Нормальность и молярность: Чему равна молярность, нормальность и титр 40%раствора CaCl2 плотностью 1 396г/см3?

§ 1.3. Выражение концентрации растворов в единицах нормальности, молярности и моляльности. Взаимный переход от одних видов выражения концентрации к другим.

Молярная концентрация (молярность) – выражается числом молей растворенного вещества в 1 литре раствора.

С_м = υ/V (4),

где С_м – молярная концентрация (молярность) (моль/л),

υ – число молей (моль),

V – объём (мл).

Единицы измерения молярной концентрации моль/л.

Раствор, содержащий в 1 литре 1 моль растворенного вещества, называется молярным. Например, 1 молярный раствор NаOH – это такой раствор, 1литр которого содержит 1 моль растворенного вещества NaOH или 1·40 = 40 г NaOH.

Нормальная концентрация (нормальность) – выражается числом моль — эквивалентов растворенного вещества в 1 литре раствора.

Сн = υ_э /V (5),

где Сн – нормальная концентрация (нормальность) моль-экв/л,

υ_э – число моль — эквивалентов (моль — экв),

V – объём (л).

Раствор в 1 литре, которого содержится 1 моль-эквивалент, называется нормальным.

При нахождении моль эквивалентов вещества по его молекулярной массе необходимо знать, что молярная масса эквивалента данного вещества может быть различным при разных химических реакциях, в которых это вещество участвует. Поэтому один и тот же раствор в разных случаях может иметь различную нормальность.

Например, если при взаимодействии раствора серной кислоты, содержащей 9,8 г кислоты, с NaOH образуется кислая соль, то раствор серной кислоты будет 0,1 н., т.к. эта реакция сводится к замещению одного иона водорода в серной кислоте на ион натрия:

H₂SO₄ + NaOH = NaHSO₄ + H₂O

поэтому эквивалентная масса серной кислоты здесь равна её малярной массе 98 г/моль. Число моль — эквивалентов в1 литре (или нормальность) в этом случае равно 9,8/98 1= 0,1 н.

Если же образуется средняя соль, реакция сводится к замещению двух ионов водорода в серной кислоте на два иона натрия:

H₂SO₄ + 2NaOH = Na₂SO₄ + 2H₂O

следовательно, молекула серной кислоты содержит два эквивалента. Значит, в данном случае эквивалентная масса будет равна ½ молярной массы 49г/моль. Число моль — эквивалентов в 1 литре (или нормальность) будет равно 9,8/49·1 = 0,2 н.

Для перехода от процентной концентрации к концентрациям, выраженным в единицах нормальности и молярности, и обратно необходимо учитывать плотность растворов.

Титром – называют число грамм растворенного вещества, содержащееся в 1 мл раствора. Единицы измерения титра г/мл.

ПРИМЕР 9: Рассчитать молярность, нормальность 36:-ного раствора серной кислоты (плотность раствора 1,268 г/см³).

РЕШЕНИЕ:

1) Рассчитаем массу 1л раствора 36%-ного раствора серной кислоты:

m_р-ра = 1000·1,268 = 1268г

2) Рассчитаем массу серной кислоты, которая содержится в 1268г раствора. Зная, что исходный раствор 36%-ный, можно сделать вывод, что в 100г этого раствора содержится 36г серной кислоты. Тогда в 1268г 36%-ного раствора будет содержаться:

36·1268/100 = 456,48г серной кислоты.

3) Зная массу серной кислоты и молярную массу серной кислоты, можно найти число моей кислоты

υ = 456,48/98 = 4,65 моля

(98 г/моль –молярная масса серной кислоты).

Поскольку все расчеты мы вели на 1 литр, то мы нашли число молей растворенного вещества в 1 литре раствора, а значит, мы нашли молярность. Следовательно, См = 4,65 М.

4) Зная массу кислоты и эквивалентную массу серной кислоты, можем найти число моль — эквивалентов кислоты. Т.к. кислота двухосновная, то f_э=1/2, следовательно, Мэ = М·fэ = 98·1/2 = 49 г/моль. Отсюда:

υ_э = 456,48/49 = 9,3 моль — эквивалента.

Т.к. найдено число моль — эквивалентов растворенного вещества в 1литре раствора, следовательно, найдена нормальная концентрация Сн = 9,3 н.

ОТВЕТ: См = 4,65 М, Сн = 9,3н.

ПРИМЕР10: Вычислите процентную концентрацию, молярность и титр 2 н. раствора КОН (ρ = 1,10 г/см³).

РЕШЕНИЕ

1) Вычислим массу 1 литра раствора КОН

1000·1,10 = 1100 г

2) Определим массу растворенного вещества: нормальная концентрация показывает, сколько моль — эквивалентов растворенного вещества содержится в 1 литре раствора, т.к. наш раствор 2 н., то в 1 литре раствора содержится 2 моль — эквивалента КОН.

3) Зная число моль — эквивалентов и эквивалентную массу КОН рассчитаем массу КОН:

Мэ кон = М кон, т.к. fэ = 1.

m = υ_э·Мэ = 2·56 = 112 г

4) Рассчитаем по формуле (1) процентную концентрацию:

ω = m_{раст. в-ва}·100/ m_р-ра = 112·100/1100 = 10,18 %.

5) Молярность и нормальность отличается друг от друга фактором эквивалентности: См =Сн·fэ или Сн = См/fэ

Для КОН fэ = 1, т.е. См=Сн, следовательно, См = 2 М.

Т=m_{раств. в-ва} /V_р-ра = 112/1000 = 0,112 г/мл.

ПРИМЕР11: Рассчитать объём 36:-ной кислоты НС1 (ρ = 1,179 г/см³) для приготовления а) 200 мл 0,1 н. раствора; б) 500 мл 0,5 М раствора.

РЕШЕНИЕ:

а)1) рассчитаем массу НС1, которая содержится в 200 мл 0,1 н. раствора:

m_HCl = 0,1·200·36,5/1000 = 0,73 г

2)Рассчитаем массу 36%-ного раствора НС1, в которой содержится 0,73 г НС1

Разница между молярностью и нормальностью — Разница Между

Разница Между 2021

Ключевая разница: Молярность, также известная как молярная концентрация, измеряет количество молей вещества, присутствующего в литре раствора. Молярность обозначается заглавной буквой М. Нормальность

Содержание:

Обе концепции основывают свои расчеты на том, сколько родинок присутствует в текущем решении. Раствор может быть определен как гомогенная смесь, что означает, что два или более компонента были смешаны до такой степени, что он не может быть различим невооруженным глазом. Эти два понятия требуют понимания родинок, поскольку оно определяет количество родинок, присутствующих в решении. Теория родинок была открыта итальянским ученым Амедео Авогардо.

Молярность и нормальность измеряют концентрацию, используя два разных подхода. Молярность, также известная как молярная концентрация, измеряет количество молей вещества, присутствующего в литре раствора. Молярность обозначается заглавной буквой М. Таким образом, в растворе с 1,0 М будет указано, что он содержит 1 моль растворенного вещества на литр раствора. Например: раствор воды и сахара. Если раствор измеряется как 1,0 М, то в растворе содержится 1 моль сахара на литр присутствующего раствора. Молярность также известна как концентрация количества вещества, концентрация количества, концентрация вещества или просто концентрация. Молярность можно рассчитать по формуле: М = моль (количество молей) / л (объем раствора в литрах).

Нормальность — это, в основном, мера концентрации, равная эквивалентному весу в граммах на литр раствора. Эквивалентом является количество молей реакционноспособных звеньев в соединении. Грамм эквивалентного веса является мерой реактивной способности молекулы. Согласно chemeketa.edu, «нормальность раствора — это концентрация, выраженная как число эквивалентных весов (эквивалентов) растворенного вещества на литр раствора». Нормальность обозначается заглавной буквой N. С точки зрения непрофессионала, нормальность кислоты равна сколько в нем ионов H +, которые можно передать в раствор. Точно так же в основании нормальность определяется тем, сколько OH-ионов требуется соединению, чтобы нейтрализовать ионы водорода в растворе.

Нормальность раствора определяется ролью раствора в реакции. Нормальность обозначается уравнением / л и моль / л. Нормальность обычно используется в кислотно-основных реакциях для выражения концентрации протонов (H +) или гидроксид-ионов (OH-) в растворе. Пример нормальности: один моль ионов водорода равен одному эквиваленту ионов водорода. Каждому веществу может быть присвоен эквивалентный вес. Эквивалентный вес может быть равен весу формулы (молекулярный вес, молярный вес) вещества или равен целой доле веса формулы.

