通常は、溶液化学において、ますます使用頻度の低い濃度の尺度です。これは、その濃度がどれほど高いかまたは希釈されているかではなく、溶解された種の溶液がどれほど反応性があるかを示します。溶液1リットルあたりのグラム当量(Eq / L)として表されます。
「同等」という用語はさまざまであり、すべての物質に独自の価値があるため、文献では多くの混乱と議論が生じています。同様に、同等のものは考慮されている化学反応に依存します。したがって、正規性を任意またはグローバルに使用することはできません。
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このため、IUPACは、溶液の濃度を表すためにそれを使用することをやめるようにアドバイスしています。
しかし、それは酸塩基反応でまだ使用されており、容積測定で広く使用されています。これは、酸または塩基の当量を考慮すると、計算がはるかに簡単になるためです。さらに、酸と塩基は常にすべてのシナリオで同じように動作します。水素イオンH +を放出または受け入れます。
正常とは何ですか?
フォーミュラ
単なる定義による正規性は混乱を招く可能性がありますが、要するに、モル濃度に等価係数を掛けたものにすぎません。
N = nM
ここで、nは等価係数であり、反応種と、それが関与する反応に依存します。次に、そのモル濃度Mを知ると、その正規性は単純な乗算によって計算できます。
一方、試薬の質量のみが利用可能な場合は、その当量が使用されます。
PE = PM / n
ここで、MWは分子量です。PEと反応物の質量が得られたら、除算を適用して、反応媒体で利用可能な相当量を取得します。
方程式= g / PE
そして最後に、正規性の定義は、1リットルの溶液あたりのグラム相当(または同等)を表すとしています。
N = g /(PE∙V)
に等しい
N =方程式/ V
これらの計算の後、反応性種が溶液1Lあたりいくつの当量であるかが得られます。または、溶液1mLあたりのmEqの数。
同等物
しかし、同等のものは何ですか?それらは、共通の一連の反応種を持つ部分です。たとえば、酸と塩基に対して、それらが反応するとそれらはどうなりますか?それらは、水素酸(HCl、HFなど)であるか、オキシ酸(H 2 SO 4、HNO 3、H 3 PO 4など)であるかに関係なく、H +を放出または受け入れます。
モル濃度は、酸がその構造内に持つHの数、または塩基が受け入れることができるHの量を区別しません。セット全体を分子量で考慮してください。ただし、正規性では、種の振る舞い、したがって反応性の程度が考慮されます。
酸がH +を放出する場合、分子的には塩基のみがそれを受け入れることができます。つまり、当量は常に別の当量(塩基の場合はOH)と反応します。同様に、ある種が電子を寄付する場合、別の種は同じ数の電子を受け入れる必要があります。
ここから、計算が単純化されます。1つの種の相当物の数がわかると、他の種から反応する相当物の数が正確にわかります。一方、モルを使用する場合は、化学式の化学量論係数を守る必要があります。
例
酸
例えば、HFとH 2 SO 4のペアから始めて、NaOHでの中和反応の同等物を説明します。
HF + NaOH => NaF + H 2 O
H 2 SO 4 + 2NaOH => Na 2 SO 4 + 2H 2 O
HFを中和するには、1モルのNaOHが必要ですが、H 2 SO 4には2モルの塩基が必要です。これは、中和に必要な塩基の量が少ないため、HFの反応性が高いことを意味します。どうして?HFには1H(1等量)とH 2 SO 4 2H(2等量)があるからです。
HF、HCl、HI、およびHNO 3は、正規性に従って「同等に反応性」ですが、それらの結合の性質、したがってそれらの酸性度は完全に異なることを強調することが重要です。
したがって、これを知っていれば、酸の正規性はHの数にそのモル濃度を掛けることで計算できます。
1∙M = N(HF、HCl、CH 3 COOH)
2∙M = N(H 2 SO 4、H 2 SeO 4、H 2 S)
H反応
H 3 PO 4を使用すると3Hが得られるため、3つの等価物があります。しかし、それははるかに弱い酸であるため、常にすべてのH +を放出するわけではありません。
さらに、強塩基の存在下では、そのすべてのH +が必ずしも反応するわけではありません。これは、あなたが参加している反応に注意を払う必要があることを意味します:
H 3 PO 4 + 2KOH => K 2 HPO 4 + 2H 2 O
この場合、2H +のみが反応するため、等価の数は3ではなく2になります。この他の反応の間:
H 3 PO 4 + 3KOH => K 3 PO 4 + 3H 2 O
H 3 PO 4の正規性は、そのモル濃度(N = 3∙M)の3倍であると考えられます。これは、今回はすべての水素イオンが反応するためです。
このため、すべての酸について一般的な規則を仮定するだけでは十分ではありませんが、また、反応に関与するH +の数を正確に知る必要があります。
拠点
非常によく似たケースがベースで発生します。HClで中和された次の3つの塩基の場合:
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には、NaOHの3倍の酸が必要です。すなわち、NaOHは、Al(OH)3を中和するために加えられる塩基の量の3分の1しか必要としない。
したがって、NaOHは1OH(1等量)であるため、より反応性が高くなります。Ba(OH)2は2OH(2当量)、Al(OH)3は 3当量です。
OH基はありませんが、Na 2 CO 3は最大2H +を受け入れることができるため、2つの等価物があります。ただし、1H +のみを受け入れる場合は、同等のもので参加します。
沈殿反応
カチオンとアニオンが一緒になって塩に沈殿する場合、それぞれの当量数はその電荷と等しくなります。
Mg 2+ + 2Cl - => MgCl 2
したがって、Mgの2+が Clでながら、2基の当量を有し、-一方のみを有しています。しかし、MgCl 2の正常性は何ですか?その値は相対的であり、Mg 2+とCl-のどちらが考慮されるかに応じて、1Mまたは2∙Mになります。
レドックス反応で
レドックス反応に関与する種の相当数は、その間に獲得または失われた電子の数と同じです。
3C 2 O 4 2- + Cr 2 O 7 2- + 14H + => 2Cr 3+ + 6CO 2 + 7H 2 O
C 2 O 4 2-とCr 2 O 7 2-の正規性はどうなりますか?このため、電子が反応物または生成物として関与する部分反応を考慮する必要があります。
C 2 O 4 2- => 2CO 2 + 2E -
Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6e - => 2Cr 3+ + 7H 2 O
各C 2 O 4 2-は2つの電子を放出し、各Cr 2 O 7 2-は6つの電子を受け入れます。バランスをとると、結果の化学方程式は3つのうちの最初のものになります。
したがって、C 2 O 4 2-の正規性は2∙M、Cr 2 O 7 2-の 6∙Mです(N = nMを思い出してください)。
参考文献
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