1 00:00:16,050 --> 00:00:22,390 Hola a todos, soy Raúl Corraliza, profesor de química de segundo de bachillerato en el IES 2 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 3 00:00:27,329 --> 00:00:32,390 de la unidad 7 dedicada a la primera parte del estudio de las reacciones ácido-base. 4 00:00:32,890 --> 00:00:41,500 En la videoclase de hoy discutiremos los ejercicios propuestos 1, 3 y 4. 5 00:00:47,359 --> 00:00:52,719 En esta videoclase marcada en el estudio de los equilibrios ácido-base vamos a resolver 6 00:00:52,719 --> 00:00:58,619 alguno de los ejercicios propuestos, comenzando por este ejercicio número 1, en el cual se nos 7 00:00:58,619 --> 00:01:05,040 pide que consideremos los siguientes ácidos. Tenemos el ácido metanoico, el ácido cloroso y 8 00:01:05,040 --> 00:01:12,079 el ácido cianídrico, junto con sus valores de pKa que tenemos aquí en la tabla 3, 74, 1, 96 y 9, 21. 9 00:01:12,900 --> 00:01:17,859 Y se nos pide que justifiquemos cuál de estos tres ácidos es el ácido más débil, con el 10 00:01:17,859 --> 00:01:22,439 conocimiento de los valores de pKa. Bueno, nosotros sabemos que el ácido más 11 00:01:22,439 --> 00:01:27,140 débil es aquel que tenga un menor valor de la constante de acidez. No tenemos la 12 00:01:27,140 --> 00:01:30,540 constante de acidez, tenemos el pKa, pero conocemos cuál es la relación 13 00:01:30,540 --> 00:01:34,739 matemática entre uno y otro y es que por definición pKa es igual a menos el 14 00:01:34,739 --> 00:01:39,439 logaritmo decimal de la constante. Sin más que saber que la función logaritmo 15 00:01:39,439 --> 00:01:44,000 decimal es monótona no decreciente y que este signo menos aquí lo que va a 16 00:01:44,000 --> 00:01:48,420 hacer es invertir la monotonía de la función, nosotros podemos darnos cuenta 17 00:01:48,420 --> 00:01:52,420 de que el menor valor de la constante de acidez va a estar asociado con el mayor 18 00:01:52,420 --> 00:01:56,840 valor del pKa y, consecuentemente, podríamos decir que, puesto que el ácido 19 00:01:56,840 --> 00:02:01,040 cianídrico es aquel que tiene un mayor valor del pKa, el ácido cianídrico de 20 00:02:01,040 --> 00:02:06,040 estos tres va a ser el ácido más débil. Otra posibilidad, sin discutir el 21 00:02:06,040 --> 00:02:10,080 carácter matemático de la función logaritmo decimal, sería utilizar la 22 00:02:10,080 --> 00:02:15,400 fórmula que invierte esta expresión para calcular los valores de la constante de acidez de los tres 23 00:02:15,400 --> 00:02:21,080 en función del pKa. Si pKa es igual a menos el logaritmo decimal de la constante, la constante 24 00:02:21,080 --> 00:02:27,580 se puede calcular como 10 elevado a menos el pKa. Calculamos los valores numéricos, seleccionamos 25 00:02:27,580 --> 00:02:32,639 cuál es el menor y automáticamente decimos que ese va a ser el ácido más débil. Evidentemente va a ser 26 00:02:32,639 --> 00:02:38,219 el ácido cianídrico. A continuación, en el siguiente apartado, se nos pide que calculemos la constante 27 00:02:38,219 --> 00:02:44,439 de basicidad para la base conjugada de estos tres ácidos de mayor fortaleza. Aquí lo que tenemos que 28 00:02:44,439 --> 00:02:49,419 hacer es argumentar que sabemos que ácido y base, la pareja ácido y base conjugados tienen 29 00:02:49,419 --> 00:02:54,360 comportamiento inverso y eso quiere decir que la base conjugada de mayor fortaleza corresponde con 30 00:02:54,360 --> 00:03:00,180 el ácido más débil que ya