En este vídeo vamos a dar una definición operacional de la normalidad y revisar un enfoque para resolver problemas de concentración, en este caso problemas de normalidad. Recordemos que la normalidad es una unidad de concentración, igual que la molaridad y la osmolaridad, y que por tanto incluye unidades de masa y unidades de volumen. También es importante mencionar que la normalidad se utiliza para aquellas sustancias que cuando se disuelven en agua producen cationes y aniones.
Y un ejemplo de estas sustancias son las sales y los ácidos. Pero también la normalidad se puede utilizar para describir la concentración de compuestos que pueden participar en reacciones de óxido reducción. que generalmente son compuestos que cuando se disocian en agua van a tener cargas positivas y cargas negativas.
Aquí es importante mencionar que la normalidad no se utiliza en compuestos que no tienen carga y que al disolverse en agua no producen iones, por ejemplo la glucosa. Primero vamos a proponer una definición operacional de normalidad. Una solución 1 normal es aquella que contiene un equivalente o un peso equivalente de la sustancia por litro de solución.
Y esto va a ser igual al peso molecular de la sustancia expresado en gramos entre la valencia por litro de solución. Esto quiere decir también que una solución 1 normal va a tener un mol de cargas positivas por litro y un mol de cargas negativas por litro de solución. Utilizando la igualdad de 1 normal es igual al peso molecular expresado en gramos entre la valencia por litro de solución, podemos multiplicar el miembro izquierdo de la igualdad por 1. y el miembro derecho de la igualdad por 1. Puesto que 1 normal está multiplicando a 1, podemos pasarlo al otro lado dividiendo, y vamos a tener este cociente, cuyo valor es igual a 1. Como este término, peso molecular expresado en gramos entre la valencia multiplica 1, lo podemos pasar al otro lado dividiendo y puesto que el litro está dividiendo lo pasamos al otro lado multiplicando y vamos a tener este cociente 1 normal por litro entre peso molecular expresado en gramos entre la valencia cuyo valor va a ser igual a 1. Quitamos este 1 y nos queda este cociente que es igual a 1 Quitamos también este 1 de aquí y nos queda este otro cociente que es igual a 1. Estas dos igualdades son las que vamos a utilizar para resolver los problemas de normalidad.
Coloco estas dos igualdades en la esquina superior izquierda para tenerlas siempre a la vista. Y utilizando estas dos igualdades... Vamos a resolver dos tipos de problemas de normalidad. En el primero nos piden preparar cierto volumen de una solución que tenga cierta normalidad. Por ejemplo, preparar 250 mililitros de una solución de cloruro de aluminio al 0.25 normal.
¿Qué conocemos del enunciado del problema? Pues la concentración que nos están pidiendo,.25 normal, y los mililitros que tenemos que preparar, 250 mililitros. Así que la incógnita son estos gramos que tenemos que pesar para disolverlos en un volumen final de 250 mililitros. El peso molecular del cloruro de aluminio es 133.3. La valencia del cloruro de aluminio se obtiene del número de cargas positivas o negativas que se producen en la reacción de disociación.
El cloruro de aluminio se disocia en un cargador de aluminio. un aluminio con tres cargas positivas y tres aniones cloruro cada uno de ellos con una carga negativa así que vamos a tener la producción de tres cargas positivas y tres cargas negativas por tanto la valencia del cloruro de aluminio es 3 y la definición de una solución 1 normal queda 1 normal es igual a 133.3 gramos que corresponde al peso molecular del cloruro de aluminio expresado en gramos entre la valencia por litro de solución, cuando llevamos a cabo la operación esta nos queda 44.4 gramos por litro de solución comenzamos con una igualdad 0.25 normal es igual a 0.25 normal ¿por qué? porque a partir de esta concentración 0.25 normal queremos pasar a otro tipo de unidades que son gramos por mililitro Así que para llevar a cabo esa transformación, lo que hacemos es proponer esta igualdad y trabajar sobre el miembro derecho de la igualdad.
Así que multiplicamos por el peso molecular del compuesto expresado en gramos entre la valencia, en este caso el cloruro de aluminio, entre litro por normal. ¿Por qué escogimos este cociente? Pues porque queremos eliminar normalidad con normalidad, normal con normal.
Y además sabemos que este cociente es igual a 1, así que no estamos afectando la igualdad. sustituimos los valores y nos queda 133.3 gramos entre 3 por litro por normal llevamos a cabo la operación y nos queda 44.4 gramos por litro por normal normal se va con normal y esto va a ser igual a 11.1 gramos por litro pasamos litros a mil mililitros y llevamos a cabo esta operación y nos queda que una solución 0.25 normal es igual a 0.0111 gramos por mililitro. Como nos están pidiendo 250 mililitros vamos a multiplicar numerador y denominador por 250. Este cociente es igual a 1, así que tampoco estamos afectando este signo de igualdad. Y lo que vamos a tener después de llevar a cabo las operaciones, es que una solución 0.25 normal de cloruro de aluminio, es igual a 2.775 gramos de este compuesto en 250 mililitros. En el otro tipo de problema, Nos piden calcular la normalidad de una solución de cloruro de aluminio que contiene 3 gramos en 500 mililitros.
