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00:00:15,980 --> 00:00:24,760
Hola a todos, soy Raúl Corraliza, profesor de química de segundo de bachillerato en el IES Arquitecto Pedro Gumiel de Alcalá de Henares

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00:00:24,760 --> 00:00:31,780
y os doy la bienvenida a esta serie de videoclases de la Oriad 6 dedicada al estudio de los equilibrios de solubilidad.

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00:00:32,600 --> 00:00:39,759
En la videoclase de hoy discutiremos el ejercicio propuesto 2.

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00:00:39,759 --> 00:00:55,179
En esta videoclase, enmarcada dentro del estudio del equilibrio de solubilidad, vamos a echarle un vistazo al ejercicio propuesto número 2,

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00:00:55,359 --> 00:01:03,340
en el cual se nos pide que justificamos, si se forma o no, un precipitado de sulfato de bario al mezclar dos disoluciones.

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00:01:03,960 --> 00:01:09,959
Por un lado, 100 ml de una disolución 7,5 por 10 a la menos 4 molar de sulfato de sodio,

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00:01:10,700 --> 00:01:16,299
y por otro lado, 50 ml de una disolución 0,015 molar de cloruro de bario.

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00:01:17,159 --> 00:01:22,719
Se nos da como dato la constante del producto de solubilidad del sulfato de bario, 1,1 por 10 a la menos 10,

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00:01:23,379 --> 00:01:31,180
y este orden, 10 a la menos 10, este valor tan pequeño, nos da una idea de que el sulfato de bario va a ser una sal muy poco soluble

10
00:01:31,180 --> 00:01:36,659
y que es muy probable que realmente se forme un precipitado de sulfato de bario.

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00:01:37,359 --> 00:01:41,959
En cuanto a las dos disoluciones con las cuales se va a intentar formar el precipitado,

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00:01:42,340 --> 00:01:46,000
tenemos por un lado sulfato de sodio y por otro lado cloruro de bario.

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00:01:46,319 --> 00:01:55,040
No se nos da la constante del bruto de solubilidad de ninguna de las dos y es que ambas son sales muy solubles que se van a disociar por completo.

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00:01:55,040 --> 00:02:22,620
Y lo que vamos a hacer es, en cada una de las dos disoluciones, calcular la cantidad de soluto con la cual se han formado, la cantidad de sulfato de sodio y de cloruro de bóreo, y vamos a ver, una vez que se haya disociado, cuál es la cantidad de cationes de bario que van a provenir de la segunda disolución y de aniones sulfato que van a provenir de la primera que están presentes, para intentar analizar si se producirá o no el precipitado de sulfato de bario.

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00:02:23,620 --> 00:02:32,879
Pues bien, comenzamos por el sulfato de sodio. Sabemos que es una sal muy soluble, se disocia por completo y escribimos el equilibrio, en este caso la reacción de disociación.

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00:02:33,139 --> 00:02:36,960
No equilibrio, puesto que hemos dicho que la sal se disocia por completo.

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00:02:37,539 --> 00:02:46,000
Y aquí tenemos el sulfato de sodio en estado sólido, que se va a disociar, en cationes de sodio, una disolución a cosa, y en iones sulfato.

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00:02:46,780 --> 00:03:06,639
La cantidad de soluto que contiene la disolución se calcula multiplicando la concentración en unidades de molaridad por el volumen en litros y obtenemos que para formar esta disolución, los 10 mililitros de la disolución 7,5 por esa menos 4 molar de sulfato de sodio, se han empleado 7,5 por esa menos 5 moles de sulfato de sodio.

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00:03:07,639 --> 00:03:16,360
Una vez que se produzca la disociación, podemos comprobar que la cantidad de iones sulfato que se produce va a ser la misma que la de sulfato de sodio que había presente,

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00:03:16,900 --> 00:03:26,360
así que con esto lo que podemos averiguar es que en la primera disolución hay una cantidad de 7,5 por el sal de menos 5 moles de iones sulfato.

