보통 용액 화학 점점 덜 빈번하게 사용되는 농도의 척도이다. 그것은 농도가 얼마나 높거나 희석되는 것이 아니라 용해 된 종의 용액이 얼마나 반응성이 있는지를 나타냅니다. 용액 리터당 그램 당량 (Eq / L)으로 표시됩니다.
'등가'라는 용어는 다양하고 모든 물질에 대해 고유 한 가치를 가지고 있기 때문에 문헌에서 많은 혼란과 논쟁이 발생했습니다. 마찬가지로 등가물은 고려중인 화학 반응에 따라 다릅니다. 따라서 정규성은 임의로 또는 전역 적으로 사용할 수 없습니다.
출처 : Pexels
이러한 이유로 IUPAC는 용액 농도를 표현하는 데 사용을 중단 할 것을 권고했습니다.
그러나 그것은 부피 측정에서 널리 사용되는 산-염기 반응에 여전히 사용됩니다. 이것은 부분적으로 산이나 염기의 등가물을 고려할 때 계산이 훨씬 쉬워지기 때문입니다. 또한 산과 염기는 모든 시나리오에 대해 항상 동일한 방식으로 행동합니다 . 수소 이온 H + 를 방출하거나 수용 합니다.
정규성은 무엇입니까?
방식
단순한 정의에 의한 정규성은 혼란을 야기 할 수 있지만, 간단히 말하면 몰 농도에 등가 인자를 곱한 것입니다.
N = nM
여기서 n은 등가 인자이며 반응 종과 그것이 참여하는 반응에 따라 다릅니다. 그런 다음 그 몰 농도 M을 알면 그 정규성은 간단한 곱셈으로 계산할 수 있습니다.
반면에 시약의 질량 만 사용할 수있는 경우 동등한 무게가 사용됩니다.
PE = PM / n
여기서 MW는 분자량입니다. PE와 반응물의 질량이 있으면 분할을 적용하여 반응 매질에서 사용 가능한 등가물을 얻습니다.
식 = g / PE
그리고 마지막으로 정규성의 정의는 솔루션 1 리터당 그램 당량 (또는 등가물)을 표현한다고 말합니다.
N = g / (PE ∙ V)
무엇과 같습니까
N = Eq / V
이 계산 후, 용액 1L 당 반응성 종의 당량 수를 얻습니다. 또는 용액 1mL 당 몇 mEq가 있는지.
동등 물
그러나 등가물은 무엇입니까? 그들은 공통적으로 일련의 반응성 종을 갖는 부품입니다. 예를 들어, 산과 염기에 반응하면 어떻게됩니까? 수소산 (HCl, HF 등)이든 황산 (H 2 SO 4 , HNO 3 , H 3 PO 4 등) 이든 관계없이 H +를 방출하거나 수용 합니다 .
몰 농도는 산의 구조에 포함 된 H의 수 또는 염기가 수용 할 수있는 H의 양을 구별하지 않습니다. 분자량의 전체 세트를 고려하십시오. 그러나 정규성은 종의 행동 방식과 따라서 반응성의 정도를 고려합니다.
산이 H +를 방출하면 분자 적으로 염기 만이이를 받아 들일 수 있습니다. 즉, 등가물은 항상 다른 등가물 (염기의 경우 OH)과 반응합니다. 마찬가지로 한 종이 전자를 기증하면 다른 종은 동일한 수의 전자를 받아야합니다.
여기에서 계산의 단순화가 나옵니다. 한 종의 등가물 수를 알면 다른 종에서 반응하는 등가물이 정확히 몇 개인 지 알 수 있습니다. 몰을 사용할 때는 화학 양론 계수를 준수해야합니다.
예
산
예를 들어, HF 및 H 2 SO 4 쌍으로 시작하여 NaOH와의 중화 반응에서 등가물을 설명합니다.
HF + NaOH => NaF + H 2 O
H 2 SO 4 + 2NaOH => Na 2 SO 4 + 2H 2 O
H하면서 중화 된 HF에 NaOH를 1 몰은 필요 2 SO 4 베이스 2 몰을 필요로한다. 이것은 HF가 중화를 위해 더 적은 양의 염기가 필요하기 때문에 더 반응성이 있음을 의미합니다. 왜? HF는 1H (1 등가)와 H 2 SO 4 2H (2 등가)를 갖기 때문 입니다.
HF, HCl, HI 및 HNO 3 는 정상성에 따라 "동일한 반응성"이지만 결합의 특성과 따라서 산도 강도가 완전히 다르다는 점을 강조하는 것이 중요합니다 .
따라서 이것을 알면 모든 산의 정규성은 H의 수에 그 몰도를 곱하여 계산할 수 있습니다.