hemos determinado en la parte anterior que es el ácido cianídrico. Así 31 00:03:00,180 --> 00:03:05,500 pues lo que tenemos que hacer es calcular la constante de basicidad de la base conjugada del 32 00:03:05,500 --> 00:03:11,680 ácido cianídrico, esto es de lión cianulo. Para eso lo que hacemos es en primer lugar calcular la 33 00:03:11,680 --> 00:03:15,960 constante de acidez del ácido cianídrico, si no lo hubiéramos hecho antes, utilizando la fórmula 34 00:03:15,960 --> 00:03:20,719 que mencionaba hace un momento. La constante de acidez se calcula a partir del pKa invirtiendo 35 00:03:20,719 --> 00:03:28,500 a la definición como 10 elevado a menos pKa. En este caso 10 elevado a menos 9,21 resulta ser 6,16 36 00:03:28,500 --> 00:03:34,139 por 10 a la menos 10. El ácido cianídrico es un ácido muy muy débil, 6 por 10 a la menos 10, 37 00:03:34,139 --> 00:03:40,699 valor muy pequeño. Ahora que tenemos la constante de acidez del ácido cianídrico, ¿cómo podemos 38 00:03:40,699 --> 00:03:46,120 calcular la constante de basicidad de la base conjugada? Pues utilizando el producto iónico 39 00:03:46,120 --> 00:03:51,879 del agua. Nosotros sabemos que una propiedad de ácido y base pareja conjugada es que la constante 40 00:03:51,879 --> 00:03:56,300 de acidez multiplicada por la constante de basicidad del conjugado tiene que dar como 41 00:03:56,300 --> 00:04:01,159 resultado el producto iónico del agua. Así que vamos a despejar la constante de basicidad del 42 00:04:01,159 --> 00:04:06,219 ion cianuro como el cociente entre el producto iónico del agua y la constante de acidez del 43 00:04:06,219 --> 00:04:11,340 ácido cianítrico. Esta constante de acidez la hemos calculado hace un momento 6,16 por 10 a la 44 00:04:11,340 --> 00:04:15,539 menos 10 y en cuanto al producto iónico del agua es una constante que no nos van a dar habitualmente 45 00:04:15,539 --> 00:04:20,740 y que nosotros tenemos que recordar que toma el valor 10 elevado a menos 14. Sin más que hacer 46 00:04:20,740 --> 00:04:26,860 la operación obtenemos para el ion cianuro la constante de basicidad que es 1,62 por 10 a la 47 00:04:26,860 --> 00:04:36,319 menos 5. Vamos a continuación a resolver el ejercicio 3, en el cual se nos dice que la anilina, 48 00:04:36,480 --> 00:04:41,600 cuya fórmula nos dan, se disocia según el equilibrio que podemos ver aquí, con un valor 49 00:04:41,600 --> 00:04:48,920 constante de basicidad igual a 4,3 por 10 a la menos 10. Lo primero, la anilina es el nombre 50 00:04:48,920 --> 00:04:55,480 vulgar de la benzenamina. La benzenamina es una amina orgánica, es un compuesto orgánico que se 51 00:04:55,480 --> 00:05:04,399 tiene a partir del benceno, que sería C6H6, al cual hemos eliminado un hidrógeno y le hemos, en su lugar, puesto un grupo amino. 52 00:05:04,540 --> 00:05:11,800 O bien, otra forma de interpretarlo es que, siendo una amina, deriva del amoníaco NH3, al cual le hemos quitado un hidrógeno 53 00:05:11,800 --> 00:05:18,180 y, en su lugar, lo que hemos puesto es un sustituyente orgánico, un sustituyente carbonado, que sería el grupo benceno. 54 00:05:18,920 --> 00:05:29,740 De cualquiera de las maneras, puesto que en este momento, en esta unidad, todavía no hemos estudiado la formulación nomenclatura de la química orgánica, es normal que nos dieran la fórmula de la anilina. 55 00:05:30,519 --> 00:05:38,540 Un poco más adelante, cuando ya hubiéramos estudiado esa unidad, podrían no habernos dado la fórmula química, siempre y cuando nos dieran el nombre de IUPAC-benzenamina. 