Equivalente químico y normalidad
La Normalidad está definida como el número de moles de equivalentes de soluto por cada litro de disolución.
N = moles de equivalentes soluto / 1 L disolución
Tanto el concepto de equivalente como el de las magnitudes asociadas: equivalente-gramo o masa equivalente suelen resultar ambiguos, dificultando su comprensión. Por esta razón, actualmente se recomienda utilizar en su lugar otras unidades como la molaridad. Dado que muchos aún la siguen utilizando, intentaremos aclarar la confusión.
¿Qué es un equivalente químico?
Un equivalente químico se define según el tipo de reacción que estemos estudiando.
1) En reacciones ácido-base (brönsted-Lowry):
- Para un ácido, es igual al número de H+. Por ejemplo, en 1 mol de HNO3 hay 1 mol de equivalentes ya que hay 1 H+ por molécula de ácido nítrico. En cambio, en 1 mol de H2CO3 hay 2 moles de equivalentes, dado que hay 2 H+ por molécula de ácido carbónico.
- Para una base, es igual al número de OH–. Por ejemplo, en 1 mol de Al(OH)3 (hidróxido de aluminio) hay 3 moles de equivalentes.
- Para las sales, es igual al número de carga positiva total (o negativa, ya que son iguales) por mol de la sal. Notemos que, si la sal fue obtenida de una reacción de neutralización, ese número se corresponderá con el número de H+ neutralizados (o de OH– neutralizados), por consiguiente, de moléculas de agua (H2O) producidas. Por ejemplo, el carbonato de aluminio (Al2CO3) está compuesto por 2 cationes Al3+(6 cargas positivas) y 3 aniones CO32- (6 cargas negativas). Por lo tanto, en 1 mol de carbonato de aluminio hay 6 moles de equivalentes.
Más ejemplos:
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Moles de equivalentes (H+) por mol de sustancia |
Equivale a decir: |
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En 1 mol de HCl (36,5 g) hay 1 mol de equivalentes |
1 mol de HCl (36,5 g) suministra 1 mol de equivalentes (H+) |
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En un 1 mol de Ca (OH)2 (40 g) hay 2 moles de equivalentes |
0,5 moles de Ca (OH)2 (20 g) suministran 1 mol de equivalentes (OH–) |
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En 1 mol de Na3(PO4) (164 g) hay 3 moles de equivalentes |
0,333 moles de H3BO3 (54,67 g) suministran 1 mol de equivalentes |
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En 1 mol de H4PO5 (115 g) hay 4 moles de equivalentes |
0,25 moles de H4PO5 (28,75 g) suministran 1 mol de equivalentes (H+) |
2) Para el caso de una reacción de óxido-reducción.
- Para el oxidante (y para el reductor) es igual al número de electrones intercambiados por mol de sustancia. Observemos que en 1 mol de una misma sustancia habrá más o menos moles de equivalentes según sea el estado de oxidación que alcance o el medio en el que se produzca la reacción. Por ejemplo: el anión MnO4– produce 5 moles de equivalentes si el MnO4– se reduce a Mn2+, y 3 moles si se reduce a MnO2.
Más ejemplos:
| Sustancia | Hemirreacción | Moles de equiv. por mol de sustancia |
| Br2 | Br2 + 2 e- — 2 Br– | 2 moles |
| HNO3 | NO3– + 4 H+ + 3e- — NO + 2 H2O | 3 moles |
| K2Cr2O7 | Cr2O72– + 14 H+ + 6e- — 2 Cr3+ + 7 H2O | 6 moles |
Masa equivalente, peso equivalente o equivalente-gramo.
Los tres nombres suelen utilizarse para el mismo concepto que se define como la masa en gramos de 1 mol de equivalentes. Se calcula dividiendo la masa molar de la sustancia por el número de equivalentes de la misma en la reacción de interés.
ME = Masa Molar/ Número de moles de equivalentes
Ejemplos:
MEH2SO4= 98 g / 2= 49 g
MEAl(OH)3= 78 g/3 = 26 g
MECa3(PO4)2 = 310/6 = 51,7 g
MEKMnO4= 158g/3= 52,67 g (medio básico)
MEKMnO4= 158g/5 = 31,6 g (medio ácido)