Нормальность соединения может быть определена количеством ионов H + и OH-, присутствующих в растворе. Давайте объясним на примере: у нас есть реакция HCL + NaOH. Раствор будет производить NaCl + h3O. Один моль HCL имеет 1N, потому что каждая молекула HCL имеет 1 ион H +. NaOH также имеет 1N, потому что он имеет 1 OH-ион, чтобы нейтрализовать 1 H + ион.

Сходство, другое уравнение h3SO4 + 2NaOH, который будет производить Na2SO4 + 2h3O. В этом уравнении используется 1 моль h3SO4, но 2 моль NaOH. Это потому, что 1 моль h3SO4 дает нам два иона H + для каждой молекулы в реакции, в то время как 1 моль NaOH дает нам 1 ион OH-для каждой молекулы в одной и той же реакции. Это привело бы к дополнительному иону H +, который не установил бы равновесие. Для равновесия нам потребуется 2 OH- для каждого из 2 H + ионов. Поскольку 1 моль h3SO4 дает нам 2 иона H + для каждой молекулы, это приводит к тому, что соединение имеет 2N, в то время как 1 моль NaOH дает нам 1 OH-ион для каждой молекулы; было бы 1н. Чтобы выровнять это уравнение, нам потребуется 2 моля NaOH на один моль h3SO4, следовательно, это будет h3SO4 + 2NaOH.

Более простым способом определения нормальности уравнения будет использование заданной формулы. Нормальность = молярность x n (где n = количество протонов, обмененных в реакции).

Что такое нормальность раствора? Как правильно определить нормальность раствора? Формула нормальности раствора

С растворами разных веществ мы встречаемся каждый день. Но вряд ли каждый из нас представляет, насколько большую роль играют эти системы. Многое в их поведении стало ясно сегодня благодаря детальному изучению в течение тысячелетий. За всё это время были введены многие термины, непонятные простому человеку. Один из них — нормальность раствора. Что это такое? Об этом и пойдёт речь в нашей статье. А начнём мы с погружения в прошлое.

История исследований

Первыми яркими умами, начавшими изучение растворов, были такие известные химики, как Аррениус, Вант-Гофф и Оствальд. Под влиянием их работ последующие поколения химиков стали углубляться в исследование водных и разбавленных растворов. Конечно, они накопили огромный массив знаний, но без внимания остались неводные растворы, которые, кстати, также играют большую роль как в промышленности, так и в других сферах человеческой жизнедеятельности.

В теории неводных растворов было много непонятного. Например, если в водных с увеличением степени диссоциации увеличивалось значение проводимости, то в аналогичных системах, но с другим растворителем вместо воды, было всё наоборот. Маленькие значения электрической проводимости часто соответствуют высоким степеням диссоциации. Аномалии подстегнули учёных к исследованию этой области химии. Был накоплен большой массив данных, обработка которых позволила найти закономерности, дополняющие теорию электролитической диссоциации. Помимо этого, удалось расширить знания об электролизе и о природе комплексных ионов органических и неорганических соединений.

Затем активнее начали проводиться исследования в области концентрированных растворов. Такие системы существенно отличаются по свойствам от разбавленных из-за того, что при повышении концентрации растворённого вещества всё большую роль начинает играть его взаимодействие с растворителем. Подробнее об этом — в следующем разделе.

Теория

На данный момент лучше всех объясняет поведение ионов, молекул и атомов в растворе только теория электролитической диссоциации. С момента своего создания Сванте Аррениусом в XIX веке, она претерпела некоторые изменения. Были открыты некоторые законы (такие, как закон разбавления Оствальда), которые несколько не вписывались в классическую теорию. Но, благодаря последующим работам учёных, в теорию были внесены поправки, и в современном виде она существует до сих пор и с высокой точностью описывает результаты, получаемые опытными путями.

Основная суть электролитической теории диссоциации в том, что вещество при растворении распадается на составляющие её ионы — частицы, имеющие заряд. В зависимости от способности раскладываться (диссоциировать) на части, различают сильные и слабые электролиты. Сильные, как правило, полностью диссоциируют на ионы в растворе, тогда как слабые — в очень малой степени.

Эти частицы, на которые распадается молекула, могут взаимодействовать с растворителем. Это явление назвается сольватацией. Но происходит оно не всегда, поскольку обусловлено наличием заряда на ионе и молекулах растворителя. Например, молекула воды представляет собой диполь, то есть частицу, заряженную с одной стороны положительно, а с другой — отрицательно. А ионы, на которые распадется электролит, тоже имеют заряд. Таким образом, эти частицы притягиваются разноимённо заряженными сторонами. Но происходит это только с полярными растворителями (таковым является и вода). Например, в растворе какого-либо вещества в гексане сольватации происходить не будет.

Для изучения растворов очень часто необходимо знать количество растворённого вещества. В формулы иногда очень неудобно подставлять некоторые величины. Поэтому существует несколько видов концентраций, среди которых — нормальность раствора. Сейчас мы расскажем подробно обо всех способах выражения содержания вещества в растворе и методах его вычисления.

Концентрация раствора

В химии применяется множество формул, и некоторые из них построены так, что удобнее взять величину в том или ином конкретном виде.

Первая, и самая знакомая нам, форма выражения концентрации — массовая доля. Вычисляется она очень просто. Нам всего лишь нужно разделить массу вещества в растворе на его общую массу. Таким образом мы получаем ответ в долях единицы. Умножив полученное число на сто, получим ответ в процентах.

Немного менее известная форма — объёмная доля. Чаще всего её используют для выражения концентрации спирта в алкогольных напитках. Вычисляется она тоже довольно просто: делим объём растворённого вещества на объём всего раствора. Так же как и в предыдущем случае, можно получить ответ в процентах. На этикетках часто обозначают: «40% об.», что означает: 40 объёмных процентов.

В химии часто используют и другие виды концентрации. Но перед тем, как к ним перейти, поговорим о том, что такое моль вещества. Количество вещества может выражаться разными способами: масса, объём. Но ведь молекулы каждого вещества имеют свой вес, и по массе образца невозможно понять, сколько в нём молекул, а это необходимо для понимания количественной составляющей химических превращений. Для этого была введена такая величина, как моль вещества. Фактически один моль — это определённое количество молекул: 6,02*10²³. Это называется числом Авогадро. Чаще всего такая единица, как моль вещества, используется для вычисления количества продуктов какой-либо реакции. В связи с этим существует ещё одна форма выражения концентрации — молярность. Это количество вещества в единице объёма. Молярность выражается в моль/л (читается: моль на литр).

Существует очень похожий на предыдущий вид выражения содержания вещества в системе: моляльность. Отличается от молярности она тем, что определяет количество вещества не в единице объёма, а в единице массы. И выражается в молях на килограмм (или другую кратную величину, например на грамм).

Вот мы и подошли к последней форме, которую сейчас обсудим отдельно, так как её описание требует немного теоретической информации.

Нормальность раствора

Что же это такое? И чем отличается от предыдущих величин? Для начала следует понять разность между такими понятиями, как нормальность и молярность растворов. По сути, отличаются они лишь на одну величину — число эквивалентности. Теперь можно даже представить, что такое нормальность раствора. Это всего лишь модифицированная молярность. Число эквивалетности показывает количество частиц, способных провзаимодействовать с одним молем ионов водорода или гидроксид-ионов.

Мы познакомились с тем, что такое нормальность раствора. Но ведь стоит копнуть глубже, и мы увидим, насколько проста эта, на первый взгляд сложная форма описания концентрации. Итак, разберём поподробнее, что такое нормальность раствора.

Формула

Довольно легко представить себе формулу по словесному описанию. Она будет выглядеть так: С_н=z*n/N. Здесь z — фактор эквивалентности, n — количество вещества, V — объём раствора. Первая величина — самая интересная. Как раз она и показывает эквивалент вещества, то есть число реальных или мнимых частиц, способных прореагировать с одной минимальной частицей другого вещества. Этим, собственно, нормальность раствора, формула которой была представлена выше, качественно отличается от молярности.

А теперь перейдём к другой немаловажной части: как определить нормальность раствора. Это, несомненно, важный вопрос, поэтому к его изучению стоит подойти с пониманием каждой величины, указанной в уравнении, представленном выше.

Как найти нормальность раствора?

Формула, которую мы разобрали выше, имеет чисто прикладной характер. Все величины, приведённые в ней, легко вычисляются на практике. На самом деле вычислить нормальность раствора очень легко, зная некоторые величины: массу растворённого вещества, его формулу и объём раствора. Так как нам известна формула молекул вещества, то мы можем найти его молекулярную массу. Отношение массы навески растворённого вещества к его молярной массе будет равно числу моль вещества. А зная объём всего раствора, мы точно можем сказать, какая у нас молярная концентрация.

