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qiong019
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关于美国药典的疑问
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| 在美国药典中有“5N”盐酸的描述，想问下诸位这里的5N是否就是我们平时说的5mol/L |
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2楼2010-05-07 09:58:58
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3楼2010-05-07 09:59:10
qiong019 
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多谢各位关注，我查到了，“N”是当量浓度的单位，表示“克当量/升”或“毫克当量/毫升” 关于当量的描述以前没有接触过，先找到以下资料，希望和我有相同疑问的朋友能从中解疑 化学当量 胡希真 一、前言 化学发展史中，自拉瓦节（Antoone Laurent Lavoisier Lavoisier，1743～1794)提出化学反应之质量守恒定律以后，化学家开始对化学反应中"量"的问题作仔细的研究。于是，化学当量的概念开始萌芽，定比定律（提出者：英国，道尔吞，John Dalton，1766～1844)亦相继被提出。 1792年至1802年间，一位不甚著名的德国化学家李贺特（Jeremisa Benjamin Richter，1765～1807）做了一项为同时代者所忽视的重要发现。他的构想就是当量比（equivalent proportions)，两物质A和B（不是元素便是化合物）分别与一定量的C物质化合时，所需A与B的之重量，设其比率为r，则r若不等于R，便等于R的简单倍数或简单分数。及r=nR，是中之n为一整数或一整数比。 例：1克的氢与8克的氧结合成水 1克的氢与3克的碳结合成甲烷 1克的氢与35.5克的氯结合成氯化氢 1克的氢与4.66克的氮结合成氨。 与一定量的氢化合所需氢与碳之重量比率 : R1=8/3，氧与碳化合成二氧化碳时所需氧与碳之重量比：r1=32/12=8/3 r1=R1 与一定量的氧化合，所需碳与氧之重量比率 : R2=3/35.5，碳与氧化合成四氯化碳时，所需碳与氧之重量比率r2=3/35.5，r2=R2 与一定量的氢化合，所需氧与氮的重量比率，R3=8/4.66，氧与氮化合成一氧化氮（NO）时，所需氧与氮的重量比率：r3=8/7 ，r3/R3=n=4.66/7=2/3 3r3=2R 氧与氮化合成其它不同化合物，n为不同之值，但皆为整数之比率。 李贺特的原理，当年没有如上所述之完整，亦未用"当量"之名词。"当量"一辞世由英国化学家武拉士吞（William Hyde wollaston，1766～1828）定名，其后历经争辩，其定义以不知经过多少次重要的改变结论为表示一固定的量，有人定义为：最简之可用的化合物。 二、元素的化学当量 元素的化学当量可定义为：与1.008克的氢化合物所需的量，称为该元素的当量，所需的克数即为克当量。 例如： 在NaH中，与1.008库的氢化合物需23.0克的钠，故一克当量的钠为23.0克。 在HCl中，可知一克当量的氯为35.45克。 若与氧化合时，可定义为：与8克的氧化合所需的量，称为该元素的当量。 此定义受了某些限制，故不是好定义(这是1961年以前的旧定义)。 例如： 与8克的氧化合所需锂的克数为6.94克，故一克当量的锂为6.94克，的确是。 在Na2O2(过氧化钠）中，与8.0克氧化合所需钠的克数为11.5克，若说一克当量的钠为11.5克，是错误的。 在KO2（超氧化钾）中，与8.0克的氧化合所需钠的克数为9.775克（钠的原子量为39.1），若说一克当量钾为9.775克，也是错误的。钠和钾的化学当量，正确值分别为23.0克/克当量与39.1克/克当量。 化学当量亦可依据元素之"价"（Valence)下定义。其定义为：在一化合物中，一元素之当量为元素之原子量除以在该化合物中元素之价数。 例如： 在H2O中。氢为1价，氧为2价，一克当量的氢为1.008克，一克当量的氧为16.0/2=8.0克。 在Al2O3中，铝为3价，氧为2价，一克当量的铝为27.0/3=9.0克。 自电子性质问世后，元素的化学当量可定义为：在化学反应中，元素获得（或失去）1摩耳电子所需的量，称为该元素的当量。一克当量即当量的克数。 例如： Na→Na+ +e- +)1/2Cl2+e-→Cl - ---------------- Na+1/2Cl2--->NaCl 在NaCl中，一克当量的钠为23.0克，一克当量的氯为35.5克。 