Normalité-mesure de la concentration d'un élément
Normalité, en abrégé « N » est un moyen utile de mesurer la concentration de certaines solutions dans le laboratoire. Bien qu'il est utilisé dans de nombreux domaines d'un monde de technicien de laboratoire, nous dans les domaines de l'eau et utilisation des eaux usées presque exclusivement pour mesurer les concentrations d'acides et de bases pour des solutions telles que titrants l'acidité et des analyses alcalinité et pour les ajustements de pH de DBO, l'ammoniac, et des échantillons de phosphore.
Normalité est similaire au concept molarité (voir l'article précédent « Molarity »). Lorsque molarité (M) représente la concentration d'un ion ou un composé en solution, la normalité (N) va encore plus loin et représente la concentration molaire seulement du composant acide (habituellement l'ion H + dans une solution acide) ou uniquement la composante de base ( habituellement l'ion OH- dans une solution de base).
Voici un exemple simple pour montrer les relations de solutions d'acide et de base normales: une solution 1 N de la H2SO4 acide neutralise complètement un volume égal d'une solution 1 N de NaOH de base. Même si le H2SO4 fournit deux (acide) des ions H + par molécule versets seulement une (base) OH- ions par molécule de NaOH, les calculs de N tiennent compte de ces différences et met le tout dans une échelle équivalente. Dans un sens, avec des calculs de normalité, vous pouvez vraiment comparer des pommes avec des oranges - acide et de base-sage de toute façon.
Si vous connaissez la molarité d'une solution d'ions acide ou basique, vous pouvez facilement le convertir en en multipliant Normalité Molarity par le nombre d'hydrogène (ou hydroxyde) dans l'acide (ou base).
N = (M) (nombre d'ions hydrogène ou hydroxyde)
Par exemple, une solution de H2SO4 2 M aura une normalité 4N (2 M x 2 des ions hydrogène). A 2 M H3PO4, solution aura un Normalité de 6N.
Cependant, pour obtenir une solution d'une normalité prédéterminée nécessite un peu plus de calcul. Tout d'abord, vous devez déterminer la masse équivalente du composé. Cela se fait en prenant la masse en grammes de poids moléculaire du composé et en divisant par le nombre d'ions hydrogène ou des ions hydroxyde. Voici quelques exemples:
H2SO4, l'acide sulfurique.
La masse moléculaire est gram-98 (D'après le tableau périodique des masses atomiques individuelles sont: H = 1, S = 32, O = 16 + 32 + 98 =).
Le nombre d'ions hydrogène acide (H +) est égal à 2.
masse équivalente pour H2SO4 est 98/2 = 49.
H3PO4, l'acide phosphorique. La masse moléculaire en grammes est 98. Le nombre d'ions hydrogène (H +) est égal à 3. masse équivalente de H3PO4 est 98/3 = 32,6.
NaOH, l'hydroxyde de potassium. La masse moléculaire en grammes est de 40. Le nombre d'ions hydroxyde (OH-) est égal à 1. masse équivalente de NaOH est 40/1 = 40.
Une fois que la masse équivalente d'un acide ou une base est déterminée, vous pouvez alors calculer la quantité de grammes nécessaire par volume d'eau pour N.
La formule pour le calcul est constitué par:
G de composé nécessaire = (N soll) (masse équivalente) (volume en litres désiré).
Par exemple, combien de grammes d'hydroxyde de sodium auriez-vous besoin de diluer à un litre pour obtenir une solution de NaOH 1 N?
La masse équivalente est de 40 tel que déterminé ci-dessus.
Grammes de NaOH nécessaire = (1N) (40 éq. De masse) (1 litre) = 40 grammes de NaOH.
De même, pour faire 0,25 litres d'une solution (un acide), vous devez d'abord déterminer la masse équivalente phtalate acide de potassium 0,05 N (KHC8H4O4).
D'après le tableau périodique, K = 39, H = 1, C = 12, O = 16. Sa masse moléculaire en grammes est 39 + 1 + (12x8) + (1x4) + (16x4) = 204.
Le nombre d'ions d'hydrogène, il peut produire est 1 (les atomes d'hydrogène acides sont habituellement sur le côté gauche de la formule chimique. Hydrogens énumérés ailleurs en général, ne contribue pas à la partie « acide » du composé. Dans le cas de KHC8H4O4, seulement le plus à gauche est un atome d'hydrogène un atome d'hydrogène « acide »). Sa masse équivalente est 204/1 = 204.
Pour trouver la quantité de phtalate acide de potassium (KHC8H4O4) nécessaire pour obtenir 0,25 litres d'une solution 0,05N:
Grammes de KHC8H4O4 nécessaire = (0,05 N) (204 eq de masse.) (0,25 litres) = 2,6 grammes de KHC8H4O4.
Les deux produits chimiques dans les exemples ci-dessus, l'hydroxyde de sodium et de phtalate acide de potassium, sont considérés comme des produits chimiques secs, ce qui le rend relativement facile de calculer leurs normalités. Pour les produits chimiques liquides, où le composé principal est seulement une fraction du volume total, tels que les formes concentrées d'acides chlorhydrique (HCl), l'acide sulfurique (H2SO4), et l'acide phosphorique (H3PO4), quelques calculs supplémentaires doivent être réalisées pour former une solution d'un normalité particulier.
Le prochain article décrira et donner des exemples de ces calculs supplémentaires. Ce ne sont pas seulement utiles pour la fabrication de solutions d'acide et de base, mais sont utiles dans le calcul de la concentration de tout type de composés dissous concentrés tels que l'alun (sulfate d'aluminium), l'eau de Javel (hypochlorite de sodium), le chlorure ferrique, et les nombreuses autres solutions utilisées dans les eaux usées traitement.
S'il vous plaît noter que cet article couvre spécifiquement ce qui se trouve généralement dans un laboratoire de traitement des eaux usées. Il y a des exceptions à la façon dont on mesure les concentrations d'acides et de bases, et cela dépend de la portée et de l'application d'une méthode d'essai particulière.
Et Alcalinité Acidité