Следующая операция, которую нам нужно провести для того, чтобы вычислить нормальность раствора — это действие по нахождению фактора эквивалентности. Для этого нам нужно понять, сколько в результате диссоциации образуется частиц, способных присоединить протоны или ионы гидроксила. Например, в серной кислоте фактор эквивалетности равен 2, и, следовательно, нормальность раствора в этом случае вычисляется простым умножением на 2 его молярности.

Применение

В химической аналитике очень часто приходится расчитывать нормальность и молярность растворов. Это очень удобно для вычиления молекулярных формул веществ.

Что ещё почитать

Чтобы лучше понять, что такое нормальность раствора, лучше всего открыть учебник по общей химии. А если вы уже знаете всю эту информацию, вам стоит обратиться к учебнику по аналитической химии для студентов химических специальностей.

Заключение

Благодаря статье, думаем, вы поняли, что нормальность раствора — это форма выражения концентрации вещества, которой пользуются в основном в химическом анализе. И теперь ни для кого не секрет, как она вычисляется.

Растворы. Способы выражения концентрации растворов

Материалы портала onx.distant.ru

Способы выражения концентрации растворов

Существуют различные способы выражения концентрации растворов.

Массовая доля ω компонента раствора определяется как отношение массы данного компонента Х, содержащегося в данной массе раствора к массе всего раствора m. Массовая доля – безразмерная величина, её выражают в долях от единицы:

ω_р.в. = m_р.в./m_р-ра(0 < ω_р.в. < 1)                (1)

Массовый процент представляет собой массовую долю, умноженную на 100:

ω(Х) = m(Х)/m · 100% (0% < ω(Х) < 100%)                (2)

где ω(X) – массовая доля компонента раствора X; m(X) – масса компонента раствора X; m – общая масса раствора.

Мольная доля χ компонента раствора равна отношению количества вещества данного компонента X к суммарному количеству вещества всех компонентов в растворе.

Для бинарного раствора, состоящего из растворённого вещества Х и растворителя (например, Н₂О), мольная доля растворённого вещества равна:

χ(X) = n(X)/(n(X) + n(H₂O))                (3)

Мольный процент представляет мольную долю, умноженную на 100:

χ(X), % = (χ(X)·100)%                (4)

Объёмная доля φ компонента раствора определяется как отношение объёма данного компонента Х к общему объёму раствора V. Объёмная доля – безразмерная величина, её выражают в долях от единицы:

φ(Х) = V(Х)/V  (0 < φ(Х) < 1)             (5)

Объёмный процент представляет собой объёмную долю, умноженную на 100.

φ(X), % = (φ(X)·100)%                

Молярность (молярная концентрация) C или C_м определяется как отношение количества растворённого вещества X, моль к объёму раствора V, л:

C_м(Х) = n(Х)/V                   (6)

Основной единицей молярности является моль/л или М. Пример записи молярной концентрации: C_м(H₂SO₄) = 0,8 моль/л или 0,8М.

Нормальность С_н определяется как отношение количества эквивалентов растворённого вещества X к объёму раствора V:

C_н(Х) = n_экв.(Х)/V                   (7)

Основной единицей нормальности является моль-экв/л. Пример записи нормальной концентрации: С_н(H₂SO₄) = 0,8 моль-экв/л или 0,8н.

Титр Т показывает, сколько граммов растворённого вещества X содержится в 1 мл или в 1 см³ раствора:

T(Х) = m(Х)/V                   (8)

где m(X) – масса растворённого вещества X, V – объём раствора в мл.

Моляльность раствора μ показывает количество растворённого вещества X в 1 кг растворителя:

μ(Х) = n(Х)/m_р-ля                   (9)

где n(X) – число моль растворённого вещества X, m_р-ля – масса растворителя в кг.

Мольное (массовое и объёмное) отношение – это отношение количеств (масс и объёмов соответственно) компонентов в растворе.

Необходимо иметь ввиду, что нормальность С_н всегда больше или равна молярности С_м. Связь между ними описывается выражением:

С_м = С_н · f(Х)               (10)

Для получения навыков пересчёта молярности в нормальность и наоборот рассмотрим табл. 1. В этой таблице приведены значения молярности С_м, которые необходимо пересчитать в нормальность С_н и величины нормальности С_н, которые следует пересчитать в молярность С_м.

Пересчёт осуществляем по уравнению (10). При этом нормальность раствора находим по уравнению:

С_н = С_м/f(Х)                   (11)

Результаты расчётов приведены в табл. 2.

Таблица 1. К определению молярности и нормальности растворов

Таблица 2

Значения молярности и нормальности растворов

Между объёмами V и нормальностями С_н реагирующих веществ существует соотношение:

V₁ С_н,1 =V₂ С_н,2                    (12)

Примеры решения задач

Задача 1. Рассчитайте молярность, нормальность, моляльность, титр, мольную долю и мольное отношение для 40 мас.% раствора серной кислоты, если плотность этого раствора равна 1,303 г/см³.

Решение.

Масса 1 литра раствора равна М = 1000·1,303 = 1303,0 г.

Масса серной кислоты в этом растворе: m = 1303·0,4 = 521,2 г.

Молярность раствора С_м = 521,2/98 = 5,32 М.

Нормальность раствора С_н = 5,32/(1/2) = 10,64 н.

Титр раствора Т = 521,2/1000 = 0,5212 г/см³.

Моляльность μ = 5,32/(1,303 – 0,5212) = 6,8 моль/кг воды.

Обратите внимание на то, что в концентрированных растворах моляльность (μ) всегда больше молярности (С_м). В разбавленных растворах наоборот.

Масса воды в растворе: m = 1303,0 – 521,2 = 781,8 г.

Количество вещества воды: n = 781,8/18 = 43,43 моль.

Мольная доля серной кислоты: χ = 5,32/(5,32+43,43) = 0,109. Мольная доля воды равна 1– 0,109 = 0,891.

Мольное отношение равно 5,32/43,43 = 0,1225.

Задача 2. Определите объём 70 мас.% раствора серной кислоты (r = 1,611 г/см³), который потребуется для приготовления 2 л 0,1 н раствора этой кислоты.

Решение.

2 л 0,1н раствора серной кислоты содержат 0,2 моль-экв, т.е. 0,1 моль или 9,8 г.

Масса 70%-го раствора кислоты m = 9,8/0,7 = 14 г.

Объём раствора кислоты V = 14/1,611 = 8,69 мл.

Задача 3. В 5 л воды растворили 100 л аммиака (н.у.). Рассчитать массовую долю и молярную концентрацию NH₃ в полученном растворе, если его плотность равна 0,992 г/см³.

Решение.

Масса 100 л аммиака (н.у.) m = 17·100/22,4 = 75,9 г.

Масса раствора m = 5000 + 75,9 = 5075,9 г.

Массовая доля NH₃ равна 75,9/5075,9 = 0,0149 или 1,49 %.

Количество вещества NH₃ равно 100/22,4 = 4,46 моль.

Объём раствора V = 5,0759/0,992 = 5,12 л.

Молярность раствора С_м = 4,46/5,1168 = 0,872 моль/л.

Задача 4. Сколько мл 0,1М раствора ортофосфорной кислоты потребуется для нейтрализации 10 мл 0,3М раствора гидроксида бария?

Решение.

Переводим молярность в нормальность:

0,1 М Н₃РО₄  0,3 н; 0,3 М Ва(ОН)₂  0,6 н.

Используя выражение (12), получаем: V(H₃P0₄)=10·0,6/0,3 = 20 мл.

Задача 5. Какой объем, мл  2 и 14 мас.% растворов NaCl потребуется для приготовления 150 мл 6,2 мас.% раствора хлорида натрия?

Плотности растворов NaCl:

Решение.

Методом интерполяции рассчитываем плотность 6,2 мас.% раствора NaCl:

_6,2% =_6% + 0,2(_7% —_6% )/(7 – 6) = 1,0410 + 0,0016 = 1,0426 г/см³.

Определяем массу раствора: m = 150·1,0426 = 156,39 г.

Находим массу NaCl в этом растворе: m = 156,39·0,062 = 9,70 г.

Для расчёта объёмов 2 мас.% раствора (V₁) и 14 мас.% раствора (V₂) составляем два уравнения с двумя неизвестными (баланс по массе раствора и по массе хлорида натрия):

156,39 = V₁ 1,012 + V₂ 1,101 ,

9,70 = V₁·1,012·0,02 + V₂·1,101·0,14 .

Решение системы этих двух уравнений дает V₁ =100,45 мл и V₂ = 49,71 мл.

3.1. Рассчитайте нормальность 2 М раствора сульфата железа (III), взаимодействующего со щёлочью в водном растворе.

12 н.

3.2. Определите молярность 0,2 н раствора сульфата магния, взаимодействующего с ортофосфатом натрия в водном растворе.

0,1 M.