56 00:05:38,879 --> 00:05:45,420 De cualquiera de las maneras, en este momento tenemos la fórmula química y no solamente esto, sino que tenemos el propio equilibrio. 57 00:05:45,420 --> 00:06:01,980 Y vemos que nos han puesto a reaccionar la anilina con el agua y lo que obtenemos es la base conjugada del agua, porque el agua ha perdido un hidrón, y ese hidrón ha ido a parar a la anilina, el grupo amino era NH2 y ahora vemos que es NH3+. 58 00:06:02,699 --> 00:06:07,139 Así que, por si acaso no se hemos dado cuenta de que la anilina tiene carácter básico 59 00:06:07,139 --> 00:06:10,500 porque nos han dado el valor de la constante de basicidad, 60 00:06:11,300 --> 00:06:14,600 ni porque nos hemos dado cuenta en que tenemos aquí este grupo amino, 61 00:06:15,360 --> 00:06:19,560 nos podemos dar cuenta de ello porque la anilina en agua, al alcanzar el equilibrio, 62 00:06:19,639 --> 00:06:22,139 lo que hace es aumentar la concentración de iones hidróxido. 63 00:06:22,139 --> 00:06:26,720 De cualquiera de las maneras, la anilina es una sustancia con carácter básico. 64 00:06:26,720 --> 00:06:41,100 Pues bien, conociendo el valor de la constante y conociendo el equilibrio que ocurre, nos piden que calculemos el grado de disociación y la concentración de hidrones para una disolución acuosa con una concentración 5 molar de anilina. 65 00:06:41,600 --> 00:06:54,139 Lo que vamos a hacer es, como siempre, representar alfa al grado de disociación y escribir la tabla del equilibrio, la clásica que hemos utilizado durante toda la unidad 5 que estaba dedicada al estudio en general del equilibrio. 66 00:06:54,839 --> 00:06:58,300 Así pues, lo que vamos a hacer es escribir en primer lugar la ecuación del equilibrio 67 00:06:58,300 --> 00:07:03,899 y en las tres filas siguientes, concentración inicial, reacciona y concentración en el equilibrio, 68 00:07:03,899 --> 00:07:10,100 pensando en cantidades iniciales que reaccionan o en el equilibrio contenidas en cada litro de disolución. 69 00:07:11,139 --> 00:07:16,220 En la fila de concentración inicial, cantidad por unidad de volumen por litro inicial, 70 00:07:16,759 --> 00:07:20,519 lo que hacemos es poner el dato 5 molar que nos han dado para la anilina. 71 00:07:20,519 --> 00:07:24,360 Y lo que vamos a hacer es suponer que de los iones inicialmente no hay nada. 72 00:07:25,500 --> 00:07:26,620 ¿Cuánto va a reaccionar? 73 00:07:26,779 --> 00:07:32,899 Bueno, pues vamos a representar esa cantidad que reacciona en función del grado de disociación, 74 00:07:33,220 --> 00:07:36,240 porque nos lo piden así y en general porque es lo más cómodo. 75 00:07:36,699 --> 00:07:41,660 Y entonces lo que tenemos que hacer es decir que la cantidad de anilina que se disocia, que reacciona, 76 00:07:41,839 --> 00:07:45,660 es 5, la concentración inicial, por alfa, el grado de disociación. 77 00:07:46,339 --> 00:07:59,420 A la vista de los coeficientes estequiométricos de la ecuación química ajustada, son todos iguales, la cantidad que se forma de cada uno de los iones va a ser igual a la cantidad que desaparece porque reacciona de la anilina por cada litro de disolución. 78 00:08:00,379 --> 00:08:08,600 Y, consecuentemente, en el equilibrio lo que tendremos es de anilina la cantidad inicial menos la que ha reaccionado, 5 menos 5 alfa. 79 00:08:08,600 --> 00:08:13,879 siempre extraemos factor común a la concentración, al 5, 5 por 1 menos alfa. 80 00:08:14,019 --> 00:08:16,259 Estas son cantidades contenidas en un litro de disolución. 