1 ∙ M = N (HF, HCl, CH 3 COOH)
2 ∙ M = N (H 2 SO 4 , H 2 SeO 4 , H 2 S)
H 반응
H 3 PO 4 에는 3H가 있으므로 3 개의 등가물이 있습니다. 그러나 훨씬 약한 산이므로 항상 모든 H +를 방출하지는 않습니다 .
더욱이, 강한 염기의 존재하에 그것의 모든 H +가 반드시 반응하는 것은 아니다 . 이는 참여하는 반응에주의를 기울여야 함을 의미합니다.
H 3 PO 4 + 2KOH => K 2 HPO 4 + 2H 2 O
이 경우 2H + react 만 있기 때문에 등가물 수는 3이 아니라 2 입니다. 이 다른 반응에서 :
H 3 PO 4 + 3KOH => K 3 PO 4 + 3H 2 O
이번에는 모든 수소 이온이 반응하기 때문에 H 3 PO 4 의 정규성은 몰 농도의 3 배 (N = 3 ∙ M)로 간주됩니다.
이러한 이유로 모든 산에 대한 일반적인 규칙을 가정하는 것으로는 충분하지 않지만 반응에 얼마나 많은 H +가 참여 하는지 정확히 알아야합니다 .
베이스
기지에서도 매우 유사한 경우가 발생합니다. HCl로 중화 된 다음 세 가지 염기의 경우 :
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 은 NaOH보다 3 배 더 많은 산이 필요합니다. 즉, NaOH는 Al (OH) 3 을 중화하기 위해 첨가 된 염기 양의 1/3 만 필요합니다 .
따라서 NaOH는 1OH (1 당량)를 갖기 때문에 반응성이 더 높습니다. Ba (OH) 2 는 2OH (2 당량), Al (OH) 3은 3 당량을 갖는다.
비록 OH 그룹이 없지만 Na 2 CO 3 는 2H + 까지 수용 할 수 있으므로 두 개의 당량을 가지고 있습니다. 그러나 1H + 만 수락 하면 동등한 것으로 참여합니다.
침전 반응에서
양이온과 음이온이 결합하여 염으로 침전 될 때 각각의 당량은 전하와 같습니다.
Mg 2+ + 2Cl - => MgCl 2
따라서, Mg를 2+ CL이 때, 2 당량을 가지고 - 하나만을 갖는다. 그러나 MgCl 2 의 정규성은 무엇 입니까? 그 값은 상대적이며 Mg 2+ 또는 Cl- 고려 여부에 따라 1M 또는 2 ∙ M이 될 수 있습니다 .
산화 환원 반응에서
산화 환원 반응에 관여하는 종의 등가물 수는 같은 과정에서 얻거나 잃은 전자의 수와 같습니다.
3C 2 O 4 2- + Cr 2 O 7 2- + 14H + => 2Cr 3+ + 6CO 2 + 7H 2 O
C 2 O 4 2- 및 Cr 2 O 7 2- 의 정규성은 무엇입니까 ? 이를 위해 전자가 반응물 또는 생성물로 참여하는 부분 반응을 고려해야합니다.
C 2 O 4 2 => 2CO 2 + 2E -
Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6e - => 2Cr 3+ + 7H 2 O
각 C 2 O 4 2- 는 2 개의 전자를 방출하고 각각의 Cr 2 O 7 2- 는 6 개의 전자를 수용합니다. 균형을 잡은 후 결과 화학 방정식은 세 가지 중 첫 번째입니다.
따라서 C 2 O 4 2- 의 정규성 은 2 ∙ M이고 Cr 2 O 7 2-에 대한 6 ∙ M입니다 (기억하십시오, N = nM).
참고 문헌
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018 년 10 월 22 일). 정규성 계산 방법 (화학). 출처 : thoughtco.com
- 소프트 스쿨. (2018). 정규성 공식. 출처 : softschools.com
- Harvey D. (2016 년 5 월 26 일). 정상 성. 화학 LibreTexts. 출처 : chem.libretexts.org
- Lic Pilar Rodríguez M. (2002). 화학 : 다각화 된 첫해. Fundación Editorial Salesiana, p 56-58.
- Peter J. Mikulecky, Chris Hren. (2018). 등가물과 정규성 검사. 인형을위한 화학 워크 북. 출처 : dummies.com
- Wikipedia. (2018). 동등한 농도. 출처 : en.wikipedia.org
- 정상 성. . 출처 : faculty.chemeketa.edu
- Day, R., & Underwood, A. (1986). 정량 분석 화학 (5 판). PEARSON Prentice Hall, p 67, 82.