モル濃度と正規性の違い

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化学では、さまざまな濃度の単位を使用するのが一般的であり、道徳と正常性は最も頻繁に使用される 2 つです。一方では、モル濃度は、溶液 1 リットルあたりの溶質のモル数を示す濃度の化学単位です。一方、規定度は化学物質濃度の単位でもありますが、溶液 1 リットルあたりの溶質当量の数で表されます

そのようには見えないかもしれませんが、モル数と当量も同様であるため、正常性とモル濃度は密接に関連しています。ただし、各ユニットをさまざまなアプリケーションでより実用的または有用にする非常に重要な違いがいくつかあります。このため、この記事では、モル濃度と正常性の違い、これらの各濃度単位の使用目的、計算方法、ある濃度単位から別の濃度単位への変換方法、およびどのような状況で使用されるかについて説明します。どちらか一方を使用する方が便利です。

モル濃度

冒頭で述べたように、モル濃度は濃度の化学単位であり、溶質の量はモル数と溶液の体積 (リットル) で表されます。これは、溶液の任意の体積に存在する溶質の量を非常に簡単かつ迅速に知ることができるため、最も使用される濃度単位の 1 つです。

モル濃度は mol/L の単位で表され、多くの場合「モル」と読みます。したがって、0.5 mol/L の濃度は通常 0.5 モルとして読み取られます。

モル濃度を計算する式

モル濃度を定義する式は次のとおりです。

モル濃度式

ここで、n溶質は溶質のモル数を表し、V溶液はリットルで表される溶液の体積を表します。ただし、モル数を溶質のモル質量で割った質量で与えられる式で置き換えて、次の式を得ることが非常に一般的です。

モル濃度式

いつモル濃度を使用する必要がありますか?

モル濃度は濃度の汎用単位です。つまり、温度に大きな変化がない限り、溶液を含むほとんどすべての状況で機能します。

後者は、温度が溶液の体積に影響を与え、体積に依存するモル濃度も温度によって変化する可能性があるためです。これらの場合、モル濃度やモル分率など、物質の質量または量で表される濃度の別の単位を使用することが好ましいです。

普通

規定度は、化学物質濃度の単位でもあります。規定度とモル濃度の主な違いは、前者がモルではなく当量数で溶質の量を表すことです。

ほとんどの人にとって正規性の大きな問題は、モル濃度とは異なり、当量数の概念が溶質の用途や方法に依存するため、同じ溶液が複数の正規性を持つ可能性があることです。それは参加します。

正規性を計算する式

正規性の計算式は、モル濃度の計算式と非常によく似ています。正規性の定義の数学的形式は次のとおりです。

正規式

ここで、n eq。溶質は溶質当量の数を表し、V溶液はリットルで表される溶液の体積を表します。溶質の質量から正規性を計算するには、モル濃度の式と同様の式もあります。

正規式

ここで、PE溶質(溶質の当量) は、1 当量の溶質のグラム単位の重量を表します。これは、物質のモルあたりの当量数を表す整数で割ったモル質量によって与えられ、真の当量数 (n eq )と混同しないように ω (ギリシャ文字のオメガ) と呼びます。

等価重量式

この方程式を前の方程式と組み合わせると、次のようになります。

正規式

当量数の考え方

当量数の概念を理解するための鍵、そして実際に「正常な」濃度または正規性がいわゆる正規性である理由は、ω にあります。この数は、溶質が使用される用途、または溶質が関与する化学反応によって異なります。

少なくとも 2 つの化学物質が関与する主要な化学反応のタイプごとに、「通常の」反応物と呼ばれるものを定義できます。これは、可能な限り単純なバージョンに関与する反応物を識別するために使用する一般的な用語にすぎません。タイプの特定の反応。

たとえば、酸塩基反応について話している場合、最も単純なケースは、一塩基酸(HA) が一塩基塩基(B)と反応して、それぞれの共役ペアを与えるケースです。

モルあたりの当量数を決定するための通常の酸塩基反応

一塩基酸 HA と一塩基塩基 B は、それぞれ通常の酸と塩基と呼ばれるものです。これは、HCl や HNO 3 などの任意の酸が通常の酸であり、NaOH や NH 3などの任意の塩基が通常の塩基の例であることを意味します。

ここで硫酸 (H 2 SO 4 ) などの二プロトン性の酸を考えると、通常の塩基との反応は次のようになります。

モルあたりの当量数を決定するためのジプロトン酸との酸塩基反応

ご覧のとおり、この酸の各モルは、通常の酸の 2 モルに「相当」します 。したがって、硫酸 1 モルあたりの当量数は 2 であると言います。このため、H 2 SO 4の 0.1 モル溶液は通常の酸の 0.2 モル溶液に相当するため、その規定度は解は 0.2 です。

言い換えれば、正規性の概念を、通常の反応物が溶質と同じタイプの化学反応に関与するモル濃度として再定義できます。

次の表は、関与する反応に応じて、溶質の種類ごとにωがどのように決定されるかを示しています。

化学反応の種類 試薬の種類 1 モルあたりの当量数 (ω)
塩が関与する反応 外出します ω は、中性塩の正または負の電荷の総数によって与えられます (両方の数は同じです)。これは、陽イオンの数に電荷を掛けるか、陰イオンの数に電荷を掛けて計算されます。
酸塩基反応 ω は、反応で放棄する水素の数によって与えられます。
  拠点 ωは捕捉できる水素の数で与えられる
酸化還元反応 酸化剤 ω は、平衡還元半反応において酸化剤の各分子によって捕捉される電子の数によって与えられます。
  還元剤 ω は、バランスの取れた酸化半反応で還元剤の各分子によって放棄される電子の数によって与えられます。
反応に関与しない溶質 ——- ω は 1eq/mol の価値がある

どのような場合に正規性を使用する必要がありますか?

あらゆる状況でよく使用されるモル濃度とは異なり、正規性は主に、溶液中の化学反応を含む状況で使用されます。これは、バランスの取れた、または調整された化学反応を記述する必要がなく、化学量論的計算を容易にするためです。

1 モルあたりの当量数の定義方法により、1 つの反応物の当量数は、化学量論比で反応する場合、常に他の反応物の当量数と等しくなります。当量数は規定度と溶液の体積から簡単に求められるため、反応の詳細を気にすることなく、非常に迅速に化学量論計算を行うことができます。

これは、滴定の当量点では次のことが常に成り立つため、容量滴定または滴定において特に実用的です。

等価点

そして、ボリュームによる正規性の積で当量を置き換えると、次のようになります。

等価点

正常性とモル濃度の違いを強調するための滴定

モル濃度でも同様のことができますが、必然的に化学式を書き、それを調整して必要な化学量論比を得る必要があります.

モル濃度と規定度の間の変換

以下に示すように、2 番目は常に 1 番目の整数倍であるため、モル濃度と正規性の間の変換は非常に簡単です。

モル濃度を正規に変換する式

モル濃度を正規に変換する式

溶液のモル濃度がわかっていれば、モル濃度にそれぞれの当量数 ω を掛けるだけで、さまざまな規定値を計算できます。

参考文献

https://www.significados.com/concentracion-quimica/

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Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

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