81 00:08:17,000 --> 00:08:20,459 Y en cuanto a los iones, pues puesto que partíamos de nada, 82 00:08:21,160 --> 00:08:25,740 lo que obtendremos en el equilibrio coincide con lo que se ha formado, con lo que ha reaccionado, 5 por alfa. 83 00:08:26,879 --> 00:08:32,519 Lo que vamos a hacer, como siempre que tenemos un ejercicio de equilibrio, es utilizar la ley de acción de masas. 84 00:08:32,519 --> 00:08:37,000 La nombramos de acuerdo con la ley de acción de masas en el equilibrio y la escribimos. 85 00:08:37,899 --> 00:08:48,840 La ley de acción de masas lo que establece es que el cociente de reacción, que en este caso serían las concentraciones de los productos, que son los iones, elevados a los coeficientes estequiométricos, que son 1, 86 00:08:49,580 --> 00:09:02,720 dividido entre las concentraciones de los reactivos excluyendo siempre al agua, que es un líquido puro, y entonces únicamente sería dividiendo entre la concentración de la base, la lilina, elevado a su coeficiente estequiométrico, que es 1, 87 00:09:02,720 --> 00:09:11,600 Pues bien, el cociente de reacción tiene que ser igual a la constante del equilibrio, que en este caso, puesto que la anilina es una sustancia con carácter básico, será la constante de basicidad. 88 00:09:12,860 --> 00:09:25,740 Vamos a sustituir, en lugar de las concentraciones, las que hemos escrito en la tabla del equilibrio, 5 por alfa elevado al cuadrado en el numerador, dividido entre, perdón, 5 por 1 menos alfa en el denominador. 89 00:09:25,740 --> 00:09:31,419 el 5 que tenemos, 5 al cuadrado en el numerador y un 5 en el denominador 90 00:09:31,419 --> 00:09:35,440 lo simplificamos, tenemos 5 alfa al cuadrado entre 1 menos alfa igual a la constante 91 00:09:35,440 --> 00:09:39,279 de basicidad, que es un valor conocido. Podríamos resolver 92 00:09:39,279 --> 00:09:43,399 esta ecuación de segundo grado sin ningún problema, pero como la 93 00:09:43,399 --> 00:09:47,200 constante de basicidad toma un valor tan pequeño, 10 elevado a menos 10 en comparación 94 00:09:47,200 --> 00:09:51,480 con la concentración inicial, lo que vamos a hacer es la aproximación 95 00:09:51,480 --> 00:09:54,960 que corresponde. Vamos a decir que suponemos que 96 00:09:54,960 --> 00:09:59,399 el grado de disociación va a tomar un valor muy pequeño, próximo a cero, y 97 00:09:59,399 --> 00:10:04,399 consecuentemente vamos a aproximar 1 menos alfa por la unidad. 1 menos alfa en 98 00:10:04,399 --> 00:10:07,620 el denominador aproximado a la unidad hace que lo que me queda sea una 99 00:10:07,620 --> 00:10:11,799 ecuación de segundo grado incompleta, 5 alfa al cuadrado igual a la constante de 100 00:10:11,799 --> 00:10:17,360 basicidad, 4,3 por 10 a la menos 10. De aquí despejamos alfa como la raíz 101 00:10:17,360 --> 00:10:22,600 cuadrada de la constante de basicidad dividido entre la concentración. Siempre 102 00:10:22,600 --> 00:10:30,759 Retomaremos de las dos raíces la que tiene signo positivo, es la única que tiene sentido, y obtenemos para el grado de disociación 9,27 por 10 a la menos 6. 103 00:10:31,019 --> 00:10:37,980 Efectivamente, un valor tan próximo a cero como para que la aproximación 1 menos alfa sea correcta, sea realmente 1. 