3.3. Рассчитайте нормальность 0,02 М раствора KMnO₄, взаимодействующего с восстановителем в нейтральной среде.

0,06 н.

3.4. Определите молярность 0,1 н раствора KMnO₄, взаимодействующего с восстановителем в кислой среде.

0,02 M.

3.5. Рассчитать нормальность 0,2 М раствора K₂Cr₂O₇, взаимодействующего с восстановителем в кислой среде.

1,2 M.

3.6. 15 г CuSO₄·5H₂O растворили в 200 г 6 мас.% раствора CuSO₄. Чему равна массовая доля сульфата меди, а также молярность, моляльность и титр полученного раствора, если его плотность составляет 1,107 г/мл?

0,1; 0,695М; 0,698 моль/кг; 0,111 г/мл.

3.7. При выпаривании 400 мл 12 мас.% раствора KNO₃ (плотность раствора 1,076 г/мл) получили 2М раствор нитрата калия. Определить объём полученного раствора, его нормальную концентрацию и титр.

255 мл; 2 н; 0,203 г/мл.

3.8. В 3 л воды растворили 67,2 л хлороводорода, измеренного при нормальных условиях. Плотность полученного раствора равна 1,016 г/мл. Вычислить массовую, мольную долю растворённого вещества и мольное отношение растворённого вещества и воды в приготовленном растворе.

0,035; 0,0177; 1:55,6.

3.9. Сколько граммов NaCl надо добавить к 250 г 6 мас.% раствору NaCl, чтобы приготовить 500 мл раствора хлорида натрия, содержащего 16 мас.% NaCl? Плотность полученного раствора составляет 1,116 г/мл. Определить молярную концентрацию и титр полученного раствора.

74,28 г; 3,05 М; 0,179 г/мл.

3.10. Определить массу воды, в которой следует растворить 26 г ВaCl₂·2H₂O для получения 0,55М раствора ВaCl₂ (плотность раствора 1,092 г/мл). Вычислить титр и моляльность полученного раствора.

192,4 г; 0,111 г/мл; 0,56 моль/кг.

Хлорид алюминия (определение концентрации) | Химик.ПРО – решение задач по химии бесплатно

Определите молярность и нормальность раствора хлорида алюминия (AlCl₃), содержащего в 1 литре  13,35 грамм хлорида алюминия (AlCl₃).

Решение задачи

Найдем молярность раствора хлорида алюминия (AlCl₃). Для расчета будем использовать формулу нахождения молярной концентрации раствора:

где:

C_M – молярная концентрация раствора;

n – химическое количество растворенного вещества;

M – молярная масса растворенного вещества;

m – масса растворенного вещества;

V – объем раствора.

Напомню, что под молярной концентрацией понимают количество (число моль) данного вещества, содержащегося в единице объема раствора. Молярную концентрацию выражают в моль/л или используют сокращение «M».

Рассчитаем  молярную массу хлорида алюминия (AlCl₃):

M (AlCl₃) = 27 + 3 ∙ 35,5 = 133,5 (г/моль).

Известные значения подставим в формулу.

Получаем:

Найдем нормальную концентрацию раствора хлорида алюминия (AlCl₃) по формуле, устанавливающей связь между нормальной и молярной концентрацией:

Где:

N – нормальная концентрация;

M – молярная концентрация;

z – число эквивалентности.

Напомню, что под нормальной концентрацией понимают количество грамм-эквивалентов данного вещества, содержащегося в 1 л раствора. Нормальную концентрацию выражают в моль-экв/л или используют сокращение «н», «N»

Учитывая, что число эквивалентности хлорида алюминия (AlCl₃) равно 3 (произведение валентности металла на  число его атомов в молекуле соли), рассчитаем нормальную концентрацию раствора хлорида алюминия (AlCl₃):

N (AlCl₃) = 0,1 ∙ 3 = 0,3 (моль-экв/л).

Ответ:

молярность раствора хлорида алюминия равна 0,1 моль/л;

нормальность раствора хлорида алюминия равна 0,3 моль-экв/л.

Что такое нормальность раствора? Как определить нормальность раствора? Формула нормальности раствора

Мы встречаемся каждый день с растворами разных веществ. Но вряд ли кто-нибудь из нас представляет, насколько важны эти системы. Большая часть их поведения стала ясна сегодня благодаря детальному изучению на протяжении тысячелетий. За это время было введено много терминов, непонятных обычному человеку. Один из них — нормальность решения. Что это? Об этом и пойдет речь в нашей статье. Начнем с погружения в прошлое.

История исследований

Первыми блестящими умами, изучавшими растворы, были такие известные химики, как Аррениус, Вант-Хофф и Оствальд. Под влиянием своей работы последующие поколения химиков начали углублять изучение водных и разбавленных растворов. Конечно, накоплено огромное количество знаний, но без внимания остались неводные растворы, которые, кстати, тоже играют важную роль как в промышленности, так и в других сферах жизни человека.

В теории неводных растворов было много непонятного. Например, если в водных системах с увеличением степени диссоциации значение проводимости увеличивалось, то в аналогичных системах, но с другим растворителем вместо воды, все было наоборот. Небольшие значения электропроводности часто соответствуют высокой степени диссоциации. Аномалии побудили ученых исследовать эту область химии. Накоплен широкий спектр данных, обработка которых позволила найти закономерности, дополняющие теорию электролитической диссоциации. Кроме того, стало возможным расширить знания об электролизе и природе комплексных ионов органических и неорганических соединений.

Затем начались более активные исследования в области концентрированных растворов. Такие системы существенно отличаются по свойствам от разбавленных из-за того, что с увеличением концентрации растворенного вещества его взаимодействие с растворителем начинает играть все более важную роль. Подробнее об этом в следующем разделе.

Теория

В настоящее время только теория электролитической диссоциации лучше всего объясняет поведение ионов, молекул и атомов в растворе. С момента своего создания Сванте Аррениусом в 19 веке он претерпел некоторые изменения. Были открыты некоторые законы (например, закон разбавления Оствальда), которые не укладывались в классическую теорию. Но, благодаря последующей работе ученых, в теорию были внесены изменения, и в современном виде она существует до сих пор и с высокой точностью описывает результаты, полученные экспериментально.

Основная суть электролитической теории диссоциации состоит в том, что при растворении вещество распадается на составляющие его ионы — частицы с зарядом. В зависимости от способности разлагаться (диссоциировать) на части различают сильные и слабые электролиты. Сильный, как правило, полностью диссоциирует на ионы в растворе, а слабый — в очень незначительной степени.

Эти частицы, в которых молекула распадается, могут взаимодействовать с растворителем. Это явление называется сольватацией. Но это не всегда происходит, так как это связано с наличием заряда на ионе и молекулах растворителя. Например, молекула воды — это диполь, то есть положительно заряженная частица с одной стороны и отрицательно заряженная с другой. И ионы, в которых распадается электролит, тоже имеют заряд. Следовательно, эти частицы притягиваются к противоположно заряженным сторонам. Но это происходит только с полярными растворителями (например, с водой). Например, в растворе какого-либо вещества в гексане сольватация не произойдет.

Чтобы изучить растворы, часто необходимо знать количество растворенного вещества. Иногда бывает очень неудобно подставлять какие-то значения в формулы. Поэтому существует несколько типов концентраций, включая нормальность раствора. Теперь мы подробно расскажем вам обо всех способах выражения содержания вещества в растворе и способах его расчета.

Концентрация раствора

В химии используется множество формул, причем некоторые из них построены таким образом, что удобнее принимать значение в той или иной конкретной форме.

Первая и наиболее известная форма выражения концентрации — массовая доля. Рассчитывается очень просто. Нам просто нужно разделить массу вещества в растворе на его общую массу. Итак, мы получаем ответ в долях от единицы. Умножив полученное число на сотню, мы получим ответ в процентах.

Чуть менее известная форма — это объемная доля. Чаще всего используется для обозначения концентрации алкоголя в алкогольных напитках. Также рассчитывается довольно просто: объем растворенного вещества делим на объем всего раствора. Как и в предыдущем случае, вы можете получить ответ в процентах. На этикетках часто написано: «40% по объему», что означает: 40% по объему.

В химии часто используются другие виды концентрации. Но прежде чем перейти к ним, давайте поговорим о том, что такое моль вещества. Количество вещества можно выразить по-разному: масса, объем. Но ведь молекулы каждого вещества имеют свой вес, а по массе образца невозможно понять, сколько в нем молекул, а это необходимо для понимания количественной составляющей химических превращений. Для этого введено такое значение, как масса вещества. На самом деле моль — это определенное количество молекул: 6,02 * 1023. Это называется числом Авогадро. Чаще всего для расчета количества продуктов реакции используют такую ​​единицу, как моль вещества. В связи с этим существует еще одна форма выражения концентрации: молярность. Это количество вещества на единицу объема. Молярность выражается в моль / л (читается: моль на литр).