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00:03:27,199 --> 00:03:28,060
Vamos a dejarlo a un lado.

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00:03:28,960 --> 00:03:34,599
Por otro lado, tenemos el cloruro de bario, que también es una sal muy soluble, se va a disociar por completo.

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00:03:34,599 --> 00:03:49,379
Aquí tenemos escrito el equilibrio de disociación, no equilibrio, reacción de disociación, puesto que hemos dicho que se disocia por completo. Y tenemos cloruro de bario en estado sólido, que se disocia en cationes bario 2+, y aniones cloruro.

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00:03:49,379 --> 00:04:12,180
Pues bien, la cantidad de soluto contenida en esta segunda disolución se calcula igualmente multiplicando su concentración en unidades de molaridad por el volumen en litros y resulta que para formar estos 50 mililitros de disolución 0,015 molar de cloruro de bario hemos necesitado una cantidad 7,5 por esa menos 4 moles de cloruro de bario.

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00:04:12,180 --> 00:04:21,579
A nosotros nos interesa la cantidad de cationes de bario 2+, que hay contenidos en la disolución una vez que la salsa ha disociado.

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00:04:22,220 --> 00:04:28,199
Y a la vista de los coeficientes estequiométricos, pues vemos que es una cantidad igual. Ambos coeficientes estequiométricos son iguales.

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00:04:28,860 --> 00:04:37,079
Consecuentemente, esta segunda disolución contiene una cantidad 7,5 por esa la menos 4 moles de cationes de bario 2+.

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00:04:37,079 --> 00:04:51,259
Estas cantidades, por un lado de iones sulfato y por otro lado de iones bario, van a estar dentro de la mezcla que se forma cuando yo uno ambas disoluciones.

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00:04:51,259 --> 00:04:58,600
Lo primero que tenemos que tener en cuenta es que el volumen de la mezcla es igual a la suma de los volúmenes de ambas disoluciones.

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00:04:58,759 --> 00:05:00,420
El volumen es siempre aditivo.

31
00:05:00,420 --> 00:05:11,519
Así pues, 100 ml de una disolución más 50 ml de la otra, lo que tenemos es una mezcla con un volumen total de 150 ml, como veis, 0,150 litros.

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00:05:12,180 --> 00:05:19,720
Las concentraciones de iones sulfato y bario en la mezcla se calculan dividiendo las cantidades entre el volumen total.

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00:05:20,319 --> 00:05:28,060
Así pues, la concentración de iones sulfato es 5 por 10 a la menos 4 molar y la de cationes bario 2 más es 5 por 10 a la menos 3 molar.

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00:05:28,899 --> 00:05:36,199
¿Para qué necesitamos estas concentraciones? Pues para decidir, que es lo que se nos pedía en el ejercicio, si se forma o no precipitado.

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00:05:36,800 --> 00:05:46,319
Lo primero que tenemos que hacer es considerar que entre estos iones, los iones sulfato que provienen de una disolución y bario 2+, que provienen de la otra,

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00:05:46,920 --> 00:05:53,160
se establece el equilibrio de solubilidad con el correspondiente soluto, con la correspondiente sal sólida.

37
00:05:53,759 --> 00:05:59,720
En este caso, como podemos ver, sulfato de bario en estado sólido se encuentra en equilibrio, esta vez sí,

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00:06:00,379 --> 00:06:05,759
con los cationes de bario 2+, en disolución acuosa, y los aniones sulfato en disolución acuosa.

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00:06:06,579 --> 00:06:11,540
Para comprobar si se forma o no precipitado, lo que tenemos que hacer es calcular el producto iónico

40
00:06:11,540 --> 00:06:16,920
y comparar con la constante con el producto de solubilidad. Por eso hemos necesitado las concentraciones.