104 00:10:39,340 --> 00:10:45,799 Ahora que ya tenemos el grado de disociación, es lo primero que se nos pedía, lo siguiente que vamos a hacer es calcular la concentración de hidrones. 105 00:10:46,779 --> 00:10:53,179 En el equilibrio nosotros no tenemos hidrones, lo que tenemos, puesto que la anilina es una base, es que se forman hidróxidos. 106 00:10:53,320 --> 00:10:54,059 Bueno, pues no pasa nada. 107 00:10:55,259 --> 00:11:01,519 Conocido el valor del grado de disociación, vamos a, en primer lugar, calcular la concentración de hidróxidos en el equilibrio. 108 00:11:03,039 --> 00:11:11,100 Eso es 5 por alfa, la concentración inicial por alfa, y produce un valor 4,64 por 10 elevado a menos 5 molar. 109 00:11:11,100 --> 00:11:18,139 Os recuerdo que las concentraciones en la lidiación de masas van a estar siempre expresadas en unidades de molaridad. 110 00:11:19,240 --> 00:11:34,299 Si hemos calculado la concentración de hidróxidos, podremos calcular la concentración de hidrones sin más que considerar el equilibrio iónico del agua y, consecuentemente, el producto de las concentraciones de hidrones e hidróxidos tiene que ser igual al producto iónico del agua. 111 00:11:34,899 --> 00:11:37,879 De aquí despejamos la concentración de hidrones, que es lo que se nos pide, 112 00:11:38,480 --> 00:11:41,440 como el producto iónico del agua dividido entre la concentración de hidróxidos. 113 00:11:42,059 --> 00:11:47,519 El producto iónico del agua, como hemos dicho anteriormente, es un valor constante de 10 elevado a menos 14 que debemos conocer. 114 00:11:48,220 --> 00:11:51,720 La concentración de hidróxidos la hemos calculado en el paso anterior. 115 00:11:52,580 --> 00:11:58,340 Hacemos la división y obtenemos el valor para la concentración de hidrones, 2,16 por 10 a la menos 10 molar. 116 00:11:58,340 --> 00:12:05,240 en este momento ya podemos una vez más darnos cuenta de que la concentración una vez que 117 00:12:05,240 --> 00:12:10,519 alcanza el equilibrio tiene carácter básico fijaos en que la concentración de hidróxidos es mayor que 118 00:12:10,519 --> 00:12:15,980 10 a la menos 7 molar y por otro lado la concentración de hidrones es menor que 10 a la 119 00:12:15,980 --> 00:12:22,299 menos 7 molar por otro lado habitualmente nosotros lo que haremos será no calcular la concentración 120 00:12:22,299 --> 00:12:27,220 de hidrones sino la de oxidanios porque estaremos considerando el equilibrio iónico del agua 121 00:12:27,220 --> 00:12:33,100 consigo misma. Hago más agua para producir en equilibrio hidróxidos hidrones, perdón, 122 00:12:33,559 --> 00:12:38,820 oxidáneos. Nosotros aquí lo que hemos hecho es escribir hidrones como equivalente a oxidáneos 123 00:12:38,820 --> 00:12:44,879 sencillamente porque en el enunciado se nos pregunta la concentración de iones hidrón y no 124 00:12:44,879 --> 00:12:49,519 vamos a dar la concentración de oxidáneos preguntándosenos la concentración de hidrones, 125 00:12:49,659 --> 00:12:56,850 aunque son equivalentes. En el segundo apartado se nos dice que tomemos o que consideremos que 126 00:12:56,850 --> 00:13:01,889 tomamos dos mililitros de esa disolución, la disolución con concentración 5 molar con la que 127 00:13:01,889 --> 00:13:08,169 hemos estado trabajando en el primer apartado, y lo diluyamos con agua hasta alcanzar un volumen 128 00:13:08,169 --> 00:13:14,970 final de un litro. Ya pensamos en que la concentración de la anilina va a disminuir, puesto que lo que 129 00:13:14,970 --> 00:13:20,269 estamos haciendo es añadir una