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00:00:16,050 --> 00:00:22,390
Hola a todos, soy Raúl Corraliza, profesor de química de segundo de bachillerato en el IES

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00:00:22,390 --> 00:00:27,329
arquitecto Pedro Gumiel de Alcalá de Hinares, y os doy la bienvenida a esta serie de videoclases

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00:00:27,329 --> 00:00:32,390
de la unidad 7 dedicada a la primera parte del estudio de las reacciones ácido-base.

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00:00:36,140 --> 00:00:42,340
En la videoclase de hoy estudiaremos el equilibrio de ionización de ácidos y bases polioinizables.

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00:00:43,020 --> 00:00:57,630
Hasta este momento los ejemplos hemos visto únicamente ácidos monopróticos, o sea, que contienen un único hidrógeno y que en disolución van a poder liberar un único hidrón.

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00:00:58,310 --> 00:01:06,349
Y en el caso de bases, hemos visto bases mono-hidroxiladas, en el caso de bases de Arrhenius, que contienen un único hidróxido en su fórmula química.

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00:01:06,349 --> 00:01:13,069
o pensando en bases de Lewis, como puede ser el amoníaco, sustancias que contienen un átomo con

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00:01:13,069 --> 00:01:19,049
un único par de electrones libre que puedan formar un enlace covalente coordinado con el

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00:01:19,049 --> 00:01:25,129
correspondiente ácido para formar la correspondiente neutralización. ¿Qué es lo que ocurre en el caso

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00:01:25,129 --> 00:01:29,849
de ácidos polipróticos con más de un hidrógeno, con bases poli-hidroxiladas o bien con sustancias

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00:01:29,849 --> 00:01:34,909
que contengan más de un par de electrones libre? Pues que van a poder originar sucesivas ionizaciones.

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00:01:34,909 --> 00:01:51,689
Vamos a centrarnos por la simplicidad del argumento en el caso de ácidos poliprótidos que tengan más de un único hidrógeno, como podrían ser el ácido sulfúrico H2SO4, carbónico H2CO3 o incluso el fosfórico H3PO4.

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00:01:51,689 --> 00:02:21,669
Bien, en este caso, cuando yo introduzco ácido sulfúrico en agua, por ejemplo, se puede liberar uno y hasta dos hidrones. Bien, pues lo que va a ocurrir es que en primer lugar se va a producir una primera ionización donde el ácido sulfúrico va a liberar uno de los dos hidrones formando, como vemos aquí a la derecha, el ión hidrógeno sulfato y posteriormente en una segunda disociación el ión hidrógeno sulfato que se ha formado anteriormente podrá nuevamente liberar el segundo hidrón para obtenerse el hidrógeno sulfato.

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00:02:21,689 --> 00:02:28,550
ion sulfato. Dos hidrógenos en la fórmula, dos ionizaciones, ácido sulfúrico, ácido carbónico,

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00:02:28,629 --> 00:02:33,349
exactamente igual. En el caso del ácido fosfórico, que tiene hasta tres hidrógenos, se pueden

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00:02:33,349 --> 00:02:40,870
producir tres ionizaciones. De ácido fosfórico al ion dihidrógeno fosfato, de éste al ion hidrógeno

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00:02:40,870 --> 00:02:46,949
fosfato y de éste finalmente al ion fosfato. Cada una de esas ionizaciones tiene una constante

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00:02:46,949 --> 00:02:51,930
de equilibrio diferente. Tened en cuenta que el compuesto que se está ionizando es esencialmente

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00:02:51,930 --> 00:02:58,430
distinto, tiene o no tiene un hidrón, y que con carácter general las constantes van a ser cada

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00:02:58,430 --> 00:03:05,349
vez más pequeñas. De tal manera que las ionizaciones van a ser sucesivamente siempre menos extensas que

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00:03:05,349 --> 00:03:10,650
las anteriores. Por ejemplo, en el caso del ácido sulfúrico, es un ácido fuerte, su constante de

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00:03:10,650 --> 00:03:16,849
acidez es 10 a la 2, 100. Bien, pues una vez que se ha producido la disociación del ácido sulfúrico y se

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00:03:16,849 --> 00:03:23,389
formado ion dihidrógeno sulfato, su segunda disociación tiene asociada una constante de

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00:03:23,389 --> 00:03:30,990
acidez que es 10 a la menos 2, 0,01. Ahora estamos ante un ácido débil. En el caso del ácido carbónico,

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00:03:31,090 --> 00:03:36,270
que ya es de por sí un ácido débil, con una constante del orden de 10 a la menos 7, bueno,

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00:03:36,409 --> 00:03:41,509
pues el ion hidrógeno carbonato, cuando produce la siguiente disociación, es un ácido incluso más

