Cálculo de Molaridad y Normalidad: Guía práctica para determinar la concentración de soluciones

Mariam Letizia Reyes Rey junio 6, 2023 7 min de lectura

Si te encuentras en el ámbito de la química, es probable que hayas escuchado los términos molaridad y normalidad en más de una ocasión. Ambos conceptos son fundamentales para determinar la concentración de una solución y su correcta preparación. En este artículo, te explicaremos qué son la molaridad y la normalidad, cómo se calculan y cuáles son sus diferencias. Además, te daremos algunos ejemplos y consejos para evitar los errores más comunes en su cálculo.

¿Qué es la molaridad y cómo se calcula?

Definición de molaridad

La molaridad es una medida de la concentración de una solución que se expresa en moles de soluto por litro de disolución. En otras palabras, nos indica cuántos moles de soluto hay en un litro de disolución. Se representa por la letra «M» y su unidad es mol/L.

Fórmula para calcular la molaridad

La fórmula para calcular la molaridad es la siguiente:

M = n/V

Donde:

• M: molaridad (mol/L)
• n: cantidad de soluto (mol)
• V: volumen de la disolución (L)

Ejemplos de cálculo de molaridad

Para entender mejor cómo se calcula la molaridad, veamos algunos ejemplos:

Ejemplo 1: Se disuelven 2 moles de cloruro de sodio (NaCl) en 1 litro de agua. ¿Cuál es la molaridad de la solución?

Primero, debemos identificar los datos que nos dan:

• n = 2 moles de NaCl
• V = 1 litro

Ahora, aplicamos la fórmula:

M = n/V = 2 mol/1 L = 2 M

Ejemplo 2: Se prepara una disolución de ácido clorhídrico (HCl) diluyendo 10 mL de una solución concentrada que tiene una concentración de 6 M. ¿Cuál es la molaridad de la disolución final?

Primero, debemos convertir los mililitros a litros:

• V = 10 mL = 0,01 L

Luego, aplicamos la fórmula:

M1V1 = M2V2

Donde:

• M1 = 6 M (concentración inicial)
• V1 = 0,01 L (volumen de la solución concentrada)
• M2 = ? (molaridad de la disolución final)
• V2 = 1 L (volumen final de la disolución)

Despejando M2:

M2 = (M1V1)/V2 = (6 M x 0,01 L)/1 L = 0,06 M

¿Qué es la normalidad y cómo se calcula?

Definición de normalidad

La normalidad es otra medida de la concentración de una solución que se expresa en equivalentes por litro de disolución. Un equivalente es la cantidad de soluto que puede reaccionar con un mol de electrones. Se representa por la letra «N» y su unidad es eq/L.

Fórmula para calcular la normalidad

La fórmula para calcular la normalidad es la siguiente:

N = n/V x f

Donde:

• N: normalidad (eq/L)
• n: cantidad de soluto (mol)
• V: volumen de la disolución (L)
• f: factor de equivalencia

El factor de equivalencia es la relación entre los equivalentes del soluto y la cantidad de soluto en moles. Por ejemplo, para el ácido clorhídrico (HCl), el factor de equivalencia es 1, ya que 1 mol de HCl es equivalente a 1 eq de H+.

Ejemplos de cálculo de normalidad

Veamos algunos ejemplos para entender cómo se calcula la normalidad:

Ejemplo 1: Se prepara una solución de ácido sulfúrico (H2SO4) diluyendo 50 mL de una solución concentrada que tiene una concentración de 18 M. El factor de equivalencia para el H2SO4 es 2, ya que cada mol de H2SO4 libera 2 eq de H+. ¿Cuál es la normalidad de la disolución final?

Primero, convertimos los mililitros a litros:

• V = 50 mL = 0,05 L

Luego, calculamos la cantidad de moles de H2SO4 en la solución concentrada:

n = M x V = 18 M x 0,05 L = 0,9 moles de H2SO4

Finalmente, aplicamos la fórmula:

N = (n/V) x f = (0,9 moles/0,05 L) x 2 eq/mol = 36 N

Ejemplo 2: Se prepara una solución de hidróxido de sodio (NaOH) diluyendo 20 mL de una solución concentrada que tiene una concentración de 12 N. El factor de equivalencia para el NaOH es 1, ya que cada mol de NaOH libera 1 eq de OH-. ¿Cuál es la normalidad de la disolución final?