Есть форма, очень похожая на предыдущее выражение содержания вещества в системе: моляльность. Он отличается от молярности тем, что определяет количество вещества не в единице объема, а в единице массы. И выражается в молях на килограмм (или в других кратных, например, на грамм).

Затем мы переходим к последней форме, которую мы сейчас обсудим отдельно, поскольку ее описание требует небольшого количества теоретической информации.

Нормальность раствора

Что это? И чем он отличается от предыдущих значений? Во-первых, необходимо понять разницу между такими понятиями, как нормальность и молярность растворов. Фактически, они отличаются только одним значением: числом эквивалентности. Теперь вы также можете представить себе, какова нормальность решения. Это просто модифицированная молярность. Число эквивалентности указывает количество частиц, способных взаимодействовать с одним моль ионов водорода или гидроксид-ионов.

Мы поняли, что такое нормальность решения. Но стоит копнуть глубже, и мы увидим, насколько проста эта, казалось бы, сложная форма описания концентрации. Итак, давайте подробнее рассмотрим, что такое нормальность решения.

Формула

формулу, основанную на словесном описании, довольно легко представить. Это будет выглядеть так: Cn = z * n / N. Здесь z — коэффициент эквивалентности, n — количество вещества, V — объем раствора. Первое значение наиболее интересно. Он показывает только эквивалент вещества, то есть количество реальных или воображаемых частиц, которые могут реагировать с минимальной частицей другого вещества. Это, собственно, нормальность раствора, формула которого была представлена ​​выше, качественно отличается от молярности.

Теперь перейдем к другой важной части: как определить нормальность решения. Это, несомненно, важный вопрос, поэтому к его изучению стоит подходить с пониманием каждой величины, указанной в приведенном выше уравнении.

Как найти нормальность раствора?

Формула, которую мы обсуждали выше, носит чисто прикладной характер. Все приведенные в нем значения легко рассчитать на практике. На самом деле очень легко вычислить нормальность раствора, зная некоторые величины: массу растворенного вещества, его формулу и объем раствора. Поскольку мы знаем формулу молекул вещества, мы можем определить его молекулярную массу. Отношение массы образца растворенного вещества к его молярной массе будет равно количеству молей вещества. А зная объем всего раствора, мы можем с уверенностью сказать, какова наша молярная концентрация.

Следующее, что нам нужно сделать, чтобы вычислить нормальность решения, — это найти коэффициент эквивалентности. Для этого нам нужно понять, сколько частиц образуется в результате диссоциации, которые могут атаковать протоны или ионы гидроксила. Например, в серной кислоте коэффициент эквивалентности равен 2, и, следовательно, нормальность раствора в этом случае рассчитывается простым умножением его молярности на 2.

Применение

В химическом анализе очень часто необходимо рассчитывать нормальность и молярность растворов. Это очень удобно для вывода молекулярных формул веществ.

Что ещё почитать?

Чтобы лучше понять, что такое нормальность раствора, лучше открыть общий учебник химии. А если вы уже знаете всю эту информацию, вам стоит обратиться к учебнику аналитической химии для студентов химических специальностей.

Заключение

Мы думаем, что благодаря статье вы поняли, что нормальность раствора — это форма выражения концентрации вещества, которая в основном используется в химических анализах. И теперь ни для кого не секрет, как он рассчитывается.

ТехОборудование | Теоретические основы рН-метрии

Теоретические основы рН-метрии

Общие свойства растворов и способы выражения их концентраций

Растворы представляют собой однородные смеси молекул растворенного вещества и растворителя. Под действием электростатических сил, возникающих между полярными молекулами растворителя и растворенного вещества, происходит распад этих молекул на ионы, т. е. группы атомов, обладающие положительными и отрицательными электрическими зарядами (рис. 1, а). Положительные и отрицательные ионы — катионы и анионы — в растворе оказываются окруженными со всех сторон молекулами растворителя (рис. 1, б), с которыми они связаны электростатическими силами. Этот процесс окружения ионов называется сольватацией, или, в случае воды, гидратацией ионов.

Рис. 1. Диссоциация молекулы хлористого натрия на ионы в растворе

Благодаря тепловому движению молекул состав сольватной оболочки непрерывно меняется: одни молекулы уходят из сферы притяжения данного иона, другие в нее входят. Наличие сольватной оболочки затрудняет перемещение ионов, создавая кажущийся эффект возрастания их массы и объема. Катионы и анионы, участвуя в тепловом движении, при встрече могут вновь воссоединиться в нейтральную молекулу. Такой процесс называется рекомбинацией ионов. Очевидно, что наличие сольватной оболочки затрудняет процесс рекомбинации ионов.

В результате одновременно идущих процессов диссоциации молекул и рекомбинации ионов устанавливается динамическое равновесие, при котором за равные промежутки времени число распадающихся молекул оказывается равным числу вновь образующихся. Отношение числа распавшихся молекул к общему числу молекул растворенного вещества называется степенью диссоциации растворенного вещества. Степень диссоциации возрастает с увеличением температуры раствора, уменьшением его концентрации и под действием других факторов. В сильно разбавленных растворах (при малых концентрациях) почти все ионы вещества окружены молекулами растворителя и лишь изредка встречаются друг с другом и рекомбинируют в молекулы, поэтому считается, что диссоциированы почти все молекулы.

Растворы, содержащие диссоциированные на катионы и анионы молекулы, называются электролитами. Наиболее сильными электролитами являются водные растворы кислот, щелочей и солей. Так, например, в водном растворе едкого натра NaOH его молекулы диссоциируют на катионы натрия Na и анионы гидроксильной группы ОН’, что записывается так:

NaOH D Na^— + OH’

В водном растворе серной кислоты Н2SО4 процесс электролитической диссоциации происходит в два этапа:

H₂SO₄ D H^— + HSO4′ D 2H^— + SO₄»

Окончательно молекулы серной кислоты распадаются на катионы водорода Н и анионы кислотной группы SO4» (двойной индекс указывает на то, что эти анионы несут на себе двойной элементарный заряд).
Следует иметь в виду, что свободный ион водорода Н в водных растворах существовать не может, так как он представляет собой ядро водорода, лишенное электронной оболочки (протон). Вокруг него существует электростатическое поле большой напряженности. Поэтому в водных растворах он притягивает к себе молекулу воды и образует катион гидроксония Н3О, а запись Н^— в уравнениях электролитической диссоциации чисто условная.

Растворимость данного вещества в данном растворителе характеризуется величиной концентрации его насыщенного раствора. Концентрацией раствора называется количество вещества в единице объема или веса растворителя.

Процентная концентрация показывает количество граммов растворенного вещества в ста граммах раствора.

Молярная концентрация (молярность) См показывает количество грамм-молекул растворенного вещества в одном литре раствора г-мол/л.

Нормальная концентрация (нормальность) СN показывает количество грамм-эквивалентов растворенного вещества в одном литре раствора или количество миллиграмм-эквивалентов растворенного вещества в одном миллилитре раствора: г-экв/л или мг-экв/мл.

Нормальность и молярность растворов одноосновных кислот и щелочей совпадают, так как грамм-эквиваленты этих веществ равны их грамм-молекулам.

При разбавлении раствора количество грамм-молекул, грамм-эквивалентов и грамм-атомов растворенного вещества не изменяется, а молярность и нормальность раствора уменьшаются во столько раз, во сколько был разбавлен раствор.

Атомно-абсорбционая спектроскопия (ААС) — метод количественного анализа, основанный на свойствах атомов поглощать свет с определенной длиной волны (резонансное поглощение). В зависимости от способа получения поглощающего слоя атомов выделяют 4 основных типов техники атомизации

Люминесцентный метод исследования, отличающийся высокой чувствительностью и быстротой, находят все более широкое применение в практике ветеринарно-санитарной экспертизы санитарно-эпидемиологического надзора.

Рентгенофлуоресцентный анализ обладает несомненным достоинством — является неразрушающим методом контроля, не разрушает и не деформирует пробу

Растворы представляют собой однородные смеси молекул растворенного вещества и растворителя. Под действием электростатических сил, возникающих между полярными молекулами растворителя и растворенного вещества

Тяжелые металлы — это элементы периодической системы с относительной молекулярной массой больше 40. Так сложилось, что термины «тяжелые металлы» и «токсичные металлы» стали синонимами. На сегодняшний день безоговорочно к числу токсичных относят кадмий, ртуть, свинец, сурьму.

УВИ-спектрофотометры — приборы с широким диапазоном применений для анализа и идентификации различных веществ в химии, нефтехимии, фармакологии, экологии, пищевой промышленности, медицине, биологии и т.д.

