Volumetria

CALCULOS VOLUMETRICOS

PESO EQUIVALENTE. NORMALIDAD

Las definiciones de “peso equivalente” y de “normalidad” son esencialmente las mismas para todos los casos del análisis volumétrico; sin embargo, es más fácil comprender sus aplicaciones tratándose de reacciones en las que los elementos no cambian de valencia, como son las reacciones por sustitución, cuyo ejemplo más sencillo lo encontramos en las reacciones de neutralización; tratándose de proceso de oxidación – reducción, la comprensión del sistema de calcular es menos fácil para el principiante, debido a los cambios que sufren los iones.

En una reacción volumétrica de neutralización la reacción fundamental es:

+ OH

Ella indica que el peso equivalente del hidrogeno (1.008g) reacciona cuantitativamente neutralizando el peso equivalente de un hidroxilo (17.008), para dar lugar a la formación de una molécula de agua. En esta reacción el ión hidrogeno representa a un ácido monobásico y el ión hidroxilo a una base monovalente, pudiéndose escribir entonces:

HCL + NaOH

Es decir, que el peso molecular del ácido clorhídrico (36.46), o sea su peso equivalente, reacciona exactamente con el peso molecular del hidróxido de sodio (40.00), que también es su peso equivalente. Si se tiene una solución de de ácido clorhídrico que contenga, por litro, 36.46g del ácido, esa solución de acuerdo con la definición es una solución normal, por otra parte, una solución de hidróxido de sodio con 40.00g por litro es también una solución normal; ambas son equivalentes entre sí, puesto que las cantidades de de ácido y de hidróxido son capaces de reaccionar cuantitativamente, es decir, de neutralizarse; por lo tanto si se mezcla entre sí, un litro de la solución normal del ácido con un litro de la solución normal de la base, se obtendrán dos litros de solución neutra (suponiendo que al mezclar no hay variación de volumen). Volúmenes iguales de dos o más soluciones de la misma normalidad, son equivalentes entre sí, o bien, que soluciones de la misma normalidad se equivalen volumen a volumen.

TITULACION DE LAS SOLUCIONES

En la determinación de la normalidad o titulacion de las soluciones, los casos más comunes son los siguientes:

a) Un peso conocido de una sustancia Q.P. se hace reaccionar con la solución en cuestión, y se relaciona el peso de aquella con el volumen empleado de ésta.

b) Un volumen de la solución que se titula se hace reaccionar cuantitativamente con el volumen correspondiente de una solución de titulo conocido.

c) Se valora gravimetricamente la sustancia contenida en la solución cuyo titulo se desea conocer, y se relaciona con la normalidad.

Ejemplos:

1) Con carbonato de sodio puro y seco se determina la normalidad de una solución de ácido clorhidrico, obteniéndose los siguientes datos:

Peso de carbonato de sodio empleado……………………………..0.2343g

Volumen de la solución ácida requerida

Para neutralizar el carbonato………………………………………...39ml

El peso equivalente del carbonato de sodio es la mitad de su peso molecular,

Puesto que el ácido carbónico tiene dos átomos de hidrogeno substituidos por dos átomos de sodio, es decir, se trata de un ácido dibasico. El miliequivalentes del carbonato de sodio es 0.053g ósea la cantidad correspondiente a 1ml de solución normal. Entonces si 0.053g equivalen a 1ml, la cantidad de Na2CO3 pesada para la titulacion, en nuestro ejemplo 0.2343g equivaldrán a equis mililitros normales. Estos a su vez corresponden a los 39 ml de la solución ácida de normalidad NX luego tenemos:

Normales = 39 NX

De donde

NX =

Que es la normalidad y se expresa por 0.01133 N

El cálculo de la normalidad en casos similares se hará según la siguiente formula general:

NX = en la que

NX = normalidad buscada.

G = peso de la sustancia pura.

m.e. = miliequivalente de la anterior

ml = mililitros empleados de la solución cuya normalidad se busca.

2) Para titular una solución de ácido sulfúrico se empleo carbonato de calcio puro y seco, obteniéndose los datos siguientes:

Peso de la muestra de carbonato………………………….0.5000g

Volumen del ácido empleado……………………………….32ml

Teniendo en cuenta que el peso equivalente del carbonato de calcio es:

El miliequivalente, en números redondos, corresponden a 0.050 aplicando la formula:

NX =

NORMALIDAD DE UNA SOLUCION OBTENIDA POR MEZCLA DE DOS O MAS SOLUCIONES.

1er ejemplo: mezcla de dos soluciones de diferente normalidad, pero de la misma sustancia.

Se mezclan 800 ml de solución de NaOH, con 200 ml de solución también de NaOH, 0.9229 N; ¿Cuál es la normalidad de la solución resultante?

Se convierten los 800 ml en normales, multiplicándolos por su normalidad, y lo mismo se hace con los 200 ml:

800 0.2530 = 202.40 ml normales

200 0.9220 = 184.40

Como cada ml normal corresponde a un miliequivalente, el total de éstos será:

202.40 + 184.40 = 386.80 m.e.

Contenidos en 800 + 200 = 1000 ml de la solución. Como la normalidad es igual al número de miliequivalentes por ml, tenemos:

Normalidad

DILUCION CON AGUA, DE UNA SOLUCION DE NORMALIDAD CONOCIDA, PARA LLEVAR A OTRA NORMALIDAD DESEADA

En algunos casos se desea obtener, por dilución de una solución concentrada, otra solución de determinada normalidad, bien sea para que esta quede expresada en números redondos, o bien para que la concentración tenga determinado titulo, expresado en términos de un compuesto o elemento.

1er ejemplo: se desea diluir un volumen de 700 ml de una solución de 0.1208 N para obtener una solución exactamente decinormal ¿Qué volumen de agua es necesario añadir a aquél?

Teniendo en cuenta que toda solución normal contiene un miliequivalente por mililitro (cualquiera que sea la sustancia disuelta), los 700 ml contendrán 700 0.1208 = 84.56 m.e. si esta solución se diluye, el numero total de miliequivalentes no se modificará, y sólo variara la relación con respecto al volumen. Para obtener la solución 0.1 N deseada, bastara con buscar el volumen total que, conteniendo 84.56 m.e., a cada mililitro le corresponderá 0.1 de m.e.

0.1:1 ml = 84.56:

= ml

Como ya se tienen 700 ml de

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