Stężenie normalne - omówienie

Stężenie normalne - omówienie
(fot. www.SwiatChemii.pl)

Podobnie jak pojęcie gramorównoważnika chemicznego, stężenie normalne nie jest już powszechnie stosowane i nie jest przedmiotem nauczania w szkołach średnich i wyższych. Jednak ze względu na to, iż ten temat często pojawia się w starszej literaturze, warto nauczyć się wykonywać obliczenia ze stężenia normalnego.

 

Definicja:
Stężenie normalne jest to liczba gramorównoważników substancji zawarta (rozpuszczona) w 1 dm3 roztworu.

 

Wzory:

Cn=zVr

Przydatna może być zależność:

z=msgR

gR=Mw

 

Oznaczenia:

Cn - stężenie normalne [N] ([N]=gRdm3)

z - liczba gramorównoważników substancji (gR)

Vr - objętość roztworu [dm3]

ms - masa substancji [g]

gR - gramorównoważnik substancji

M - masa molowa (mola) substancji [g/mol] ([g])

w - wartościowość


Przykład 1.

Wyprowadzenie wzoru na stężenie normalne Cn.

 

X gR(s) -------------- 1 dm3(r)

z gR(s) --------------  Vr dm3(r)
------------------------------------
X·Vr=z·1X=z·1VrX=zVr

X=[gR]·[dm3][dm3]=[gR]

XCn

Cn=zVr



Przykład 2.

Oblicz stężenie normalne 500 cm3 roztworu, w którym rozpuszczono 20 g NaOH.

Rozwiązanie:

Dane:

ms = 20 g;

Vr = 500 cm3 = 0,5 dm3.

Szukane:

Cn = ?.

Z ukaładu okresowego pierwiastków chemicznych (UOP), lub tablic chemicznych, obliczamy masę molową NaOH.

MNaOH = 40 g/mol.

 

Obliczenia:

Obliczamy gramorównoważnik NaOH.

Sód ma wartościowość 1, więc

 gR = 40 g/1 = 40 g.

 

 A)

Obliczamy liczbę gramorównoważników (z).

 1gR(s) -------------- 40 g(s)

 z gR(s) -------------- 20 g(s)
-------------------------------------
   z = (1 • 20)/40 = 0,5

 

Obliczamy stężenie normalne (Cn).

  X   gR(s) --------------   1   dm3(r)

 0,5 gR(s) -------------- 0,5 dm3(r)
---------------------------------------------
   X = (0,5 • 1)/0,5 = 1   ⇒  Cn

   Cn = 1 N


B)

Obliczamy liczbę gramorównoważników (z).

z=msgRz=2040=0,5z=[g][g]=[1]=gRz=0,5 gR

 

Obliczamy stężenie normalne (Cn).

Cn=zVrCn=0,50,5=1Cn=[gR][dm3]=gRdm3=[N]Cn =1N

 

Odpowiedź:

Stężenie normalne tego roztworu wynosi 1 N.



Przykład 3.

Ile gramów KOH zawarte jest w 2 dm3 2 N roztworu?

Rozwiązanie:

Dane:

Cn = 2 N

Vr = 2 dm3.

Szukane:

ms = ?

A)

Obliczamy liczbę gramorównoważników (z).

 2 gR(s) -------------- 1 dm3(r)  ⇒ z def. Cn

 z gR(s) -------------- 2 dm3(r)
-------------------------------------
   z = (2 • 2)/1 = 4

 

Obliczamy wartość gR KOH

Masa mola KOH wynosi 56,1g, wartościowość potasu 1.

gR = 56,1/1 = 56,1 g

 

Obliczamy masę KOH (ms).

  1 gR(s) -------------- 56,1 g(s)

  4 gR(s) --------------  ms (s)
---------------------------------------------
   ms = (4 • 56,1)/1 = 224,4

   ms = 224,4 g


B)

Obliczamy liczbę gramorównoważników (z).

Cn=zVr z=Cn·Vrz=2·2=4z=(gR)[dm3]·[dm3]=(gR)z=4 (gR)

 

Obliczamy wartość gR KOH

Masa mola KOH wynosi 56,1g, wartościowość potasu 1.

gR = 56,1/1 = 56,1 g

 

Obliczamy masę KOH (ms).

z=msgR  ms=z·gRms=4·56,1=224,4ms=[ ]·[g] = [g]ms=224,4 g

 

Odpowiedź:

W tym roztworze zawarte jest 224,4 g KOH.



Przykład 4.

W jakiej objętości roztworu należy rozpuścić 392 g kwasu fosforowego(V), aby otrzymać 6-cio normalny roztwór?

Rozwiązanie:

Dane:

ms = 392 g

Cn = 6 N.

Szukane:

Vr = ?

Obliczamy gramorównoważnik H3PO4

Masa mola kwasu wynosi 97,99 g, liczba wodorów 3.

 gR = 97,99 g/3 = 32,66 g.

A)

Obliczamy liczbę gramorównoważników (z).

 1 gR(s) -------------- 32,66  g(s)

 z gR(s) -------------- 392,00 g(s)
-------------------------------------
   z = 392,00/32,66 = 12

   z = 12

  

Obliczamy objętość roztworu (Vr).

  6 gR(s) -------------- 1 dm3(r)  ⇒ z def. Cn

  12 gR(s) --------------  Vr (r)
---------------------------------------------
   Vr = (12 • 1)/6 = 2

   Vr = ((gR) • dm3)/(gR) = [dm3]

   Vr = 2 dm3


B)

Obliczamy liczbę gramorównoważników (z).

z=msgRz=39232,66=12z=gg=1=gRz=12 gR

 

Obliczamy objętość roztworu (Vr).

 

Cn=zVr  Vr=zCnVr=126=2Vr=(gR)(gR)[dm3]=[dm3]Vr=2 dm3

 

Odpowiedź:

 

Kwas ten należy rozpuścić w 2 dm3 roztworu.

Komentarze

Nie rozumiem

Dodaj komentarz

Partnerzy Portalu