2Na--->2Na++2e- +) 02+2e-→O22- -------------- 2Na+O2→Na2O2 在Na2O2中，一克当量的钠为23.0克，一克当量的氧为32.0/2=16.0克。 K--->K+e- O2+e-→O2- ------------- K+O2→KO2 在KO2中，一克当量钾为39.1克，一克当量的氧为32.0克。 在一化学反应中，一元素所失去电子的摩尔数（电荷不灭定律）等于另一个元素所得到的电子摩尔数，故两不同元素化合成一化合物时，所需两元素的克当量必相等。获得一摩尔电子所需的量即为“克当量”，失去一摩尔电子所需的量也是“克量”。 此定义与"价"的观念符合，故元素的当量=该元素的原子量/化合物中该元素的价数 [例1] 在BaO2中，钡与氧的化学当量各为若干？ [原子量：Ba=137.84，O=16.00] [解] ⅡA族元素在化合态中，恒为2价。 钡的当量为137.34/2=68.67 克/克当量 氧的当量为16.00/1=16.00 克/克当量 [例2] 将氧化铜m克以氢完全还原后得铜n克，铜的原子量为[62学联年度联考] (A) 4(m-n)/n (B) 16n/(m-n) (C) n/16(m-n) (D)8n/m-n [解] m克氧化铜中，氧重=（m-n)克。 氧化物中，一克当量的氧重=8克 氧化铜中，铜是二价，设铜的原子量为X， 则一克当量的铜重=X/2 铜的克量数=氧的克当量数 n/X/2=m-n/8 X=16n/m-n........(B) [例3]在一种铜与氯的化合物中，经分析得含0.5888克的铜与0.3286的氯，已知的原子量为35.46克/摩尔。求铜的化学当量即该化合物的化学式。[Cu=63.54] [解]铜的克当量数=氯的克当量数 设铜的当量为X 0.5888/X=0.3286/35.46 X=63.54 铜的原子量为63.54 63.54/63.54=1(一价) 化学式为CuCl 答：当量为63.54克/克当量，化学式为CuCl 三、化学当量与法拉第电解定律 法拉第（Michael Faraday，1791～1867，英人）于1811～1833年间，经过许多实验，将结果归纳成两个定律： 第一定律：一电流通过电解液，在阴极或阳极所析出物质的量，与通入的总电量成正比。 第二定律：以同一总电量电解所析出不同元素的量，与各元素的"化学当量"成正比。 第二定律亦可叙述为：由同一总电量电解所析初个不同元素的当量数皆相等。由实验，析出一克当量的各元素，所需总电量之值，为96500库伦，此值称为一法拉第。 已知电子的电荷为1.602×10-19库伦，一摩尔电子的总电量为96500库伦，则电解析出一克当量的元素质，所需的电子数恰合1摩尔，与上述当量之定义完全符合。即在电极反应中，获得（或失去）一摩尔电子所析出元素的量，称为该元素的当量。 [例4] 电解某溶液，已知电流强度为0.250安培，在40.0分钟内析出金属0.108克，求该金属的当量。 [解] 所需电子的摩尔数等于析出金属的克当量数 Q=It=0.250=0.250×40.0×60=600库伦 600/96500=0.108/E X=3 金属的当量E=17.4克/克当量 [例5] 某金属M的原子量为27.0克/摩尔，该金属氧化物的溶融液以10.0安培的电流通电16分5秒后，析出该金属0.90克，求该金属氧化物的化学式。 [解] Q=It=10.0×（16×60+5）=9650库伦 设该金属的当量为E 析出金属的克当量=所需电子的摩尔数 0.90/E=9650/96500 E=9.0 在该金属氧化物中，金属的价数=27.0/9.0=3 该金属氧化物的化学式为M2O3 [例6] 电解银盐水溶液，系出2.158克的银所需的电量，用于电解某金盐水溶液，可得1.314克的金，求在该金盐中金的氧化数。（Ag=107.9，Au=197.0) [解] 银的克当量数=金的克当量数 设金的氧化数为X，则 2.158/107.5=1.314/197/X ∴X=3 四、酸碱克当量 在酸碱反应中，释出一摩尔H+（或与一摩尔OH-反应）所需酸的克数，称为该酸的克当量; 与一摩尔H+（或与一摩尔OH-反应）所需检的克数，称为该碱的克当量。 例如： HCl(aq)→H+(aq)+Cl-(aq) HCl的克当量=36.5克/克当量，即一克当量HCl为36.5克 H2SO4的克当量=98.0/2=49.0克/克当量。 NaHSO4→Na++HSO4- HSO4-(aq)→H+(aq)+SO42-(aq) NaHSO4的克当量=120克/克当量。 NaOH→Na+(aq)+OH-(aq) 碱，NaOH的克当量=40克/克当量。 Ba(OH)2→Ba2(aq)+2OH-(aq) Ba(OH)2的克当量=137+34/2=86 克/克当量。 NH3+H+→NH4+ NH3+H2O→NH4+(aq)+OH - (aq) NH3的克当量=17克/克当量。 