Examinando equivalentes e normalidade

No mundo da química, nem todos os ácidos e bases são criados iguais. Alguns têm uma habilidade inata para neutralizar de forma mais eficaz do que outros. Considere o ácido clorídrico (HCl) e ácido sulfúrico (H₂ASSIM₄), por exemplo. Se misturada 1M de hidróxido de sódio (NaOH) em conjunto com ácido clorídrico 1 M, seria necessário adicionar quantidades iguais de cada um para criar uma solução neutra de cloreto de sódio (NaCl) e de água (H₂O). Se misturados hidróxido de sódio com ácido sulfúrico, no entanto, seria necessário adicionar hidróxido de sódio, duas vezes tanto como ácido sulfúrico, para criar uma solução de sulfato de sódio (Na₂ASSIM₄) e água. Por essa desigualdade flagrante de ácidos? A resposta reside nas reacções de neutralização equilibradas para ambos os pares ido / base:

HCl + NaOH → NaCl + H₂O

H₂ASSIM₄ + 2 NaOH → Na₂ASSIM₄ + 2H₂O

Os coeficientes nas equações balanceadas são a chave para entender essa desigualdade. Para equilibrar a segunda equação, o coeficiente de 2 tem de ser adicionado a hidróxido de sódio, o que indica que a 2 mol de que devem estar presentes para neutralizar 1 mol de ácido sulfúrico. A um nível molecular, isto acontece porque o ácido sulfúrico tem dois átomos de hidrogénio acídicos para dar-se, e o único hidróxido numa molécula de hidróxido de sódio pode neutralizar apenas um desses dois hidrogénios ácidos para formar água. Portanto, 2 moles de hidróxido de sódio são necessários para cada 1 mol de ácido sulfúrico. ácido clorídrico, por outro lado, tem apenas um átomo de hidrogénio acídico de contribuir, de modo que pode ser neutralizado por uma quantidade igual de hidróxido de sódio, o qual tem apenas um hidróxido de contribuir para a neutralização.

O número de moles de um ácido ou base, multiplicado pelo número de átomos de hidrogénio ou hidróxidos de que uma molécula tem de contribuir de uma reacção de neutralização é chamado o número de equivalentes dessa substância. Basicamente, o número de eficaz neutralizantes moles disponível determina a proporção de ácido à base de uma reacção de neutralização. No exemplo de ácido clorídrico, não é um equivalente de ácido (a partir de HCl) presente e um equivalente de hidróxido (a partir de NaOH) presente. No segundo exemplo, existem 2 equivalentes de ácido (a partir de H₂ASSIM₄) E 2 equivalentes de hidróxido presente (a partir de NaOH e o coeficiente de 2). Na vida química, essa idéia pode vir em muito útil quando você quer neutralizar um ácido ou base para a eliminação ou limpeza.

Além de lidar com o conceito mais comum de molaridade, você pode encontrar uma medida de concentração chamado normalidade, que é simplesmente o número de equivalentes dividido pelo volume em litros:

Como você pode ver a partir da fórmula, molaridade e normalidade são muito semelhantes. Normalidade, no entanto, leva equivalentes em conta. Mistura de quantidades iguais de soluções ácidas e básicas de igual normalidade sempre resulta numa solução neutra, enquanto que o mesmo não pode ser dito de soluções de igual molaridade.