Primero, convertimos los mililitros a litros:

• V = 20 mL = 0,02 L

Luego, aplicamos la fórmula:

N1V1 = N2V2

Donde:

• N1 = 12 N (concentración inicial)
• V1 = 0,02 L (volumen de la solución concentrada)
• N2 = ? (normalidad de la disolución final)
• V2 = 1 L (volumen final de la disolución)

Despejando N2:

N2 = (N1V1)/V2 = (12 N x 0,02 L)/1 L = 0,24 N

Diferencias entre molaridad y normalidad

La principal diferencia entre la molaridad y la normalidad es el factor de equivalencia. Mientras que la molaridad se refiere a los moles de soluto por litro de disolución, la normalidad se refiere a los equivalentes de soluto por litro de disolución. La normalidad es útil para soluciones que contienen ácidos, bases o sales que pueden reaccionar con los electrones, mientras que la molaridad es más comúnmente utilizada para soluciones que contienen sustancias no reactivas.

Cómo preparar soluciones de molaridad y normalidad conocidas

Para preparar una solución de molaridad conocida, se debe calcular la cantidad de soluto necesaria para obtener la cantidad deseada de moles y disolverlo en el volumen necesario de disolvente. Por ejemplo, si se desea preparar 500 mL de una solución de cloruro de sodio (NaCl) con una molaridad de 0,1 M, se debe calcular la cantidad de NaCl necesaria para obtener 0,05 moles (0,1 M x 0,5 L) y disolverlo en los 500 mL de agua.

Para preparar una solución de normalidad conocida, se debe tener en cuenta el factor de equivalencia del soluto y utilizar la fórmula adecuada para calcular la cantidad de soluto necesaria. Por ejemplo, si se desea preparar 1 L de una solución de ácido sulfúrico (H2SO4) con una normalidad de 0,5 N, se debe calcular la cantidad de H2SO4 necesaria para obtener 1 eq de H+ y disolverlo en los 1 L de agua.

Errores comunes en el cálculo de molaridad y normalidad

Uno de los errores más comunes en el cálculo de molaridad y normalidad es confundir las unidades de medida. Es importante recordar que la molaridad se expresa en mol/L y la normalidad en eq/L. Otro error común es olvidar el factor de equivalencia en el cálculo de la normalidad, lo que puede resultar en una concentración incorrecta de la solución.

Conclusión

La molaridad y la normalidad son medidas fundamentales para determinar la concentración de una solución y su correcta preparación. Es importante conocer sus definiciones, fórmulas y diferencias para poder aplicarlas correctamente en la práctica. Además, es recomendable evitar los errores comunes en su cálculo para obtener resultados precisos y confiables.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se diferencia la molaridad de la molalidad?

La molaridad y la molalidad son medidas de concentración diferentes. Mientras que la molaridad se refiere a los moles de soluto por litro de disolución, la molalidad se refiere a los moles de soluto por kilogramo de disolvente. La molalidad es más útil para soluciones que contienen sustancias que pueden reaccionar con el agua y cambiar su volumen, como las sales.

¿Puede haber una solución con molaridad y normalidad iguales?

Sí, es posible que haya una solución con molaridad y normalidad iguales si el factor de equivalencia del soluto es igual a 1. En ese caso, la cantidad de moles y equivalentes del soluto serán iguales y la molaridad y la normalidad tendrán el mismo valor.

¿Qué sucede si se prepara una solución con una molaridad o normalidad incorrecta?

Si se prepara una solución con una molaridad o normalidad incorrecta, esto puede afectar los resultados de cualquier experimento o reacción en la que se utilice la solución. Es importante realizar los cálculos con cuidado y verificar los resultados antes de utilizar la solución en cualquier experimento.

¿Por qué se deben conocer la molaridad y normalidad de una solución?

Conocer la molaridad y normalidad de una solución es esencial para su correcta preparación y para asegurarse de que se utilice la cantidad adecuada de soluto y disolvente. Además, es necesario conocer la concentración de una solución para realizar cualquier cálculo o experimento que involucre dicha solución.