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00:03:41,509 --> 00:03:48,969
débil todavía. Tiene una constante de acidez asociada del orden de 10 a menos 11. Nosotros

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00:03:48,969 --> 00:03:54,590
con carácter general no vamos a considerar ácidos polihidrogenados ni bases polihidroxiladas,

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00:03:54,990 --> 00:04:00,430
pero no obstante vamos a ver con un ejemplo cómo podríamos caracterizar desde el punto de vista

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00:04:00,430 --> 00:04:06,789
ácido-base una disolución 0,5 molar de ácido sulfúrico. Vamos a calcular la concentración

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00:04:06,789 --> 00:04:13,530
de iones oxidáneo e hidróxido de esta disolución. No nos dan el valor de la constante de acidez del

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00:04:13,530 --> 00:04:18,550
ácido sulfúrico. Sabemos que es un ácido fuerte, se va a disociar por completo, pero sí nos dan la

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00:04:18,550 --> 00:04:24,050
constante de acidez correspondiente a la segunda disociación, la del ión hidrógeno sulfato, que

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00:04:24,050 --> 00:04:29,910
como podemos ver es 0,01. Es un valor lo bastante pequeño como para que este ácido sea débil y

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00:04:29,910 --> 00:04:35,649
consecuentemente se establezca un cierto equilibrio. Vamos a comenzar hablando del ácido sulfúrico,

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00:04:35,649 --> 00:04:41,310
que es un ácido fuerte, en disolución acuosa se disocia por completo. Vamos a escribir la ecuación

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00:04:41,310 --> 00:04:47,649
de disociación. La primera disociación formándose el ión hidrógeno sulfato. A la vista de la

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00:04:47,649 --> 00:04:53,850
estequimetría de la reacción, la concentración de oxidanios y también la de iones hidrógeno

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00:04:53,850 --> 00:04:59,490
sulfato, una vez que se ha producido la disociación completa, coincide con la concentración inicial

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00:04:59,490 --> 00:05:04,769
del ácido sulfúrico. Consecuentemente, si yo había puesto 0,5 moles de ácido sulfúrico para

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00:05:04,769 --> 00:05:09,209
formar un litro de disolución, viendo que los coeficientes estequimétricos son iguales,

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00:05:09,250 --> 00:05:16,029
voy a obtener 0,5 moles de hidrógeno sulfato y 0,5 moles de oxidanio en el equilibrio en un litro

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00:05:16,029 --> 00:05:22,149
de disolución, las concentraciones serán 0,5 molar. Nuevamente, mayor que 10 a la menos 7,

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00:05:22,410 --> 00:05:28,870
de momento esto va a tener carácter ácido. Vamos a dar un paso más y lo que vamos a hacer

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00:05:28,870 --> 00:05:34,050
es considerar la segunda disociación, la que corresponde con el ión hidrógeno sulfato.

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00:05:34,769 --> 00:05:41,389
En este caso vamos a considerar que el ión hidrógeno sulfato es débil, porque lo es, y vamos a escribir una nueva ecuación del equilibrio.

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00:05:41,490 --> 00:05:51,709
Esta vez sí equilibrio, doble flecha, el ión hidrógeno sulfato con agua para producir la base conjugada, que sería el ión sulfato, y el ácido conjugado del agua, que sería el ión oxidánico.

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00:05:51,709 --> 00:05:57,370
Y vamos a llamar alfa, como siempre, al grado de sucesión del ácido, el ión hidrógeno sulfato, en el equilibrio.

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00:05:58,509 --> 00:06:02,389
Vamos a cambiar ligeramente la tabla del equilibrio porque debemos hacerlo.

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00:06:02,970 --> 00:06:31,569
Nosotros calculamos anteriormente que cuando se produce la primera disociación del ácido sulfúrico, la concentración del ión hidrógeno sulfato coincidía con la inicial, 0,5 molar, pero ahora ya no podemos suponer que partimos de la nada en lo que respecta al ión oxidáneo, sino que nosotros hemos calculado que cuando se disocia el ácido sulfúrico también se produce una cantidad de oxidáneo como para que su concentración sea 0,5 molar.

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00:06:31,569 --> 00:06:49,269
Y esta concentración debemos introducirla aquí. Así pues, en esta segunda disociación no sólo partimos de una concentración 0,5 molar de ión hidrógeno sulfato, sino también 0,5 molar de iones oxidánio. Y sí, 0 de iones sulfato.

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00:06:49,269 --> 00:07:03,050
Todo lo demás será análogo. Reacciona una cantidad, una concentración 0,5 por alfa. Hemos llamado alfa al grado de sucesión de león hidrógeno sulfato. 0,5 alfa, 0,5 alfa en el resto de la fila.

