3 QUIMICA Schaum

COMPARACIÓN DE LAS ESCALAS DE CONCENTRACIÓN 199
minado agente oxidante o agente reductor puede tener más de una masa equivalente, dependiendo de la reacción
en la que se use. Se debe determinar la cantidad de electrones que se transfieren durante cada reacción.
Las masas equivalentes se definieron así porque cantidades equivalentes de dos sustancias reaccionan exactamente
entre sí. Esto es cierto para la neutralización, porque un H + neutraliza un OH − , y también para una reacción de
oxidación-reducción, porque la cantidad de electrones perdida por el agente reductor es igual a la cantidad ganada por
el agente oxidante (los electrones no se pueden eliminar, por la ley de la conservación de la materia).
EJEMPLO 5 Un mol de HCl, 1 2 mol H 2SO 4 y 1 6 mol de K 2Cr 2 O 7 (como agente oxidante), cada cual en 1 L de disolución, producen
disoluciones 1 N de esas sustancias. Una disolución de HCl 1 N también es una disolución molar (1 M). Una disolución de
H 2 SO 4 1 N también es una disolución medio molar (0.5 M).
Observe que N es el símbolo de una cantidad, la normalidad, y N el símbolo de una unidad, eq/L.
Molalidad
La molalidad de una disolución es la cantidad de moles de soluto por kilogramo de disolvente en la disolución. La
molalidad (m) no se puede calcular a partir de la concentración molar (M) a menos que se conozca la densidad de la
disolución (vea el problema 12.88).
EJEMPLO 6 Una disolución formada por 98.08 g de H 2 SO 4 y 1 000 g de H 2 O sería una disolución 1.000 molal. (Como con N
y N, en este libro se usa m para la cantidad, mientras que “m” es la unidad, mol de soluto/kg de disolvente.)
Fracción mol
La fracción mol o fracción molal (X o x, dependiendo del autor) de cualquier componente en una disolución se define
como la cantidad de moles (n) de ese componente, dividida entre la cantidad total de moles de todos los componentes
en la disolución. La suma de las fracciones mol de todos los componentes de una disolución, en fracciones mol, es
igual a 1. En una disolución de dos componentes, la fracción mol de un componente se calcula con:
X(soluto) =
n(soluto)
n(soluto) + n(disolvente)
X(disolvente) =
n(disolvente)
n(soluto) + n(disolvente)
Para el porciento en mol, el cálculo es igual que el de X y después se multiplica por 100 para convertirlo en porcentaje.
COMPARACIÓN DE LAS ESCALAS DE CONCENTRACIÓN
Las escalas de concentración molar y normalidad son útiles en experimentos volumétricos, donde la cantidad de
soluto en determinada porción de disolución se relaciona con el volumen medido de la disolución. Esto se estudiará
en capítulos posteriores, donde la escala de normalidad será muy conveniente para comparar los volúmenes relativos
necesarios para que dos disoluciones reaccionen químicamente entre sí (evitando una situación de reactivo limitante).
Una limitación de la escala de normalidad es que una disolución determinada puede tener más de una normalidad, que
depende de la reacción para la que se usa. Por ejemplo, diferentes iones en un compuesto que están en relación 1:1,
como Ag 2 SO 4 , tendrán distinta normalidad por lo que respecta a la plata y al sulfato, dependiendo del ion que se considere.
Por otra parte, la concentración molar de una disolución es un número fijo, porque la masa molar de una sustancia
no depende de la reacción para la que se utiliza esa sustancia.
La escala de molalidad es adecuada para experimentos en los que se hacen mediciones físicas, como punto de
congelación, punto de ebullición, presión de vapor, presión osmótica, etc., que ocupan un intervalo amplio de temperaturas.
La molalidad de determinada disolución, que sólo está determinada por las masas de los componentes de la
disolución, es independiente de la temperatura. En contraste, la concentración molar, o la normalidad, de una disolución
se define en función del volumen; puede variar en forma apreciable cuando cambia la temperatura, debido a la dependencia
del volumen con respecto a la temperatura. Resulta interesante que en las disoluciones acuosas diluidas (menores
que 0.1 M), la molalidad tiene un valor numérico muy cercano a la molaridad.