41
00:06:16,920 --> 00:06:23,680
el producto iónico se calcula multiplicando las concentraciones de los iones en este caso

42
00:06:23,680 --> 00:06:28,800
cationes bario 2 más y sulfato elevado a sus coeficientes estequiométricos en este caso 1

43
00:06:28,800 --> 00:06:35,540
y si multiplicamos 5 por esa menos 3 para los cationes de bario 2 más y 5 por esa menos 4

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00:06:35,540 --> 00:06:41,180
para los aniones sulfato obtenemos que el producto de solubilidad en este caso toma el valor 2,5

45
00:06:41,180 --> 00:06:47,100
por 10 elevado a menos 6. Si comparamos con el valor de la constante que se nos había dado en

46
00:06:47,100 --> 00:06:55,120
el enunciado, 1,1 por 10 a la menos 10, comprobamos que el producto iónico es mayor que la constante.

47
00:06:56,040 --> 00:07:00,300
Consecuentemente, la disolución que se forma por la mezcla de estas dos disoluciones iniciales

48
00:07:00,300 --> 00:07:08,230
estará sobresaturada con respecto al sulfato de bario y sí se producirá precipitado. Hasta aquí

49
00:07:08,230 --> 00:07:13,509
lo que se nos preguntaba en este ejercicio era un ejercicio meramente cualitativo. Se produce

50
00:07:13,509 --> 00:07:20,790
sí o no precipitado y lo único que hemos tenido que hacer es calcular el producto iónico. Hemos

51
00:07:20,790 --> 00:07:25,730
necesitado las concentraciones para lo cual hemos necesitado las cantidades de cada uno de los

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00:07:25,730 --> 00:07:32,149
iones implicados en cada una de sus disoluciones y hemos determinado, sin más que comparar el

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00:07:32,149 --> 00:07:37,410
producto iónico con el producto de solubilidad, si se produce o no precipitado. Este ejercicio

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00:07:37,410 --> 00:07:43,050
podría haber sido cuantitativo y una vez que hemos decidido que sí se va a formar precipitado

55
00:07:43,050 --> 00:07:50,829
podemos calcular la masa o la cantidad de precipitado que se va a formar. Para ello lo que

56
00:07:50,829 --> 00:07:55,629
tenemos que hacer es hacer uso de la lidiación de masas. Vamos a establecer qué es lo que ocurre

57
00:07:55,629 --> 00:08:02,629
en el equilibrio. Vamos a denominar n minúscula a la cantidad de iones bario y sulfato que a la

58
00:08:02,629 --> 00:08:08,990
vista de la ecuación del equilibrio iónico van a ser iguales que reaccionan para formar el

59
00:08:08,990 --> 00:08:14,790
precipitado de sulfato de bario para alcanzar el equilibrio. Os recuerdo que hemos determinado que

60
00:08:14,790 --> 00:08:20,709
la disolución está sobresaturada y si se produce precipitado. Eso quiere decir que en este equilibrio

61
00:08:20,709 --> 00:08:26,829
las concentraciones, las que tenemos inicialmente o las cantidades que tenemos inicialmente del

62
00:08:26,829 --> 00:08:30,769
catión y del anión son demasiado grandes en comparación con las que debería haber en el

63
00:08:30,769 --> 00:08:36,250
equilibrio, comparándolo con la solubilidad. Así pues, lo que va a ocurrir es que va a haber una

64
00:08:36,250 --> 00:08:41,990
cierta cantidad de los iones que se va a consumir para formar el soluto, el precipitado. Le vamos a

65
00:08:41,990 --> 00:08:49,330
llamar N. Vamos a partir de la cantidad inicial 0 para el precipitado, 7,5 por hizala menos 4 moles

66
00:08:49,330 --> 00:08:55,990
de cationes bario 2+, 7,5 por hizala menos 5 de iones sulfato. Vamos a llamar N a la cantidad

67
00:08:55,990 --> 00:09:00,909
que reacciona, así que se consumen n moles de cada uno de estos iones, se va a formar

68
00:09:00,909 --> 00:09:05,690
consecuentemente n moles del precipitado, los coeficientes estequiométricos son iguales.

