Cómo calcular la normalidad de una solución

La normalidad de una solución es el peso equivalente en gramos de un soluto por litro de solución. También se puede llamar la concentración equivalente. Se indica con el símbolo N, eq/L o meq/L (= 0,001 N) para las unidades de concentración. Por ejemplo, la concentración de una solución de ácido clorhídrico podría expresarse como 0,1 N HCl. Un peso equivalente en gramos o equivalente es una medida de la capacidad reactiva de una especie química determinada (ión, molécula, etc.). El valor equivalente se determina utilizando el peso y la valencia molecular de la especie química. La normalidad es la única unidad de concentración que depende de la reacción.

Aquí hay ejemplos de cómo calcular la normalidad de una solución.

Llaves para llevar

  • La normalidad es una unidad de concentración de una solución química expresada como peso equivalente en gramos de soluto por litro de solución. Para expresar la concentración debe utilizarse un factor de equivalencia definido.
  • Las unidades comunes de normalidad incluyen N, eq/L, o meq/L.
  • La normalidad es la única unidad de concentración química que depende de la reacción química que se estudia.
  • La normalidad no es la unidad de concentración más común, ni su uso es apropiado para todas las soluciones químicas. Las situaciones típicas en las que se puede utilizar la normalidad incluyen la química ácido-base, las reacciones redox o las reacciones de precipitación. Para la mayoría de las demás situaciones, la molaridad o la molalidad son mejores opciones de unidades.

Ejemplo de normalidad #1

La forma más fácil de encontrar la normalidad es a partir de la molaridad. Todo lo que necesitas saber es cuántos mol de iones se disocian. Por ejemplo, un ácido sulfúrico 1 M (H2SO4) es 2 N para las reacciones ácido-base porque cada mol de ácido sulfúrico proporciona 2 moles de iones H+.

1 M de ácido sulfúrico es 1 N para la precipitación de sulfato, ya que 1 mol de ácido sulfúrico proporciona 1 mol de iones de sulfato.

Ejemplo de normalidad #2

36,5 gramos de ácido clorhídrico (HCl) es una solución 1 N (una normal) de HCl.

Una normalidad es el equivalente de un gramo de un soluto por litro de solución. Dado que el ácido clorhídrico es un ácido fuerte que se disocia completamente en el agua, una solución 1 N de HCl también sería 1 N para los iones H+ o Cl- para las reacciones ácido-base.

Ejemplo de normalidad #3

Encuentra la normalidad de 0,321 g de carbonato de sodio en una solución de 250 mL.

Para resolver este problema, necesitas saber la fórmula del carbonato de sodio. Una vez que te das cuenta de que hay dos iones de sodio por cada ión de carbonato, el problema es simple:

N = 0,321 g Na2CO3 x (1 mol/105,99 g) x (2 eq/1 mol)
N = 0,1886 eq/0,2500 L
N = 0.0755 N

Ejemplo de normalidad #4

Encuentre el porcentaje de ácido (peso equivalente a 173,8) si se requieren 20,07 mL de 0,1100 N base para neutralizar 0,721 g de una muestra.

Se trata esencialmente de poder anular unidades para obtener el resultado final. Recuerde que si se le da un valor en mililitros (mL), es necesario convertirlo en litros (L). El único concepto «difícil» es darse cuenta de que los factores de equivalencia de ácido y base estarán en una relación de 1:1.

20,07 mL x (1 L/1000 mL) x (0,1100 eq base/1 L) x (1 eq ácido/1 eq base) x (173,8 g/1 eq) = 0,3837 g ácido

Cuándo usar la normalidad

Hay circunstancias específicas en las que es preferible utilizar la normalidad en lugar de la molaridad u otra unidad de concentración de una solución química.

  • La normalidad se utiliza en la química ácido-base para describir la concentración de hidronio (H3O+) e hidróxido (OH-). En esta situación, 1/feq es un número entero.
  • El factor de equivalencia o normalidad se utiliza en las reacciones de precipitación para indicar el número de iones que se precipitarán. Aquí, 1/feq es de nuevo un valor entero.
  • En las reacciones redox, el factor de equivalencia indica cuántos electrones pueden ser donados o aceptados por un agente oxidante o reductor. En las reacciones redox, 1/feq puede ser una fracción.

Consideraciones sobre el uso de la normalidad

La normalidad no es una unidad de concentración apropiada en todas las situaciones. En primer lugar, requiere un factor de equivalencia definido. Segundo, la normalidad no es un valor establecido para una solución química. Su valor puede cambiar según la reacción química que se examina. Por ejemplo, una solución de CaCl2 que es 2 N con respecto al ión cloruro (Cl-) sería sólo 1 N con respecto al ión magnesio (Mg2+).

Referencia

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