Лайнус Полінг, Пітер Полінг — Хімія
Розчин, що містить одну грам-молекулу (1 моль) хлоридної кислоти HCl на 1 л, є 1 М розчином щодо іона Гідрогену. Так само розчин, що містить 0,5 моля сульфатної кислоти H2SO4 на 1 л, є 1 М розчином щодо іона Гідрогену, що заміщується. Кожний із цих розчинів нейтралізується* рівним об'ємом розчину, що містить грам-молекулу (1 моль) натрій гідроксиду NaOH на 1 л, отже, зазначені вище маси кислоти еквівалентні одному молю даної основи.
Частка від ділення грам-молекулярної маси (моля) кислоти на число атомів Гідрогену, які можуть заміщуватися в реакції, що розглядається, називається еквівалентною масою кислоти. Аналогічно частка від ділення грам-молекулярної маси основи (моля) на число гідроксильних груп, які можуть заміщуватися в реакції, що розглядається, називається еквівалентною масою основи.
Одна еквівалентна маса кислоти нейтралізує одну еквівалентну масу основи. Важливо пам'ятати, що еквівалентна маса багатоосновної кислоти не є незмінною величиною; для H3PO4 це може бути грам-молекулярна маса, половина цієї маси або одна третина її залежно від того, скільки атомів Гідрогену заміщується в реакції, що розглядається, — один, два чи три.
Нормальність розчину кислоти чи основи визначається як число еквівалентів кислоти чи основи в одному літрі розчину; 1 н. розчин містить 1 еквівалент кислоти чи основи в 1 л розчину. Шляхом визначення (з використанням індикатора, подібного до лакмусу) відносних об'ємів розчинів кислоти й основи, які є еквівалентними, можна розрахувати нормальність одного розчину за відомим значенням її для іншого розчину. Цей процес кислотно-основного титрування (визначення титру або міцності невідомого розчину) за допомогою спеціальних пристроїв, наприклад градуйованих бюреток і піпеток, є важливим методом об'ємного кількісного аналізу.
Приклад 12.3.
Дослідним шляхом установлено, що 25,0 мл розчину натрій гідроксиду нейтралізуються після додавання 20,0 мл 0,100 н. розчину кислоти. Чому дорівнює нормальність розчину лугу і яка маса NaOH міститься в 1 л цього розчину?
Розв'язання. Невідому нормальність x лужного розчину знаходять шляхом розв'язання рівняння, що виражає еквівалентність об'ємів даних розчинів
25,0 ×x = 20,0 × 0,100,
x = 20,0 × 0,100 / 25,0 = 0,080.
Маса NaOH в 1 л становитиме 0,080 від еквівалентної маси, що дорівнює 40,0; ця маса дорівнює 3,20 г (40,0 × 0,080 = 3,20)
Дуже корисно пам'ятати таке рівняння:
V1N1 = V2N2
Тут V1 — об'єм розчину з нормальністю N1 і V2 — еквівалентний об'єм розчину з нормальністю N2, тобто об'єм розчину, що містить таке саме число атомів Гідрогену або гідроксильних груп, які заміщуються. Розв'язання прикладу 12.3 також починалося із запису цього рівняння; 25,0x у цьому прикладі і є V1N1, а 20,0 × 0,100 — це V2N2.
* Зміст слова «нейтралізація» стосовно слабких кислот або основ буде розглянуто в наступному підрозділі цього розділу.