3 QUIMICA Schaum

198 CAPÍTULO 12 CONCENTRACIÓN DE LAS DISOLUCIONES
CONCENTRACIONES EXPRESADAS EN UNIDADES QUÍMICAS
Concentración molar
La concentración molar (M) se define como la cantidad de moles de soluto en un litro de disolución.
M =
moles de soluto
litros de disolución
La molaridad es una medida de la concentración donde la misma cantidad de moléculas de soluto se encuentran en
cualquier disolución que numéricamente sea igual. Por ejemplo, 1 L de una disolución de NaCl 3 molar contiene la
misma cantidad de moléculas que 1 L de una disolución de H 2 SO 4 3 molar, o 1 L de una disolución de CH 3 OH 3M.
EJEMPLO 2 Una disolución de H 2 SO 4 0.500 M contiene 49.04 g de H 2 SO 4 por litro de disolución, porque 49.04 es la mitad de
la masa molar de H 2 SO 4 (98.08 g/mol). Una disolución 1.00 M contiene 98.08 g de H 2 SO 4 por litro de disolución.
Precaución: a) M es el símbolo de la cantidad, la concentración molar, y M es el símbolo de una unidad, mol/L. El
término que se usa con frecuencia para indicar concentraciones molares es molaridad. Existe otra manera de expresar
la concentración de las disoluciones llamada molalidad (nombre alterno de concentración molal, m). Tenga cuidado y
trate de evitar las confusiones relacionadas con la mala pronunciación o utilizar el símbolo incorrecto (M en lugar de
m, o a la inversa).
Normalidad
La normalidad (N) de una disolución es la cantidad de equivalentes de soluto contenidos en un litro de disolución. La
masa equivalente es la fracción de la masa molar que corresponde a la unidad de reacción química definida, y un
equivalente (eq) es la misma fracción de un mol. Las masas equivalentes se determinan de la siguiente manera:
1. La unidad de reacción definida para ácidos y bases es la reacción de neutralización
H + + OH − → H 2 O
La masa equivalente de un ácido es la fracción de la masa molar que contiene o que puede suministrar un mol de
H + . Una forma sencilla de considerar la masa equivalente consiste en considerarla como la masa del ácido dividida
entre la cantidad de H por molécula, suponiendo que haya ionización completa.
EJEMPLO 3 Las masas equivalentes de HCl y HC 2 H 3 O 2 son iguales a sus masas molares, porque cada mol de uno de esos
ácidos suministra un mol de H + . Por otra parte, una masa equivalente de H 2 SO 4 es la mitad de la masa molar, y un eq es 1 2 mol de
H 2 SO 4 . Esto funciona muy bien hasta que tiene un ácido que no se ioniza (o se disocia) bien, como el H 3 PO 4 . En el caso del ácido
fosfórico, un eq puede ser la masa de 1 H 3 PO 4 , 1 2 de la masa molar o 1 3 de la masa molar, dependiendo del grado hasta el cual se
disocia (1, 2 o 3 H + por mol de ácido). Un equivalente de H 3 BO 3 siempre es 1 mol, porque sólo se puede sustituir un hidrógeno en
las reacciones de neutralización. La masa equivalente de SO 3 es la mitad de la masa molar, porque el SO 3 puede reaccionar con
agua y formar 2H + .
SO 3 + H 2 O → 2H + + SO 2−
4
No hay reglas sencillas para establecer cuántos hidrógenos de un ácido se reemplazan en determinada neutralización.
2. La masa equivalente de una base es la fracción de la masa molar que contiene o que puede suministrar un mol de
OH − o que puede reaccionar con un mol de H + .
EJEMPLO 4 Las masas equivalentes de NaOH, NH 3 (reacciona con H 2 O y forma NH + + OH − ), Mg(OH) 2 y Al(OH) 3 son 1 1 ,
1
1 , 1 2 y 1 3 de sus masas molares respectivas, si la ionización es completa.
3. La masa equivalente de un agente oxidante o un agente reductor para determinada reacción es igual a su masa
molar dividida entre la cantidad total de moles de electrones ganada o perdida cuando reacciona un mol. Un deter-