На сегодняшний день для проведения исследований в клинической лаборатории необходимы все более и более чувствительные методы. Одним из таких является измерение хемилюминесценции биологических проб. Низкая интенсивность собственной хемилюминесценции и, как следствие невозможность регистрации…

Связь между нормальностью и молярностью

На кухне можно разделить растворы на слабые или сильные, но в лаборатории этого недостаточно. Концентрация раствора определяет, как молекулы в растворе будут сталкиваться друг с другом, и, таким образом, она определяет условия равновесия и скорости реакции. Есть много способов определить концентрацию растворов. Среди них наиболее часто используются нормальность и молярность.

Что такое нормальность?

Нормальность относится к граммовому эквиваленту вещества, растворенного в одном литре раствора.Эквивалентный вес в граммах можно определить как реактивную способность молекулы. Он измеряется как «N», экв / л или мэкв / л, где «экв» означает эквиваленты, а «мэкв» означает миллиэквивалент. Нормальность является наиболее предпочтительной формой измерения концентрации для расчетов титрования.

Нормальность = Грамм-эквивалент растворенного вещества / Объем раствора в литрах

Измеряет химическую концентрацию, определяемую исследуемой химической реакцией.

Эта единица измерения используется не для всех реакций.Одна из причин, по которой он редко используется, заключается в том, что нормальность рассчитывается на основе эквивалентного веса в граммах. Это определяется количеством ионов, вступающих в реакцию. Это может измениться в зависимости от типа реакции. Таким образом, эквивалентный вес в граммах не является постоянным. В свою очередь, это может вызвать недоумение.

Для измерения используется нормальность:

В таких реакциях происходит перенос электронов и происходит восстановление атомов. Нормальность указывает количество электронов, которое может быть принято или отдано окислителем или восстановителем.

Пример: Zn + Cu2 + → Zn2 + + Cu

В этом уравнении атом цинка отдает 2 электрона, в то время как каждый атом меди принимает только 1 электрон.

В таких реакциях нормальность является мерой гидроксидов или протонов, которые реагируют друг с другом. Он описывает концентрацию гидроксида (OH-) и гидроксония (h4O +).

Пример: В 1М растворе h3SO4 на каждую молекулу h3SO4 будет доступно 2 протона. Таким образом, нормальность решения равна 2N.

Нормальность указывает количество ионов, которые будут выпадать в осадок.

Важно отметить, что нормальность не является установленным значением для всех химических растворов. Значение N может изменяться в зависимости от изучаемой химической реакции. Например, раствор CaCl2 имеет значение 2N при реакции с ионом хлорида (Cl-), но он будет иметь значение 1N при реакции на ион магния (Mg2 +).

Что такое молярность?

Молярность — это наиболее часто используемая мера концентрации в растворе. Молярность также может называться молярной концентрацией.Его можно определить как количество молей растворенного вещества, растворенного в литре раствора.

Молярность выражена в моль / л. Молярность также может быть описана как молярная концентрация и может быть представлена ​​как «M».

Для расчета молярности необходимо разделить массу раствора на молекулярную массу вещества. Например, растворение 174,26 г моль-1 (1M) сульфата калия в одном литре воды даст вам раствор сульфата калия с молярностью 1M.

Молярность = количество молей растворенного вещества / объем раствора в литрах

Формула для расчета количества молей вещества:

Количество молей = заданная масса вещества / молекулярная масса вещества

Молярность может меняться в зависимости от температуры и объема.С повышением температуры молярность уменьшается. Точно так же, когда объем раствора увеличивается, молярность уменьшается. Молярность раствора также зависит от растворимости растворенного вещества, и если в раствор добавляются какие-либо дополнительные вещества, молярность имеет прямую зависимость от количества растворенного вещества в растворе. Это означает, что с увеличением количества растворенного вещества в растворе будет увеличиваться и молярность.

Другие значения молярности:

Связь между нормальностью и молярностью

Между молярностью и нормальностью существует очень тесная связь.Нормальность может быть описана как кратность молярности. В то время как молярность относится к концентрации соединения или иона в растворе, нормальность относится к молярной концентрации только кислотного компонента или только основного компонента раствора. Таким образом, нормальность предлагает более глубокое понимание концентрации раствора в кислотно-основных реакциях. Одно из основных различий между нормальностью и молярностью раствора заключается в том, что нормальность описывает количество грамм-эквивалента соединения, присутствующего в растворе, в то время как молярность описывает количество молей, присутствующих в растворе.

Пример нормальности по сравнению с молярностью в растворе

1 н. Кислый раствор h3SO4 нейтрализует эквивалентное количество 1 н. Основного раствора NaOH. При вычислении N для этой реакции принимается во внимание тот факт, что h3SO4 выделяет 2 (кислых) иона H + на молекулу, в то время как NaOH выделяет только 1 (основной) ион OH- на молекулу.

Как преобразовать молярность в нормальность?

Знание молярности раствора является ключом к вычислению его нормальности. Самая простая формула для расчета нормальности:

Нормальность = Молярность x Молярная масса / Эквивалентная масса

Для некоторых химических растворов нормальность и молярность эквивалентны или N = M.Обычно это происходит, когда N = 1. Преобразование молярности в нормальность имеет значение только тогда, когда количество эквивалентов изменяется в результате ионизации.

Для кислых растворов нормальность может быть рассчитана как:

Нормальность = Молярность x Основность

Здесь основность относится к количеству ионов H +, которое может дать молекула кислоты.

Для оснований нормальность можно рассчитать как:

Нормальность = Молярность x Кислотность

Кислотность — это количество ионов OH-, которое может быть дано основной молекулой.

В чем разница между молярностью и нормальностью?

И молярность, и нормальность являются показателями концентрации. Один из них является мерой количества молей на литр раствора, а другой может изменяться в зависимости от роли раствора в реакции.

Что такое молярность?

Молярность — наиболее часто используемый показатель концентрации. Выражается как количество молей растворенного вещества на литр раствора.

Например, 1 М раствор H ₂ SO ₄ содержит 1 моль H ₂ SO ₄ на литр раствора.

H ₂ SO ₄ диссоциирует в воде на ионы H ⁺ и SO ₄ ^—. На каждый моль H ₂ SO ₄ , который диссоциирует в растворе, образуется 2 моля ионов H ⁺ и 1 моль ионов SO ₄ ^— . Здесь обычно используется нормальность.

Что такое нормальность?

Нормальность — это мера концентрации, которая равна эквивалентному весу в граммах на литр раствора.Эквивалентный вес в граммах — это мера реакционной способности молекулы. Роль раствора в реакции определяет его нормальность.

Для кислотных реакций раствор 1 M H ₂ SO ₄ будет иметь нормальность (N) 2 N, потому что на литр раствора присутствует 2 моля ионов H +.

Для реакций осаждения сульфидов, где ион SO ₄ ^— является наиболее значимым фактором, тот же раствор 1 M H ₂ SO ₄ будет иметь нормальность 1 Н.

Когда использовать молярность и нормальность

Для большинства целей предпочтительной единицей концентрации является молярность. Если температура эксперимента изменится, то хорошей единицей измерения является моляльность. Нормальность чаще всего используется для расчетов титрования.

Преобразование молярности в нормальность

Вы можете преобразовать молярность (M) в нормальность (N), используя следующее уравнение:

N = M * n

где n — количество эквивалентов

Обратите внимание, что для некоторых химических соединений N и M одинаковы (n равно 1).Преобразование имеет значение только тогда, когда ионизация изменяет количество эквивалентов.

Как может измениться нормальность

Поскольку нормальность относится к концентрации по отношению к химически активным веществам, это неоднозначная единица концентрации (в отличие от молярности). Пример того, как это может работать, можно увидеть с тиосульфатом железа (III), Fe ₂ (S ₂ O ₃ ) ₃ . Нормальность зависит от того, какую часть окислительно-восстановительной реакции вы исследуете. Если химически активным веществом является Fe, то 1.0 M раствор будет 2,0 N (два атома железа). Однако, если реакционноспособным веществом является S ₂ O ₃ , тогда 1,0 М раствор будет 3,0 N (три моля тиосульфат-ионов на каждый моль тиосульфата железа).

(Обычно реакции не такие сложные, и вы просто должны исследовать количество ионов H ⁺ в растворе.)

Разница между молярностью и нормальностью

Основное различие — молярность и нормальность

Молярность и нормальность — это два термина, используемые для выражения концентрации соединения.Хотя молярность является наиболее распространенной и предпочтительной единицей измерения концентрации, нормальность также полезна, и между этими двумя терминами существует взаимосвязь. Молярность раствора можно преобразовать в нормальность с помощью простых вычислений. Основное различие между молярностью и нормальностью состоит в том, что молярность — это количество молей соединения, присутствующего в смеси соединений, тогда как нормальность — это количество грамм-эквивалентов соединения, присутствующего в смеси соединений.

