Molarité et Normalité

De nombreux étudiants ont du mal à comprendre la différence entre molarité et normalité  Dans cet article, nous expliquerons les différences entre eux en détail.

I) Molarité définition

[La concentration molaire est-elle la même que la molalité ?]

Le composant d'une solution qui est présent en plus grande quantité est appelé solvant. Toute espèce chimique mélangée dans le solvant est appelée soluté, et les solutés peuvent être des gaz, des liquides ou des solides. Par exemple, l'atmosphère terrestre est un mélange de 78%, pourcentage d'azote gazeux, 21%, pourcentage d'oxygène gazeux et 1%, pourcentage d'argon, de dioxyde de carbone et d'autres gaz. 

Nous pouvons considérer l'atmosphère comme une solution où l'azote gazeux est le solvant et les solutés sont l'oxygène, l'argon et le dioxyde de carbone.

La molarité est définie comme Le nombre de moles de soluté dissous dans un dm³ ou un litre d'une solution est appelé molarité, il est représenté par M.

1-2) Formule de Molarité

Mathématiquement, il peut être écrit comme.

Molarité = nombre de mole de soluté / volume de solution en dm³

Molarité = nombre de mole de soluté / volume de solution en dm³

Nombre de mole ou de soluté =masse de soluté en gramme / Masse moléculaire de soluté

Donc la molarité peut aussi s'écrire comme.

M= Quantité de soluté en gramme / masse moléculaire de soluté x volume de solution

La molarité a des unités qui peuvent être abrégées en molaire ou en M La concentration molaire du soluté est parfois abrégée en mettant des crochets autour de la formule chimique du soluté. Par exemple, la concentration en ions  cuivre dans une solution peut être écrite comme [Cu]

2-1-1) Molarité exercice

Considérons une solution obtenue en dissolvant 3 ,55 g d'acide sulfurique [H2SO4 ] dans de l'eau. Le volume total de la solution est de 70 ml .

Question

Quelle est la concentration molaire en acide sulfurique [H2SO4]?

Solution

Pour trouver  [H2SO4], nous devons savoir combien de moles d'acide sulfurique sont en solution. Nous pouvons convertir la masse du soluté en moles en utilisant le poids moléculaire de l'acide sulfurique, 98,08 g/mol

1 mole H2SO4  = 3,55 g H2SO4  x 1mole / 98,08 g 

= 0,036 mole H2SO4 

On peut maintenant brancher les moles d'acide sulfurique et le volume total de solution dans l'équation de molarité pour calculer la concentration molaire d'acide sulfurique :

[H2SO4] = 0,036 mole / 0,070 L = 0,51 M

2) Normalité définition

La normalité  « N » et est parfois appelée concentration équivalente d'une solution. Il est principalement utilisé comme mesure d'espèces réactives dans une solution et lors de réactions de titrage ou particulièrement dans des situations impliquant la chimie acide-base.

Selon la définition standard, la normalité est décrite comme le nombre de grammes ou d'équivalents molaires de soluté présent dans un litre de solution. Quand on dit équivalent, c'est le nombre de moles d'unités réactives dans un composé.

2-1) Formule de normalité

Mathématiquement, il peut être écrit comme.

Normalité = Nombre d'équivalents grammes × [volume de solution en litres]-1

Nombre d'équivalents gramme = poids de soluté × [poids équivalent de soluté]-1

N = poids de soluté (gramme) × [poids équivalent × volume (L)]

N = Molarité × Masse molaire × [Masse équivalente]-1

N = Molarité × Basicité = Molarité × Acidité

La normalité est souvent désignée par la lettre N. Certaines des autres unités de normalité sont également exprimées par eq L-1 ou meq L-1. Ce dernier est souvent utilisé dans les rapports médicaux.

2-1-1) Normalité exercice

Question 1 

Dans la réaction suivante, calculez et trouvez la normalité lorsqu'elle est de 1 M  

H₃PO₄H₃PO₄ + 2NaOH →Na2(AsHO4) + 2H2O

Solution

Si nous regardons la réaction donnée, nous pouvons identifier que seuls deux des ions  H⁺ de H₃PO₄ réagissent avec NaOH pour former le produit. 
Par conséquent, les deux ions sont 2 équivalents. Afin de trouver la normalité, nous allons appliquer la formule donnée.

N = Molarité (M) × nombre d'équivalents

N = 1,0 × 2 (remplace les valeurs) = 2,0

Question 2

Calculez la normalité de la solution obtenue en dissolvant 0,5 g du sel de carbonate de sodium (Na₂CO₃) dans 270 ml d'eau. (En supposant que la solution saline est utilisée dans une neutralisation complète par un acide fort.)

Solution

Soit : 0,5 g Na₂CO₃ (masse molaire =106 g/mol) dans 270 mL  de solution.
Maintenant, Na₂CO₃ forme une solution saline basique et peut participer à la réaction de neutralisation comme suit :

Na₂CO₃ + 2 H⁺ (de l'acide) → H2CO3 + 2Na+

La normalité est définie comme le nombre d'équivalents par litre de solution. alors.

 normalité = non. d'équivalents/Volume (en Litre)

Nous savons que le nombre d'équivalents est, Nombre de moles x facteur n.
Aussi, le facteur n pour les bases est défini comme le nombre d'OH- libéré par molécule (pour les bases de type Arrhenius) OU c'est le nombre de H⁺  accepté par molécule (pour les bases de  Bronsted). 
Ici, Na2CO3 est une base de  Bronsted avec n-facteur 2. (se référer à la première réaction) À présent,

Nombre de moles, n = Masse/masse molaire = 0,5/ (106) = 0,004

Nombre d'équivalents = n x facteur n = 0,004 x 2 = 0,008

Normalité = Nb d'équivalents/V (en litre) = 0,008/0,27 = 0,029 N

Question 3

Quelle est la normalité des éléments suivants ?

0,1381 M de NaOH

0,0521 M H₃PO₄

Solution:

une. N = 0,1381 mol/L × (1 éq/1mol) = 0,1381 éq/L = 0,1381 N

 N = 0,0521 mol/L × (3 éq/1mol) = 0,156 éq/L = 0,156 N