16.1: Normalidad

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La normalidad expresa concentración en términos de los equivalentes de una especie química que reacciona estequiométricamente con otra especie química. Obsérvese que esta definición hace un equivalente, y por lo tanto la normalidad, una función de la reacción química. Aunque una solución de H ₂ SO ₄ tiene una sola molaridad, su normalidad depende de su reacción.

Definimos el número de equivalentes, n, utilizando una unidad de reacción, que es la parte de una especie química que participa en la reacción química. En una reacción de precipitación, por ejemplo, la unidad de reacción es la carga del catión o anión que participa en la reacción; así, para la reacción

\[\ce{Pb^{2+}}(aq) + 2\ce{I-}(aq) \ce{<=>} \ce{PbI2}(s) \nonumber\]

n = 2 para Pb ² ⁺ y n = 1 para I ^—. En una reacción ácido-base, la unidad de reacción es el número de iones H ⁺ que un ácido dona o que acepta una base. Para la reacción entre ácido sulfúrico y amoníaco

\[\ce{H2SO4}(aq) + 2\ce{NH3}(aq) \ce{<=>} 2\ce{NH4+}(aq) + \ce{SO4^{2-}} \nonumber\]

n = 2 para H ₂ SO ₄ porque el ácido sulfúrico dona dos protones, y n = 1 para NH ₃ porque cada amoníaco acepta un protón. Para una reacción de complejación, la unidad de reacción es el número de pares de electrones que el metal acepta o que dona el ligando. En la reacción entre Ag ⁺ y NH ₃

\[\ce{Ag+}(aq) + 2\ce{NH3}(aq) \ce{<=>} \ce{Ag(NH3)2+}(aq) \nonumber\]

n = 2 para Ag ⁺ porque el ion plata acepta dos pares de electrones, y n = 1 para NH ₃ porque cada amoníaco tiene un par de electrones para donar. Finalmente, en una reacción de oxidación-reducción la unidad de reacción es el número de electrones liberados por el agente reductor o aceptados por el agente oxidante; así, para la reacción

\[2\ce{Fe^{3+}}(aq) + \ce{Sn^{2+}}(aq) \ce{<=>} \ce{Sn^{4+}}(aq) + 2\ce{Fe^{2+}}(aq) \nonumber\]

n = 1 para Fe ³ ⁺ y n = 2 para Sn ² ⁺. Claramente, determinar el número de equivalentes para una especie química requiere comprender cómo reacciona.

La normalidad es el número de pesos equivalentes, EW, por unidad de volumen. Un peso equivalente es la relación del peso de fórmula de una especie química, FW, al número de sus equivalentes, n.

\[EW = \frac {FW} {n} \nonumber\]

Existe la siguiente relación simple entre normalidad, N y molaridad, M,

\[N = n \times M \nonumber\]