69
00:09:07,330 --> 00:09:14,129
En el equilibrio lo que tendremos es una cantidad n del precipitado y pues cantidad inicial menos

70
00:09:14,129 --> 00:09:20,490
lo que reacciona de cada uno de los iones. 7,5 por h a la menos 4 menos n moles de cationes

71
00:09:20,490 --> 00:09:27,750
varios dos más, 7,5 por f a la menos 5 menos n iones sulfato. Vamos a utilizar la ley de acción

72
00:09:27,750 --> 00:09:32,490
de masas, igual que en la unidad anterior. En este caso, la ley de acción de masas establece que en

73
00:09:32,490 --> 00:09:38,129
el equilibrio la constante, el producto de solubilidad, va a ser igual al producto iónico,

74
00:09:38,529 --> 00:09:44,269
los productos de las concentraciones de los iones elevados a sus coeficientes estequiométricos,

75
00:09:44,269 --> 00:09:50,730
que en este caso son 1. Estas concentraciones se van a calcular dividiendo las cantidades en

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00:09:50,730 --> 00:09:55,429
el equilibrio entre el volumen. Las cantidades en el equilibrio son estas que tenemos aquí en la

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00:09:55,429 --> 00:10:02,590
tabla. 7,5 por 10 a la menos 4 menos n en un caso, 7,5 por 10 a la menos 5 menos n en el otro, aquí

78
00:10:02,590 --> 00:10:09,750
están. El volumen total era 0,150 litros, aquí lo tenemos. Y esto debe ser igual al producto de

79
00:10:09,750 --> 00:10:16,269
solubilidad del sulfato de bario 1,1 por 10 a la menos 10 conforme al enunciado. Esto produce la

80
00:10:16,269 --> 00:10:23,809
ecuación de segundo grado que tenemos aquí cuyas soluciones son dos son 7,5 por 10 a la menos 5 y

81
00:10:23,809 --> 00:10:31,889
7,5 por 10 a la menos 4. N es una magnitud cantidad de sustancia sus unidades son mol y como siempre

82
00:10:31,889 --> 00:10:38,389
la solución admisible va a ser la no negativa menor así que la solución es que N la cantidad

83
00:10:38,389 --> 00:10:46,990
que reacciona de iones y del soluto sólido que van a reaccionar es 7,5 por esa de menos 5 moles.

84
00:10:47,909 --> 00:10:55,049
Puesto que estamos interesados en la cantidad de soluto que precipita, S igual a N, con esto ya

85
00:10:55,049 --> 00:11:00,230
hemos determinado que va a precipitar una cantidad de 7,5 por esa de menos 5 moles del sulfato de

86
00:11:00,230 --> 00:11:06,990
bario. Habitualmente, más que en cantidad, medida en mol, vamos a estar interesados en la masa medida

87
00:11:06,990 --> 00:11:12,090
en gramos y para calcular la masa de precipitado que se forma no tenemos más que multiplicar la

88
00:11:12,090 --> 00:11:19,490
cantidad de sustancia por la masa molar. Así pues, conocidas las masas atómicas del bario, azufre y

89
00:11:19,490 --> 00:11:24,669
oxígeno, podemos calcular la masa que precipita multiplicando esta cantidad que acabamos de

90
00:11:24,669 --> 00:11:31,110
calcular por la masa molar y lo que obtenemos es que tras producir la mezcla se va a producir un

91
00:11:31,110 --> 00:11:40,889
precipitado de sulfato de bario cuya masa es 0,017 gramos. En el aula virtual de la asignatura

92
00:11:40,889 --> 00:11:46,769
tenéis disponibles otros recursos, ejercicios y cuestionarios. Asimismo, tenéis más información

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00:11:46,769 --> 00:11:51,789
en las fuentes bibliográficas y en la web. No dudéis en traer vuestras dudas e inquietudes

94
00:11:51,789 --> 00:11:57,149
a clase o al foro de dudas de la unidad en el aula virtual. Un saludo y hasta pronto.