диполь, тобто частку, заряджену з одного боку позитивно, а з іншого - негативно. А іони, на які розпадеться електроліт, теж мають заряд. Таким чином, ці частинки притягуються різнойменно зарядженими сторонами. Але відбувається це тільки з полярними розчинниками (таким є і вода). Наприклад, в розчині певної речовини в гексані сольватации відбуватися не буде.

Для вивчення розчинів дуже часто необхідно знати кількість розчиненої речовини. У формули іноді дуже незручно підставляти деякі величини. Тому існує кілька видів концентрацій, серед яких - нормальність розчину. Зараз ми розповімо докладно про всі способи вираження змісту речовини в розчині і методах його обчислення.

концентрація розчину

У хімії застосовується безліч формул, і деякі з них побудовані так, що зручніше взяти величину в тому чи іншому конкретному виді.

Перша, і сама знайома нам, форма вираження концентрації - масова частка. Обчислюється вона дуже просто. Нам лише потрібно розділити масу речовини в розчині на його загальну масу. Таким чином ми отримуємо відповідь в частках одиниці. Помноживши отримане число на сто, отримаємо відповідь у відсотках.

Трохи менш відома форма - об`ємна частка. Найчастіше її використовують для вираження концентрації спирту в алкогольних напоях. Обчислюється вона теж досить просто: ділимо обсяг розчиненої речовини на обсяг всього розчину. Так само як і в попередньому випадку, можна отримати відповідь у відсотках. На етикетках часто позначають: "40% об.", Що означає: 40 об`ємних відсотків.

У хімії часто використовують і інші види концентрації. Але перед тим, як до них перейти, поговоримо про те, що таке моль речовини. Кількість речовини може виражатися різними способами: маса, обсяг. Але ж молекули кожного речовини мають свою вагу, і по масі зразка неможливо зрозуміти, скільки в ньому молекул, а це необхідно для розуміння кількісної складової хімічних перетворень. Для цього була введена така величина, як моль речовини. Фактично один моль - це певна кількість молекул: 6,02 * 10²³. Це називається числом Авогадро. Найчастіше така одиниця, як моль речовини, використовується для обчислення кількості продуктів будь-якої реакції. У зв`язку з цим існує ще одна форма вираження концентрації - молярность. Це кількість речовини в одиниці об`єму. Молярность виражається в моль / л (читається: моль на літр).

Існує дуже схожий на попередній вид вираження змісту речовини в системі: моляльность. Відрізняється від молярности вона тим, що визначає кількість речовини не в одиниці об`єму, а в одиниці маси. І виражається в молях на кілограм (або іншу кратну величину, наприклад на грам).

Ось ми і підійшли до останньої формі, яку зараз обговоримо окремо, так як її опис вимагає трохи теоретичної інформації.

нормальність розчину

Що ж це таке? І чим відрізняється від попередніх величин? Для початку слід зрозуміти різницю між такими поняттями, як нормальність і молярность розчинів. По суті, відрізняються вони лише на одну величину - число еквівалентності. Тепер можна навіть уявити, що таке нормальність розчину. Це всього лише модифікована молярность. Число еквівалетності показує кількість частинок, здатних провзаємодіяти з одним молем іонів водню або гідроксид-іонів.

Ми познайомилися з тим, що таке нормальність розчину. Але ж варто копнути глибше, і ми побачимо, наскільки проста ця, на перший погляд складна форма опису концентрації. Отже, розберемо детальніше, що таке нормальність розчину.

Формула

Досить легко уявити собі формулу за словесним описом. Вона буде виглядати так: З_н= Z * n / N. Тут z - фактор еквівалентності, n - кількість речовини, V - об`єм розчину. Перша величина - найцікавіша. Якраз вона і показує еквівалент речовини, тобто число реальних або уявних частинок, здатних прореагувати з однієї мінімальної часткою іншої речовини. Цим, власне, нормальність розчину, формула якої була представлена вище, якісно відрізняється від молярности.

Відео: № 166. Неорганічна хімія. Тема 18. Розчини. Частина 3. Формули для вирішення завдань

А тепер перейдемо до іншої важливої частини: як визначити нормальність розчину. Це, безсумнівно, важливе питання, тому до його вивчення варто підійти з розумінням кожної величини, зазначеної в рівнянні, представленому вище.

Як знайти нормальність розчину?

Формула, яку ми розібрали вище, має чисто прикладний характер. Всі величини, наведені в ній, легко обчислюються на практиці. Насправді обчислити нормальність розчину дуже легко, знаючи деякі величини: масу розчиненої речовини, його формулу і обсяг розчину. Так як нам відома формула молекул речовини, то ми можемо знайти його молекулярну масу. Відношення маси навішення розчиненої речовини до його молярніймасі буде дорівнює числу моль речовини. А знаючи обсяг всього розчину, ми точно можемо сказати, яка у нас молярна концентрація.

Відео: Молярна маса речовини

Наступна операція, яку нам потрібно провести для того, щоб обчислити нормальність розчину - це дія по знаходженню фактора еквівалентності. Для цього нам потрібно зрозуміти, скільки в результаті дисоціації утворюється частинок, здатних приєднати протони або іони гідроксилу. Наприклад, в сірчаної кислоти фактор еквівалетності дорівнює 2, і, отже, нормальність розчину в цьому випадку обчислюється простим множенням на 2 його молярности.

застосування

У хімічній аналітиці дуже часто доводиться розраховувати нормальність і молярность розчинів. Це дуже зручно для вичіленія молекулярних формул речовин.

Що ще почитати?

Щоб краще зрозуміти, що таке нормальність розчину, найкраще відкрити підручник з загальної хімії. А якщо ви вже знаєте всю цю інформацію, вам варто звернутися до підручника з аналітичної хімії для студентів хімічних спеціальностей.

висновок

Завдяки статті, думаємо, ви зрозуміли, що нормальність розчину - це форма вираження концентрації речовини, якою користуються в основному в хімічному аналізі. І тепер ні для кого не секрет, як вона обчислюється.