Aquí nuestra incógnita es la normalidad y lo que conocemos son los gramos en ciertos mililitros, en este caso 3 gramos en 500 mililitros. Así que queremos pasar de 3 gramos en 500 mililitros de cloruro de aluminio. a X normalidad de esta solución. El peso molecular del cloruro de aluminio, como ya vimos, es de 133.3 y por tanto una solución 1 normal es igual a 44.4 gramos de cloruro de aluminio por litro. Comenzamos.
Con una igualdad, la que siempre usamos, 3 gramos en 500 mililitros es igual a 3 gramos en 500 mililitros y trabajando sobre este miembro de la igualdad, lo que queremos es transformar gramos por mililitro en normalidad. Así que vamos a escoger de estas dos igualdades la que tenga normalidad en el numerador litro en el numerador porque se va a ir con estas unidades de volumen y gramos en el denominador porque se tienen que ir con estas unidades de gramo. Llevando a cabo las sustituciones nos queda litro por normal entre 44.4 gramos. gramos con gramos se va mililitros con mililitros se va nos quedan las unidades en normal y al llevar a cabo las operaciones 3 entre 500 por mil entre 44.4 esto resulta en que 3 gramos en 500 mililitros de cloruro de aluminio corresponde a una solución que tiene una concentración 0.135 normal.
Y aquí vamos a ver también que la normalidad está relacionada con los moles de cargas positivas y cargas negativas que existen en una solución. Por ejemplo, una solución 0.25 normal de cloruro de aluminio. es igual a 0.25 equivalentes de cloruro de aluminio por litro. Pero a su vez esto es igual a que tenemos 0.25 equivalentes del cation aluminio con sus tres cargas positivas por litro. Y como vamos a ver, esto corresponde a 0.25 moles de cargas positivas por litro.
Es decir, los equivalentes me están hablando de moles de cargas por litro. Lo mismo para el cloruro. Una solución 0.25 normal va a contener 0.25 equivalentes de cloruro por litro.
Y esto va a ser igual a 0.25 moles de cargas negativas por litro. por litro. Siempre las cargas positivas van a ser igual a las cargas negativas porque las soluciones son electroneutras.
No hay exceso de cargas. Vamos a comprobar que esto es correcto. Nuestra solución contiene 2.775 gramos de cloruro de aluminio en 250 mililitros.
Proponemos esta igualdad y vamos a trabajar sobre este miembro para transformar gramos por mililitro en molar. Así que lo que tenemos que hacer es multiplicar por mil mililitros por molar entre 133.3 gramos que corresponde al peso molecular del cloruro de aluminio expresado en gramos. Cuando llevamos a cabo las operaciones vemos que mililitros se va con mililitros, gramos con gramos, si multiplicamos esto por esto y dividimos entre esto y entre esto nos da 0.0833 molar. Lo cual quiere decir que tenemos 0.0833 moles de cloruro de aluminio por litro. Si analizamos la reacción...
de disociación del cloruro de aluminio, observamos que el cloruro de aluminio va a dar lugar al disolverse en el agua a un cation aluminio con sus tres cargas positivas más tres aniones cloruro, cada uno de los cloruros con una carga negativa. Ahora, 0.833 moles de aluminio por litro es igual a a 3 por.0833 moles de cargas positivas por litro, porque cada aluminio tiene 3 cargas positivas. Si llevamos a cabo esta operación, vamos a tener que.0833 moles de aluminio por litro, contiene.25 moles de cargas positivas por litro.
Y esto a su vez corresponde a 0.25 equivalentes de aluminio por litro. Asimismo, si tenemos 0.0833 moles de cloruro de aluminio, esto cuando se disocien nos va a dar 3 veces 0.0833 moles de cloruro. Entonces 3. por 0.0833 moles de cloruro por litro es igual a 0.25 moles de cloruro por litro. Y esto a su vez es igual a 0.25 moles de cargas negativas por litro. lo cual a su vez es igual a 0.25 equivalentes de cloruro por litro.
Así que los equivalentes nos hablan de moles, de cargas positivas. y negativas. Un equivalente corresponde a un mol de cargas positivas y a un mol de cargas negativas. Hay que recordar que las soluciones son electroneutras. La cantidad de cargas positivas es igual a la cantidad de cargas negativas.
Aquí les dejo unos ejercicios. para que calculen la normalidad de la solución a partir de los gramos en cierto volumen o los gramos que se tienen que pesar para disolver en cierto volumen y obtener cierta concentración normal. En rojo están las respuestas correctas a estos problemas para que ustedes verifiquen su respuesta.