SOLUCIÓN NORMAL (N)
La Normalidad es una concentración de las disoluciones utilizada en los procesos de nentralización y titulación entre sustancias ácidas y básicas. Este tipo de concentración relaciona los equivalentes gramo del soluto por los litros de solución.
Expresión analítica:
N= E/V
Donde:
E=Eq-g soluto
V=litros de solución
N=concentración normal
En este tipo de concentración utilizaremos otra unidad química de masa denominada Equivalencia-gramo (Eq-g) que corresponde a la cantidad de materia que de manera proporcional intervendrá en los cambios químicos o bien a la medida de poder de combinación que se utiliza para calculos en reacciones químicas.
El Equivalente-gramo de un elemento o compuesto se determinará de acuerdo con las características propias de dicha sustancia en sus combinaciones.
1.-Equivalente –gramo de un elemento: Eq –g elemento = peso atómico /número de oxidación
2.-Equivalente –g de un ácido: Eq-g ácido = peso molecular/número de H +
3.-Equivalente –gramo de una base: Eq-g base = peso molecular/número de OH
4.-Equivalente –gramo de una sal: Eq-g sal =peso molecular/carga del anión o catión
EJEMPLO:
Los Equivalentes-gramo de cada sustancia son:
Elementos
1. Al3+; Eq-g Al3+ =27g/3 =9g 1Eq-g Al3+ =9g
2. S2-; Eq-g S2- =32g/2=16g 1Eq-g S2- =16g
Ácidos
3. - HCl; Eq-g HCl=36.5g/1=36.5g 1Eq-g HCl=36.5g
4. –H2SO4; Eq-g H2SO4 = 98g/2=49 1Eq-g H2SO4=49g
Bases
5. – NaOH; Eq-g NaOH= 40g/1=40g 1Eq-g NaOH =40g
6. – Al (OH)3; Eq-G Al (Oh)3=78g/3=26g 1Eq-g Al (OH)3=26g
Sales
7. – K2SO4; Eq-g K2SO4 =174g/2=87g 1Eq-g K2SO4 =87g
8. – Al2(SO4)3; Eq-g Al2(SO4)3=342g/6=57g 1Eq-g Al2(SO4)3 =57g
Para determinar la concentración normal (N) debes aprender a realizar las conversiones de unidades como se muestra en los siguientes ejemplos.
EJEMPLO:
100g NaOH Eq-gRelacionando estequiométricamente estas unidades observarás que:
(100gNaOH)(1Eq-g NaOH/40g NaOH)=2.5 Eq-g NaOH
Ejemplo:
1.8 Eq-g H2SO4 gramos Aplicando el mismo procedimiento analítico tendrás:
(1.8Eq-g H2SO4) (49GH2SO4/ 1Eq g H2SO4)=88.2g de H2SO4
Ahora podrás interpretar adecuadamente la unidad de concentración química normal. Para ello, debes analizar la información proporcionada y desarrollar el procedimiento metodológico sugerido. Analiza los siguientes ejemplos:
EJEMPLO:
¿Cuál es la normalidad de una disolución de HCl que contiene 0.35 Eq-g en 600mL de dicha disolución ?
Datos:
N=? E=0.35 Eq-g HCl V=600Ml = 0.60 L
Solución:
N=E/V =0.35Eq-g HCl/0.6L=0.58 Eq-g HCl/L = 0.58N
EJEMPLO:
Calcula la normalidad que habrá en 1200 mL de disolución, la cual contiene 50 g de H2SO4
Datos:
N=? E= (50g H2SO4)(1Eq-g H2SO4/49g H2SO4)= 1.02 Eq-g H2SO4
V= (1200 mL) = 1.2 L
Solución:
N = E/V = 1.02Eq-g H2SO4/1.2L=0.85 Eq-g H2SO4 /L =0.85N
EJEMPLO:
¿Cuántos gramos de soluto habrá en 800 mL de disolución 0.75 N de H3BO3?
Datos:
Masa H3BO3 =? V= 800 mL = 0.8 L N=0.75 Eq-g H3BO3/L
Solución:
A partir de N = E/V; despeja E y tendrás E=NV; SUSTITUYENDO VALORES:
E=(0.75 Eq-g H3BO3/L)(0.8 L)= 0.60 Eq-g H3BO3
Realizando la conversión:
Eq-g gramos Obtienes:
Masa de H3BO3 =(0.60Eq-g H3BO3 )(20.6g DE H3BO3/1Eq-g H3BO3)=12.36g
FRACCIÓN MOLAR (X)
La fracción molar es una forma de expresar la concentración de las disoluciones relacionando los moles de soluto por los moles de disolución. La fracción molar es adimensional.
Expresión analítica:
X=moles de soluto/moles de soluto + moles de disolvente = moles de soluto/moles de disolución
Por lo tanto:
XA=nA / nA soluto + nB disolvente = nA/nB Donde:
n= número de moles
X= fracción molar
EJEMPLO:
Una disolución contiene 20g de NaOH y 100g de H2O.Calcula la fracción molar de NaOH Y H2O.
Datos:
Masa NaOH = 20g masa H2O =100g
nNaOH =(20g)(1 mol/40g)= 0.5 mol Nh2o=(100g )(1 MOL/18g)=5.55 MOL
n disolución = n NaOH +n H2O
n disolución =0.5 + 5.55 mol
n disolución = 6.05 mol
Solución:
X NaOH = n NaOH/ n disolución =0.5 mol / 6.05 mol = 0.083
X H2O = n H2O/n disolución = 5.55 mol / 6.05 mol = 0.917
Observa que:
X NaOH + X H2O =1 0.083 + 0.917 = 1
Por lo tanto, la suma de las fracciones molares es igual a 1.