mayor cantidad de disolvente para pasar de dos mililitros hasta los 130 00:13:20,269 --> 00:13:26,029 mil mililitros, que sería un litro. Bueno, pues se nos pide que para esta nueva disolución calculemos 131 00:13:26,029 --> 00:13:30,049 la concentración molar de anilina, la nueva concentración, que esperamos que sea menor que 132 00:13:30,049 --> 00:13:35,990 5 molar, y luego que repitamos una vez más lo que hemos hecho en el apartado A para determinar el 133 00:13:35,990 --> 00:13:42,470 grado de disociación y la concentración de hidrones que se obtendría en este caso. Para determinar la 134 00:13:42,470 --> 00:13:46,330 concentración molar, la nueva concentración de la nueva disolución, lo que vamos a hacer es, en 135 00:13:46,330 --> 00:13:51,029 primer lugar, calcular cuál es la cantidad de anilina, cantidad de sustancia, número de moles, 136 00:13:51,029 --> 00:13:54,490 que hay contenidos en esos 2 mililitros de la disolución inicial. 137 00:13:55,029 --> 00:14:01,230 Para lo cual lo que podemos hacer es directamente multiplicar la concentración en unidades de molaridad por el volumen en litros. 138 00:14:01,929 --> 00:14:08,110 5 por 2 mililitros, que son 0,002 litros, nos dan un valor de 0,01 moles de anilina 139 00:14:08,110 --> 00:14:11,710 que hay contenidos en esos 2 mililitros de la disolución inicial 5 molar. 140 00:14:13,070 --> 00:14:20,610 Esos 0,01 moles van a estar contenidos al final en el volumen total de 1 litro, que nos dicen que vamos a conseguir. 141 00:14:21,029 --> 00:14:30,809 Así que la nueva concentración de anilina la vamos a calcular sin más que, para expresar las novedades de molaridad, dividir la cantidad entre el volumen expresado en litros. 142 00:14:31,309 --> 00:14:35,690 0,01 moles entre un litro me da una concentración 0,01 molar. 143 00:14:36,549 --> 00:14:48,870 Esta concentración de anilina es la inicial, queda bien claro por lo que hemos mencionado anteriormente, y esta concentración de anilina es la que hay al final en la nueva desolución, también queda bien claro por lo que hemos dicho anteriormente. 144 00:14:48,870 --> 00:14:56,590 salvo porque ahora la concentración de anilina no es 5 molar sino 0,01 molar lo que tenemos que 145 00:14:56,590 --> 00:15:01,690 hacer a continuación es exactamente lo mismo que hicimos en el apartado a así que volvemos a 146 00:15:01,690 --> 00:15:06,269 repetir la tabla del equilibrio exactamente igual que antes lo estamos indicando con el cambio de 147 00:15:06,269 --> 00:15:10,370 concentración inicial la tabla del apartado anterior se reescribe la estamos volviendo a 148 00:15:10,370 --> 00:15:16,549 hacer vamos a volver a utilizar la ley de acción de masas la volvemos a nombrar la volvemos a 149 00:15:16,549 --> 00:15:20,990 enunciar para este caso concreto, escribimos que es lo que dice y lo que 150 00:15:20,990 --> 00:15:23,970 hacemos es decir que vamos a utilizar la misma aproximación que en el apartado 151 00:15:23,970 --> 00:15:30,370 anterior. El valor de la constante 4,3 por 10 a la menos 10 es tan pequeño que 152 00:15:30,370 --> 00:15:34,210 incluso aunque no dividamos entre 5, aunque dividamos entre 0,01 que es la 153 00:15:34,210 --> 00:15:37,389 nueva concentración de anilina, lo que vamos a obtener es un grado de 154 00:15:37,389 --> 00:15:41,929 disociación tan próximo a 0 como para que 1 menos alfa sea realmente próximo a 1. 