Основные зоны покрытия

1. Что такое молярность
— Определение, единицы и расчеты
2. Что такое нормальность
— Определение, единицы и расчеты
3. Какая связь между молярностью и нормальностью
— Как преобразовать единицы молярности в нормальность
4. В чем разница между молярностью и нормальностью
— Сравнение основных различий

Ключевые термины: концентрация, молярность, молярная концентрация, нормальность, реактивные виды

Какая молярность

Молярность — это количество молей соединения в литре раствора.Он обозначается символом C. Молярность также называется молярной концентрацией . Это потому, что это дает концентрацию соединения в молях на литр. Единица измерения молярности — моль / л. Иногда эта единица измерения обозначается как М. Поскольку измерение измеряется в литре, молярность измеряется в отношении растворов (жидкостей).

Раствор состоит из растворенных веществ и растворителя. Растворенные вещества растворяются в растворителе. Смесь растворенных веществ и растворителя называется раствором.Молярность конкретного раствора — это количество растворенного вещества (в молях), присутствующее в одном литре раствора. Следовательно, молярность рассчитывается путем деления количества молей от объема раствора.

Уравнение молярности

Уравнение молярности приведено ниже.

Молярность = моли растворенного вещества / литры раствора

или

C = н / В

Где, C — молярность,

n — количество молей

В — объем раствора.

Молярность раствора зависит от изменений объема, температуры раствора, добавления дополнительных растворенных веществ и любых других факторов, которые влияют на растворимость растворенного вещества в растворе. Когда объем растворителя увеличивается, молярность уменьшается (согласно приведенному выше уравнению). Температура напрямую влияет на объем раствора. При повышении температуры объем раствора увеличивается. Когда в раствор добавляется больше растворенных веществ, количество молей растворенного вещества увеличивается, что увеличивает молярность раствора.

Что такое нормальность

Нормальность раствора — это эквивалентная масса растворенного вещества в граммах на один литр раствора. Поэтому ее также называют концентрацией эквивалента раствора . Нормальность обозначается символом N, а единицей измерения нормальности является eq / L, где «eq» означает «эквиваленты». Для мелкомасштабных расчетов мы используем единицы измерения мэкв / л, где «мэкв» означает «миллиэквивалент».

Нормальность используется для выражения концентрации иона гидроксония (H ₃ O ⁺ ) или концентрации гидроксильного иона (OH ^—) кислотно-основной реакции.Но когда происходит другая реакция, то же самое соединение может иметь другую нормальность. Следовательно, нормальность соединения зависит от типа реакции.

Например, раствор серной кислоты с концентрацией 1 моль / л (h3SO4) может высвободить два протона с образованием двух ионов гидроксония. Следовательно, нормальность серной кислоты составляет 2 Н. Но когда серная кислота используется в реакции осаждения, когда сульфид будет осаждаться с использованием серной кислоты в качестве реагента, нормальность серной кислоты составляет 1 Н, поскольку выделяется один сульфат-ион. от реакции.

Взаимосвязь между молярностью и нормальностью

Молярность раствора можно преобразовать в нормальную, используя количество эквивалентов растворенного вещества, присутствующего в растворе.

N = M x F

Где N — нормальность,

M — молярность,

f — количество эквивалентов растворенного вещества.

Число эквивалентов — это количество ионов или групп атомов, высвобожденных для конкретной реакции.

Разница между молярностью и нормальностью

Определение

Молярность: Молярность — это количество молей соединения, присутствующего в литре раствора.

Нормальность: Нормальность раствора — это эквивалентная масса растворенного вещества в граммах на один литр раствора.

Блок

Молярность: Единица измерения молярности — моль / л.

Нормальность: Единица измерения нормальности — экв / л или мэкв / л.

Зависимость от реакции

Молярность: Молярность раствора не зависит от типа реакции, которой подвергается растворенное вещество.

Нормальность: Нормальность раствора полностью зависит от типа реакции, которой подвергается растворенное вещество.

Влияние температуры

Молярность: Изменения температуры могут изменить молярность раствора за счет увеличения объема.

Нормальность: Температура не влияет на нормальность раствора.

Прочие факторы

Молярность: Молярность раствора зависит от температуры, объема, добавления дополнительных растворенных веществ и растворимости растворенного вещества.

Нормальность: Нормальность раствора зависит от химически активных веществ, присутствующих в этом растворе.

Заключение

Молярность и нормальность — это единицы, которые используются для измерения концентрации определенного растворенного вещества в растворе. Хотя оба этих термина учитывают один литр раствора, значения отличаются друг от друга, поскольку молярность учитывает моли растворенного вещества, тогда как нормальность учитывает эквиваленты в граммах растворенного вещества.Таким образом, основное различие между молярностью и нормальностью состоит в том, что молярность — это количество молей соединения, присутствующего в смеси соединений, тогда как нормальность — это количество грамм-эквивалентов соединения, присутствующего в смеси соединений.

Ссылки:

1. Helmenstine, Anne Marie. «Как рассчитать нормальность решения». ThoughtCo, доступно здесь. По состоянию на 7 сентября 2017 г.
2. «Молярная концентрация». Википедия, Фонд Викимедиа, 31 августа 2017 г., доступно здесь.По состоянию на 7 сентября 2017 г.

Изображение предоставлено:

1. PIXINO (общественное достояние)

Нормальность, молярность, моляльность, грамм / литр, конц. в ppm, об.%

Нормальность, молярность, моляльность

Источник: sagarvisma-wordpress.com

СПОСОБ ВЫРАЖЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРА —

1) Концентрация в граммах / литрах:

«Равно количеству граммов растворенного вещества в одном литре раствора.”

S ( Концентрация в граммах / литр ) = масса растворенного вещества (грамм) / объем раствора (литр)

S = w / V (l)

2) Массовый процент:

«Равно массе растворенного вещества в граммах, присутствующей в 100 граммах раствора».

мас.% = (Масса растворенного вещества x 100) / масса раствора

3) Объем в процентах:

«Равно объему одного компонента, присутствующего в 100 частях раствора по объему.”

об.% = (Объем растворенного вещества x 100) / объем раствора

4) Нормальность:

«Количество грамм-эквивалентов растворенного вещества в одном литре раствора называется нормальностью раствора».

Нормальность (N) = Количество граммов. эквиваленты растворенного вещества / объем раствора (литр)

Количество гр. эквиваленты растворенного вещества = w / E = масса растворенного вещества / эквивалентная масса растворенного вещества

N = w / EV (l)

N / 10 (децинормальное) = Когда 1/10 г.эквиваленты растворенного вещества присутствуют в одном литре раствора, тогда раствор децинормален.

N / 100 (санти нормальный) = Когда 1/100 грамма эквивалента растворенного вещества присутствует в одном литре раствора, раствор является сантинормальным.

Н / 1000 (миллинорм) = Когда 1/10 мкг эквивалента растворенного вещества присутствует в одном литре раствора, тогда раствор является миллинормальным.

«Количество молей растворенного вещества в одном литре раствора называется молярностью раствора».

Молярность (M) = количество молей растворенного вещества / объем раствора (литр)

Число молей растворенного вещества = w / m = вес растворенного вещества / молекулярный вес растворенного вещества

M = ш / м V (л)

M / 10 (децимолярный) = когда 1/10 моль растворенного вещества присутствует в одном литре раствора, раствор является децимолярным.

M / 100 (сантиметров моляр) = Когда 1/100 моль растворенного вещества присутствует в одном литре раствора, раствор является сантимолярным.

M / 1000 (миллимолярный) = Когда 1/10oo моль растворенного вещества присутствует в одном литре раствора, тогда раствор является миллимолярным.

Связь между молярностью и нормальностью:

Нормальность / Молярность = молекулярная масса / эквивалентная масса

Q. 6 г. растворенного вещества присутствует в 500 мл раствора. какова концентрация раствора в г / литр?
Решение —

w = 6 г. : V = 500 мл. = 0,5 литра

S = w / V (l)

= 6 / 0,5

S = 12 г / литр
Q. Рассчитайте нормальность раствора, содержащего 5 грамм NaOH, растворенного в 250 мл.водный раствор.

Раствор:

w = 5 г. : V = 250 мл. = 0,250 литра

E NaOH = 23 + 16 +1 = 40

N = w / EV (l)

= 5 / (40 x 0,250) = 0,5 г. equi. / литр

Связь между нормальностью и полярностью: объяснение, различие и формула

Классифицировать растворы на кухне как слабые или сильные — это совершенно нормально, но в лаборатории этого недостаточно.Концентрация раствора влияет на то, как молекулы в растворе сталкиваются друг с другом. Концентрацию раствора можно определить различными методами. Нормальность и молярность Среди них чаще всего используются . Здесь мы обсудим их отношения с некоторыми важными вопросами.

