Opgaver i normalitet

Hej,

Normalitet, symboliseres ved ”N” og svarer til molaritet, bortset fra at det udtrykker koncentrationen udtrykt i ækvivalentvægte snarere end molekylevægte. Den ækvivalente vægt af et stof, er den mængde der indeholder, teoretisk kombineres med, eller teoretisk erstatter 1 mol af hydrogenioner (H⁺).

Tag for eksempel en 1 N (udtales 1 normal) HCl opløsning. Per definition, omfatter denne opløsning 1 ækvivalentvægt af HCl, eller 36,5 g i et volumen på 1 L. Mængden af HCl, der indeholder en mol af hydrogenioner, er naturligvis 1 mol. Den molære masse af HCl er 36,5 g, hvilket derfor også er ækvivalentvægten. På denne måde er normaliteten og molariteten ens for HCl.

Hvis man i stedet kigger på en 1 N H₂SO₄ opløsning ser man, at selvom denne opløsning indeholder 1 ækvivalentvægt i 1 L, ligesom 1 N HCl, så indeholder H₂SO₄ dobbelt så mange hydrogenioner og dermed indeholder en halv liter af opløsningen 1 mol hydrogenioner. Fordi den molære masse af H₂SO₄ er 98,1 g, er ækvivalentvægten det halve af denne værdi, eller 49,0 g. Derfor er en 1 N H₂SO₄ opløsning det samme som 0,5 M opløsning.

For en syre, er ækvivalenten da hvert hydrogenion i molekyleformlen. Derfor er 1 mol HCl 1 ækvivalent, 1 mol H₂SO₄ er 2 ækvivalenter og 1 mol H₃PO₄ er 3 ækvivalenter.

For en base eller et salt, er en ækvivalent antallet af hydrogenioner, som basen eller saltet teoretisk kan bindes med, men vi kan lige så nemt betragte det som antal ioniske ladninger. For eksempel, fordi en bicarbonat-ion (HCO₃^-) bærer en enkelt ladning, kan den bindes til en hydrogenion, så en mol bicarbonat-ioner bærer en mol ladninger og kan binde sig til 1 mol hydrogenioner. Derfor er 1 mol HCO₃^--ioner lig med 1 ækvivalent.

Magnesium-ionen (Mg²⁺), kan derimod teoretisk erstatte to hydrogenioner. Derfor er 1 mol Mg²⁺-ioner det samme som 2 ækvivalenter.

Generelt, så er antallet af ækvivalenter, produktet af antallet af mol og antallet af ladninger:

Faktisk, kan vi udtrykke koncentrationen i form af ækvivalenter (”Eq”), et system der er meget udbredt i lægevidenskaben, da den direkte rapporterer koncentrationen af positive eller negative ladninger. For eksempel, er koncentrationen af kalium-ioner i serum typisk omkring 5 mEq/L, som er det samme som 5 mmol/L (eller 5 mM). Calcium-ioner (Ca²⁺) også typisk til stede i serum ved en koncentration på cirka 5 mEq/L, men dette er ikke 5 mmol/L men halvdelen (da calcium-ioner jo har to positive ladninger), altså 2,5 mmol/L. Det er derfor klart, at 1 mol kalium-ioner giver den samme koncentration af positive ladninger som en halv mol calcium-ioner gør. Ved udtryk af koncentrationer i form af ækvivalenter, gør det dog nødvendigt at konvertere fra mol til ladninger.

/Angel