155 00:15:42,690 --> 00:15:51,929 Hacemos las operaciones y obtenemos para alfa el valor 2,07 por 10 a la menos 4, efectivamente, tan próximo a 0 como para que 1 menos alfa sea próximo a 1. 156 00:15:52,450 --> 00:15:59,429 Y repetimos lo mismo de antes. Volvemos a calcular la concentración de hidróxidos. En este caso obtenemos 2,07 por 10 a la menos 6 molar. 157 00:16:00,110 --> 00:16:09,690 Y utilizando el producto iónico del agua, volvemos a calcular la concentración de hidrones, que en este caso es 4,83 por 10 a la menos 9 molar. 158 00:16:10,450 --> 00:16:30,750 Igual que pasaba anteriormente, el carácter ácido básico de la disolución no va a cambiar porque haya cambiado la concentración. Si la anilina es una base, es una sustancia con carácter básico, vamos a obtener una concentración de hidróxidos mayor que 10 a la menos 7 molar y a cambio una concentración de hidrones menor que 10 a la menos 7 molar. 159 00:16:31,370 --> 00:16:40,750 Lo que ocurre, porque la concentración de anilina sea más baja, es que el carácter básico, que ese va a ser indiscutible, va a estar atenuado. 160 00:16:41,149 --> 00:16:47,309 Lo que vamos a obtener es una concentración de hidróxidos superior a 10 a la menos 7 molar, pero no tanto superior. 161 00:16:47,529 --> 00:16:55,230 De hecho, si os fijáis, vamos a ir hacia atrás, la concentración de hidróxidos con la concentración 5 molar era del orden de 10 a la menos 5 molar. 162 00:16:55,230 --> 00:16:59,210 la concentración de hidróxidos ahora es un orden de magnitud más pequeño 163 00:16:59,210 --> 00:17:02,370 10 a la menos 6 molar más próximo a 10 a la menos 7 164 00:17:02,370 --> 00:17:05,609 el mismo argumento pero al revés con los hidrones 165 00:17:05,609 --> 00:17:11,150 la concentración de hidrones anteriormente con la concentración de alina 5 molar 166 00:17:11,150 --> 00:17:13,369 es del orden 10 a la menos 10 molar 167 00:17:13,369 --> 00:17:17,609 y en este momento con la concentración más baja 168 00:17:17,609 --> 00:17:21,009 lo que tenemos es un orden de magnitud por encima 169 00:17:21,009 --> 00:17:27,470 10 a la menos 9 molar. Sigue siendo inferior a 10 a la menos 7, pero ligeramente más próximo. 170 00:17:30,569 --> 00:17:37,890 Vamos a finalizar esta videoclase resolviendo el ejercicio 4, que es muy muy muy parecido al ejercicio anterior, al ejercicio 3. 171 00:17:38,670 --> 00:17:45,130 En este caso no tenemos una disolución con carácter básico, sino que tenemos una disolución con carácter ácido. 172 00:17:45,130 --> 00:17:54,950 Se nos dice que consideremos una disolución acuosa 0,2 molar del ácido cianídrico HCN que va a estar ionizada un 0,16%. 173 00:17:54,950 --> 00:18:05,150 Un par de detalles, el ácido cianídrico HCN no tendrían por qué darnoslo nombrado puesto que esta especie de molecular la hemos utilizado anteriormente. 174 00:18:05,230 --> 00:18:12,869 Os recuerdo que escribimos la estructura de Lewis del ácido cianídrico HCN y que ya discutimos el nombre en asociación con la molécula. 175 00:18:12,869 --> 00:18:19,890 Por otro lado, el que esté ionizado a un 0,16%, esta información es el grado de disociación. 176 00:18:20,750 --> 00:18:26,710 Nosotros habitualmente no utilizaremos grados de disociación en tanto por ciento, como es el caso, sino en tanto por 1. 177 00:18:27,410 --> 00:18:32,130 De hecho, en el ejercicio anterior calculábamos grados de disociación en tanto por 1. 178 00:18:32,609 --> 00:18:38,950 Cuando nos digan que, como es el caso, que el grado de disociación es 0,16%, lo que tenemos que hacer es dividir esto entre 100. 