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00:07:03,050 --> 00:07:12,750
En el caso del hidrógeno sulfato, que es lo que reacciona, tendremos 0,5 menos 0,5 alfa, sacando factor común 0,5 por 1 menos alfa.

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00:07:13,529 --> 00:07:27,769
El sulfato, como siempre, lo mismo que se haya formado, 0,5 alfa, pero en el caso del oxidanio teníamos una concentración 0,5 molar, surge una cantidad como para que aparezca una nueva concentración extra 0,5 por alfa.

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00:07:27,769 --> 00:07:35,089
y ahora sacando factor común al 0,5 a lo que tendríamos que escribir, 0,5 más 0,5 por alfa,

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00:07:35,829 --> 00:07:39,230
la expresión algebraica que nos queda es 0,5 por 1 más alfa.

57
00:07:40,670 --> 00:07:46,589
Aplicamos la ley de acción de masas en el equilibrio, la constante de acidez igual a la concentración de estos iones

58
00:07:46,589 --> 00:07:54,069
dividido entre la concentración de este, sustituimos las expresiones algebraicas, 0,5 por alfa por 0,5 por 1 más alfa

59
00:07:54,069 --> 00:08:02,009
entre 0,5 por 1 menos alfa y lo que obtenemos es esta ecuación. Lo que vamos a considerar es que

60
00:08:02,009 --> 00:08:08,589
el valor de la constante de acidez de león hidrógeno sulfato, que es 0,01, es suficientemente

61
00:08:08,589 --> 00:08:14,730
pequeña en comparación con esta concentración inicial 0,5 molar como para que alfa sea próximo

62
00:08:14,730 --> 00:08:20,589
a cero, de tal forma que por un lado 1 menos alfa sea próximo a 1 y además 1 más alfa también lo

63
00:08:20,589 --> 00:08:26,970
sea. De tal manera que en esta ecuación vamos a obtener la versión simplificada, esto es 1,

64
00:08:27,149 --> 00:08:36,769
esto es 1, pues 0,5 por alfa igual a 0,01. Alfa igual a 0,01 entre 0,5 igual a 0,02. Lo que

65
00:08:36,769 --> 00:08:42,970
obtenemos es un grado de disociación igual al 2%. Si consideramos que este valor es solamente

66
00:08:42,970 --> 00:08:47,750
próximo a 0, la aproximación es válida y, consecuentemente, podremos calcular las

67
00:08:47,750 --> 00:08:54,649
concentraciones en el equilibrio del ión hidrógeno sulfato, sulfato e iones oxidáneo utilizando el

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00:08:54,649 --> 00:08:59,990
valor de alfa aquí dentro. En este caso lo que obtenemos son estas concentraciones y en el caso

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00:08:59,990 --> 00:09:09,710
de los iones oxidáneo lo que tenemos es una concentración 0,51 molar. Si comparamos este

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00:09:09,710 --> 00:09:17,230
valor 0,51 molar que es el que se obtiene tras la segunda disociación con el que teníamos tras la

71
00:09:17,230 --> 00:09:24,570
primera disociación 0,5 molar podemos considerar que la variación no es suficientemente importante

72
00:09:24,570 --> 00:09:30,370
como para compensar el trabajo que nos supone considerar este equilibrio para el ión hidrógeno

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00:09:30,370 --> 00:09:36,289
sulfato y consecuentemente si nos encontramos en una situación como esta en un ejercicio lo que

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00:09:36,289 --> 00:09:43,269
haríamos sería considerar que únicamente se produciría la primera ionización y lo que vamos

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00:09:43,269 --> 00:09:47,970
hacer es considerar que la segunda ionización es tan poco extensa en comparación con la primera

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00:09:47,970 --> 00:09:54,529
como para que no se produzca. Esto tiene sentido exclusivamente cuando nos encontramos con ácidos

77
00:09:54,529 --> 00:09:59,370
cuya primera disociación corresponda con un carácter fuerte y la segunda ya sea de carácter

78
00:09:59,370 --> 00:10:08,159
débil y esto ocurrirá pues típicamente con el caso de por ejemplo el ácido sulfúrico. En el aula

79
00:10:08,159 --> 00:10:14,159
virtual de la asignatura tenéis disponibles otros recursos, ejercicios y cuestionarios. Así mismo

80
00:10:14,159 --> 00:10:17,480
tenéis más información en las fuentes bibliográficas y en la web.

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00:10:18,220 --> 00:10:20,940
No dudéis en traer vuestras dudas e inquietudes a clase

82
00:10:20,940 --> 00:10:23,700
o al foro de dudas de la unidad en el aula virtual.

83
00:10:24,299 --> 00:10:25,840
Un saludo y hasta pronto.