Определить нормальность?

Грамм-эквивалент вещества, растворенного в объеме раствора в литре, считается нормой. Реактивная способность молекулы измеряется в граммах эквивалентного веса.Он выражается как « N» , экв / л или мэкв / л, где «экв» обозначает эквиваленты, а «meq» обозначает милли-эквиваленты. Для расчетов титрования наиболее предпочтительным методом измерения концентрации является нормальность.

Нормальность = грамм-эквивалент растворенного вещества / объем раствора в литрах

Он определяет химическую концентрацию на основе исследуемой химической реакции. Не все реакции используют эту единицу измерения. Нормальность вычисляется с использованием грамматически эквивалентного веса, поэтому он редко используется.Количество ионов, которые вступают в реакцию, определяет это. Это может отличаться в зависимости от происходящей реакции. В результате эквивалентный вес в граммах не остается постоянным. Это может вызвать некоторую двусмысленность.

Для измерения используется нормальность

• Окислительно-восстановительные реакции: В таких реакциях происходит перенос электронов и происходит восстановление атомов. Нормальность относится к количеству электронов, которые могут быть приняты или переданы восстановителями или окислителями.

• Кислотно-основная химия: Здесь нормальность — это мера гидроксидов или протонов, которые реагируют друг с другом.Другими словами, он описывает концентрацию гидроксида (OH ^— ) и гидроксония (H ₃ O ⁺ ).

• Реакции осаждения: В таких реакциях нормальность указывает количество ионов, которые будут осаждаться.

Определить молярность?

Наиболее часто используемая мера концентрации в растворе называется молярностью. Молярная концентрация — это еще один термин, обозначающий молярность. Другими словами, количество молей растворенного вещества на литр раствора.

Молярность обозначена как моль / л. Обозначается буквой «M».

Молярность = количество молей растворенного вещества / объем растворенного вещества в литрах

Количество молей вещества рассчитывается следующим образом;

Число молей = масса вещества / молекулярная масса вещества

Молярность изменяется в зависимости от температуры и объема. С повышением температуры молярность уменьшается. Аналогичным образом, когда объем раствора увеличивается, молярность уменьшается.Когда количество растворенного вещества в растворе увеличивается, мораль становится такой же. Молярность раствора также зависит от растворимости растворенного вещества, и когда в раствор добавляются какие-либо дополнительные вещества, молярность имеет прямую зависимость от количества растворенного вещества в растворе.

Другие значения молярности:

1. Децимолярный: M / 10 = 0,1 M
2. Полумолярный: M / 2 = 0,5 M
3. Пентимолярный: M / 5 = 0,2 M
4. Сантимолярный: M / 100 = 0,01 M
5. Миллимолярный: M / 1000 = 0.001 M

Связь между нормальностью и молярностью

Молярность и нормальность имеют очень тесную взаимосвязь, в которой нормальность может быть описана как кратная молярности. В то время как молярность относится к концентрации иона или соединения в растворе, нормальность — это молярная концентрация только кислотного компонента или только основного компонента раствора. Уравнение ниже определяет соотношение между нормальностью и молярностью:

Нормальность = молярность * молярная масса / эквивалентная масса

Как преобразовать молярность в нормальность

Как мы знаем, молярность раствора является ключом к вычислению его нормальность.Поэтому самый простой способ преобразовать молярность в нормальность:

N = M * n

Где

N — количество эквивалентов

В случае некоторых химических веществ, когда n = 1, тогда N и M равны такой же.

Молярность и нормальность некоторых кислот и оснований показана ниже

Разница между нормальностью и молярностью

Разница между молярностью и моляльностью

Примеры вопросов, основанных на соотношении нормальности и полярности

Вопрос.Пример раствора, который получают растворением 10,2 г глюкозы, C ₆ H ₁₂ O ₆ примерно в 405 г воды. Объем раствора 414 мл. узнать концентрацию в единицах моляльности. (2 балла)

Отв. Нам известна формула моляльности:

Моляльность = количество молей растворенного вещества / масса растворителя в килограммах

• Теперь нам нужно определить количество молей глюкозы.Найденная молярная масса глюкозы составляет 180,16 г / моль.
• 10,2 г глюкозы 1 моль глюкозы / 180,16 г глюкозы = 0,0566 моль глюкозы
• Теперь переведите граммы воды в килограммы

405 г. 1 кг1000 г = 0,405 кг

• Ответ будет Моляльность = 0,0566 / 0,405 = 0,140 м

Вопрос. Какова молярность раствора при растворении 2 11 г гидрокарбоната натрия в 10,0 л воды? (2 балла)

Отв.

• Когда 211 г гидрокарбоната натрия растворяется примерно в 10 л раствора, получается 0,251 M
• Шаг 1 — подсчитайте, сколько моль NaHCO ₃ присутствует

211gNaHCO _{3 3 3 3 3 3 90} = 1 мольNaHCO ₃

84,006 гNaHCO ₃ HCO3

моль количество молей растворенного вещества / Объем растворенного вещества в литрах

• M = 2.51, моль NaHCO ₃ 10L = 0,251 M

Вопрос. Подсчитайте и узнайте, сколько миллилитров раствора 5.0MCuSO ₄ необходимо для получения 0,350 л 0,500 M раствора CuSO _{4 .} (2 балла)

Отв.

• 35 мл раствора 5.0MCuSO
• 4 необходимо для приготовления 0,350 л раствора 0.500MCuSO ₄
• Формула M ₁ В ₁ = M ₂ В ₂
• Итак ( 5.00M ₁ ) (V ₁ ) = (0,350M ₂ ) (0,500L)
• V ₁ = 0,035L = 35 мл

Вопрос. Какова молярность раствора, в котором 211 г гидрокарбоната натрия растворено в 10,0 л растворе. (1 балл)

Ans . Правильный вариант — d. 0,251 M

Вопрос. Раствор перекиси водорода 15,2% по массе. Найдите молярность раствора с плотностью 1,01 г / мл. (1 балл)

Ans .Правильный вариант — d. 4.95 M

Вопрос. Какова молярность раствора, содержащего 750 мл раствора, содержащего 35 г MgCO 3 . (1 балл)

Ans . Правильный ответ c. 55M

Вопрос. Какая связь между нормальностью и молярностью? (3 балла)

Ans . Молярность и нормальность имеют очень тесную взаимосвязь, при этом нормальность может быть описана как кратная молярности. В то время как молярность относится к концентрации иона или соединения в растворе, нормальность — это молярная концентрация только кислотного компонента или только основного компонента раствора.Приведенное ниже уравнение определяет соотношение между нормальностью и молярностью:

Нормальность = молярность * молярная масса / эквивалентная масса

Вопрос. Найти нормальность основания, если 31,87 мл основы используется при стандартизации 0,4258 г KHP? (2 балла)

Ans . 0,4258 г KHP x (1 экв. / 204,23 г) x (1 экв. Основания / 1 экв. Кислоты)

= 2,085 x 10 ^-3 экв. Основания / 0,03187 L = 0,6542 N

Нормальность основания равна 0.6542 Н.

Вопрос. Какая концентрация алюминия в 3,0 М растворе сульфата алюминия? (1 балл)

Ans . Концентрация алюминия в 3,0 М растворе сульфата алюминия составляет 6,0 М Al ₃ ⁺ .

Что следует помнить на основе соотношения между нормальностью и молярностью

• Связь между нормальностью и молярностью изучается в блоке 1, т. Е. Некоторые основные понятия химии химии класса 11 NCERT.
• Согласно последнему обновлению, в 2021-22 учебном году сокращений в программе CBSE не будет.
• Весь блок 1 будет нести нагрузку из 10 периодов, а на экзамене CBSE class 11 студентов могут получить около 5 баллов по этой теме.
• Молярность, моляльность и нормальность — это разные виды терминов, которые могут использоваться для обозначения концентрации любого раствора
• Молярность — это моль растворенного вещества / объем раствора в литре
• Моляльность — моль растворенного вещества / масса растворителя в килограммах
• Нормальность можно назвать эквивалентом растворенного вещества / объема раствора в литре

Молярность и нормальность | Basicmedical Key

ТАБЛИЦА 5-2

Валентность наиболее распространенных элементов, используемых в клинической лаборатории

                              K Mn O4 -> Mn S O4
(Число окисления) +1 +7-8 +2 +6-8
 

                           2 (Fe SO4) -> Fe2 (SO4) 3
(Число окисления) 2x (+2-2) (+3) x2 (-2) x3