percentuale e normalità

Problema sulle concentrazioni e normalità

La solita lagna arrivo fino a un certo punto e poi non vado oltre. Chi mi aiuterà avrà sempre la mia riconoscenza

Ciccio

0.5 litri di una soluzione A (NH4)2SO4 al 12 % in peso, densità 1,068 g/ml, vengono miscelati con 86,5 ml di una soluzione B di(NH4)2SO4 al 31,8% in peso, densità 1.180 g/ml. Determinare la percentuale in peso della soluzione finale e la normalità, sapendo che la sua densità è uguale a 1,088 g/ml.

grammi di A

500 mLx1,068 g/mLx0,12 = 64 g

grammi di B

86,5 mLx1,18 g/mLx0,318 = 32,46 g

Grammi totali di (NH4)2SO4 = 64 + 32,46 = 96,46 g

Volume totale = 500 + 86,5 = 586,5 mL

Peso soluzione = 586,5 mLx1,088 g/mL = 638

% in peso di (NH4)2SO4 = 96,46*100/638 = 15,1

Sulla normalità entro in crisi perchè il professore non mi ha spiegato questo concetto che ho trovato in vecchi libri di chimica Io ho capito che questo modo di esprimere la concentrazione è legato alla particolare trasformazione che la specie da luogo e qui non è riportata nessuna reazione. Per me è impossibile rispondere alla domanda. Help help

Sono sbagliati, in parte, anche i calcoli che hai eseguito, perché la massa della soluzione finale è:

m slz A = 500 mL · 1,068 g/mL = 534 g

m slz B = 86,5 g · 1,180 g/mL = 102 g

m slz finale = 534 + 102 g = 636 g

m (NH4)2SO4 totale = 64,1 + 32,5 = 96,5 g

% in peso di (NH4)2SO4 = 96,5·100/636 = 15,2%

Calcoliamo la molarità della soluzione finale:

n (NH4)2SO4 = 15,2 g/132,14 g/mol = 0,115 mol

V slz = 100 g/1,088 g/mL = 91,9 mL = 0,0919 L

M slz = 0,115 mol/0,0919 L = 1,25 mol/L

Il concetto di normalità è spiegato anche nei moderni libri di chimica.

La normalità (N) esprime la concentrazione di una soluzione in equivalenti/litro (eq/L):

N (eq/L) = quantità soluto (eq) / volume soluzione (L)

Il passaggio da molarità a normalità si basa sul rapporto di conversione Z:

N (eq/L) = M (mol/L) · Z (eq/mol)

Z rappresenta il numero di equivalenti presenti in 1 mol di sostanza; esso può assumere valori diversi a seconda della reazione in cui la sostanza è coinvolta.

In questo caso, essendo l'(NH4)2SO4 un sale, l'equivalente di scambio ionico è la quantità di sostanza che corrisponde a 1 mol di cariche elettriche positive o negative:

(NH4)2SO4 --> 2 NH4(+) + SO4(2-)

Z = 2 eq/mol

N slz = 1,25 mol/L · 2 eq/mol = 2,50 eq/L

LuiCap ha scritto:

Sono sbagliati, in parte, anche i calcoli che hai eseguito, perché la massa della soluzione finale è:

m slz A = 500 mL · 1,068 g/mL = 534 g

m slz B = 86,5 g · 1,180 g/mL = 102 g

m slz finale = 534 + 102 g = 636 g

m (NH4)2SO4 totale = 64,1 + 32,5 = 96,5 g

% in peso di (NH4)2SO4 = 96,5·100/636 = 15,2%

Calcoliamo la molarità della soluzione finale:

n (NH4)2SO4 = 15,2 g/132,14 g/mol = 0,115 mol

V slz = 100 g/1,088 g/mL = 91,9 mL = 0,0919 L

M slz = 0,115 mol/0,0919 L = 1,25 mol/L

Il concetto di normalità è spiegato anche nei moderni libri di chimica.

La normalità (N) esprime la concentrazione di una soluzione in equivalenti/litro (eq/L):

N (eq/L) = quantità soluto (eq) / volume soluzione (L)

Il passaggio da molarità a normalità si basa sul rapporto di conversione Z:

N (eq/L) = M (mol/L) · Z (eq/mol)

Z rappresenta il numero di equivalenti presenti in 1 mol di sostanza; esso può assumere valori diversi a seconda della reazione in cui la sostanza è coinvolta.

In questo caso, essendo l'(NH4)2SO4 un sale, l'equivalente di scambio ionico è la quantità di sostanza che corrisponde a 1 mol di cariche elettriche positive o negative:

(NH4)2SO4 --> 2 NH4(+) + SO4(2-)

Z = 2 eq/mol

N slz = 1,25 mol/L · 2 eq/mol = 2,50 eq/L

Ringrazio per la risposta ma non mi è chiaro il concetto di normalità e come questo si calcola e spiego il perchè.

Il libro da me consultato, libro di chimica analitica, citava questi esempi

Il permanganato che si riduce a Mn(2+) e parlava che il p.e. si otteneva dividendo il p.m. per cinque e poi sempre il permanganato che si riduceva a MnO2 e divideva il p.e. per tre in altre parole gli equivalenti e il peso equivalente dipendevano dal tipo di reazione che dava il permanganato.

Nel mio caso se sfruttassi lo ione solfato come ossidante, ammettendo che si possa fare, e questo si riducesse a SO2 il peso equivalente sarebbe p.m. diviso due mentre se sfruttassi le proprietà riducenti dello ione ammonio che venisse ossidato a NO il p.e. sarebbe peso molecolare diviso 5 mentre se andasse a ione nitrato sarebbe p.m. diviso 8.

Chi riesce a risolvermi questi dubbi sarà sempre ricordato da me.

Un caro saluto a tutti, Ciccio

Tu hai richiamato un altro modo di calcolare gli equivalenti, ovvero quello partendo dalla massa di soluto:

quantità soluto (eq) = massa (g)/ ME (g/eq)

In questa relazione si utilizza la massa equivalente (ME), così definita:

ME (g/eq) = MM (g/mol)/Z (eq/mol)

Negli esempi che hai citato Z è un equivalente redox, cioè la quantità di sostanza ossidante o riducente che scambia 1 mol di elettroni (e-).

MnO4(-) + 8 H+ + 5 e- --> Mn(2+) + 4 H2O

1 mol di MnO4(-) acquista 5 mol di e-, perciò Z = 5 eq/mol e ME = MM/5

MnO4(-) + 4 H+ + 3 e- --> MnO2 + 2 H2O

1 mol di MnO4(-) acquista 3 mol di e-, perciò Z = 3 eq/mol e ME = MM/3

SO4(2-) + 4 H+ + 2 e- --> SO2 + 2 H2O

1 mol di SO4(2-) acquista 2 mol di e-, perciò Z = 2 eq/mol e ME = MM/2

NH4(+) + 6 OH- --> NO + 5 H2O + 5 e-

1 mol di NH4(+) perde 5 mol di e-, perciò Z = 5 eq/mol e ME = MM/5

NH4(+) + 10 OH- --> NO3(-) + 5 H2O + 8 e-

1 mol di NH4(+) perde 8 mol di e-, perciò Z = 8 eq/mol e ME = MM/8

Si può dunque calcolare la normalità della soluzione di (NH4)2SO4 anche nel seguente modo:

eq (NH4)2SO4 = 15,2 g/(132,14/2) g/eq = 0,230 eq

V slz = 100 g/1,088 g/mL = 91,9 mL = 0,0919 L

N slz = 0,230 eq/0,0919 L = 2,50 mol/L