三元酸，如磷酸（H3PO4），分为三段游离 （其游离常数K1>K2>k3)： H3PO4→H++H2PO4- H2PO4-→H++HPO42- HPO42-→H++PO43- 用NaOH标定溶液溶液滴订H3PO4时，若用甲基橙（methyl orange)为指示剂（色变化之PH范围为3.1～4.5），到变色时为第一段中和，其反应为 H3PO4+OH-→H2PO4-+H2O 则H3PO4克当量=98克/克当量。 若用酚太（phenolphthalein)为指示剂（色变化之PH范围为8.3～10.0），到变色时为第二段中和，其反应为 H3PO4+2OH-→HPO42-+2H2O 则H3PO4的克当量=98/2=49克/克当量。 因HPO4的第三游离常数太小（K3=4.4×10-13），故其第三段中和在容量分析上不适宜于滴定。 在酸碱反应中，由1克当量的酸与一克当量的碱反应所生成盐的克数，称为该盐的克当量。 盐的克当量，亦可由下式求得： 盐的克当量=该盐的式量÷1摩尔该盐中所含金属离子（或非金属离子，或原子团）的摩尔数，乘以其离子价数 例如： BaSO4的克当量=137+96=116.5克/克当量 Al2(SO4)3的克当量=342/2×3（或3×2）=57克/克当量 一升容液中所含溶质的克当量数，称为该溶质的当量浓度或规定浓度（normality)，并以N表示之。 [例7] 将0.80克的某酸溶于蒸馏水中成200mL的溶液，设完全解离时，测得[H+]=0.050M，求该酸的当量。 [解] H+的摩尔数=酸的当量数（定义） n(H+)=0.050×0.20=0.010摩尔=该酸的当量数=0.80/当量 该酸的当量=0.80/0.010=80克/克当量 [例8] 将7.30克的HCl(g)完全溶于水中配成500m，求所成盐酸的当量浓度。[Cl=35.5] [解] HCl一克当量重=36.5克 HCl的克当量数=7.30/36.5=0.200克当量 当量浓度=0.200/0.500=0.400N 五、酸碱滴定 利用一种已知浓度的溶液，渐次加于另一种溶液以测定其浓度的方法，称为滴定（titration)。酸碱滴定是其中最重要的一种。 酸碱滴定时，当酸的当量数等于碱的当量数时，称为当量点（equivalent point)。滴定时，指示剂改变颜色的瞬间为滴定终止的点，称终点（end point)。滴定终点与当量点不一定相同，但通常以终点表示当量点。 酸碱滴定到终点时，所得的是盐溶液，其PH值不一定是7，其PH值的大小视参与滴定的酸和碱为何而定。当量点是理论值，而滴定终点是实验值;为要使滴定终点与当量点一致，所以选用指示剂时期尽可能再靠近当量点改变颜色，但不论如何操作，所得之结果常含微小误差。 设N1、N2分别表示酸与碱的当量浓度，V1、V2分别表酸与碱的体积升数（或毫升数），当酸与碱的当量数相等时，则 N1V1=N2V2 [例9] 以为之浓度的碱滴定0.10M 40mL的硫酸，达终点时用去20mL的碱，求该碱的浓度。 [解] N1V1=N2V2 0.10×3×40=n2×20 碱的浓度N2=0.4N [例10] 将等重的纯醋酸（CH3COOH)与草酸结晶（H2C2O4‧2H2O)共溶于适量的蒸馏水中，恰可用1规定（1N）的NaOH溶液123mL中和，则醋酸或草酸结晶之重量为多少克？ [解]醋酸的克当量+草酸的克当量=NaOH的克当量数 CH3COOH克当量重60克，H2C2O4‧2H2O克当量重63克（126/2=63) 设醋酸或草酸结晶之重为X克，则 X/60+X/63=1×123/1000 X=3.78 答：3.78克 六、氧化还原滴定 犹如酸碱滴定法，氧化剂或还原剂溶液之浓度，最好以当量浓度（规定浓度）表示。由实验的滴定终点，以求氧化还原反应的当量点，亦即氧化剂的克当量数等于还原剂的克当量数。 一氧化剂（或还原剂）的克当量，为在其氧化还原反应中，获得（或失去）一摩尔电子所需该氧化剂（或还原剂）的克数。例如： 氧化剂： KMnO4在酸性溶液中的氧化当量为31.9+54.9+64.0/3=31.6克/克当量 （MnO4-+8H++5e-→Mn2++4H2O） 在碱性或中性溶液中的氧化当量为39.1+54.9+64.0/3=52.7克/克当量 （MnO4-+2H2O+3e-→MnO2+4OH-） 即KMnO4在酸性溶液中，1M→5N，在碱性或酸性溶液中，1M→3N。 K2Cr2O7的氧化当量为294/6=49.0克/克当量 （Cr2O72-+14H++6e-→2Cr3++7H2O） 即K2Cr2O7在酸性溶液中，1M→6N 还原剂: Na2C2O4的还原当量为134/2=67克/克当量 KHC2O4的还原当量为128/2=64克/克当量 （C2O42-→2CO2+2e-） 即Na2C2O4或KHC2O4溶液，1M→2N Na2S2O3被氧化生成S4O62-时，其还原当量为158/1=158克/克当量 （2S2O32-→S4O62-) 即Na2S2O3溶液，1M→1N 氧化剂或还原剂的当量，亦可由下列求得： 氧化剂或还原剂的当量= 氧化剂或还原剂的式量/反应前后氧化数改变量 |
4楼2010-05-07 15:30:01
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