179 00:18:38,950 --> 00:18:43,670 y entonces sabemos que entrando por 1 el grado de disociación es 0,0016. 180 00:18:44,769 --> 00:18:49,930 Bueno, pues con estos datos que tenemos aquí, en este caso nos dan la concentración inicial del ácido cianídrico 181 00:18:49,930 --> 00:18:54,450 y nos dan el grado de disociación, lo que se nos pide es que calculemos la constante de acidez. 182 00:18:56,029 --> 00:19:04,730 Bien, algo general que podemos hacer siempre es la tabla del equilibrio con la concentración inicial algebraica C, 183 00:19:04,730 --> 00:19:09,609 el grado de disociación alfa también algebraico y si os dais cuenta 184 00:19:09,609 --> 00:19:13,490 la tabla del equilibrio que vamos a construir con carácter general va a ser siempre la misma 185 00:19:13,490 --> 00:19:17,589 en la fila de concentración inicial vamos a poner una concentración C 186 00:19:17,589 --> 00:19:21,650 del ácido o de la base, llegado el caso, y 0 para los 187 00:19:21,650 --> 00:19:25,009 iones, si lo que estamos haciendo es formar inicialmente la disolución 188 00:19:25,009 --> 00:19:29,690 en la fila del reacciona, para la especie química ácido-base 189 00:19:29,690 --> 00:19:33,170 que está reaccionando, que se está disociando, vamos a poner siempre C por alfa 190 00:19:33,170 --> 00:19:37,730 y siempre vamos a obtener los coeficientes estequiométricos iguales, 191 00:19:37,769 --> 00:19:41,390 de tal manera que siempre en la fila del reacciona vamos a tener C por alfa y C por alfa. 192 00:19:42,630 --> 00:19:45,950 Siempre para los iones lo que vamos a tener en el equilibrio es este C por alfa, 193 00:19:46,109 --> 00:19:47,650 puesto que al inicio no vamos a tener nada. 194 00:19:48,109 --> 00:19:51,390 Insisto en que estamos suponiendo que estamos formando la disolución desde el inicio. 195 00:19:52,430 --> 00:19:56,750 Y en cuanto a la concentración en el equilibrio de la especie química de este soluto, 196 00:19:57,269 --> 00:20:00,730 siempre va a ser lo que había C menos lo que reacciona C por alfa, 197 00:20:00,730 --> 00:20:04,630 siempre está yendo un factor común a c, lo que vamos a poner es c por 1 menos alfa. 198 00:20:05,150 --> 00:20:09,049 Así que esta tabla, aunque en cada caso tengamos que escribirla, 199 00:20:09,670 --> 00:20:12,789 siempre podríamos escribirla algebraicamente de la misma manera. 200 00:20:14,009 --> 00:20:18,589 Siempre vamos a utilizar la ley de acción de masas, así que siempre la nombraremos, la escribiremos, 201 00:20:18,950 --> 00:20:21,630 y si os dais cuenta, lo que vamos a obtener va a ser siempre lo mismo. 202 00:20:22,390 --> 00:20:27,710 c por alfa al cuadrado dividido entre c por 1 menos alfa igual a la constante. 203 00:20:27,710 --> 00:20:47,869 Y siempre podremos simplificar este c con uno de los c en este c al cuadrado en el numerador. Si os dais cuenta, siempre vamos a obtener lo mismo. La justificación será distinta, depende de lo que tengamos como datos en el ejercicio, dependiendo de las especies químicas que tengamos, escribiremos una tabla u otra, pero el mecanismo va a ser siempre igual. 204 00:20:47,869 --> 00:21:05,769 Yo, en este caso, lo que podríamos haber hecho es haber puesto 0,2, 0,2 por 0,0016, 0,2 por 0,0016, etc., y haber completado la tabla numéricamente, puesto que tenemos todos los datos numéricos para completar la tabla, pero yo he querido mostraroslo de esta manera. 205 00:21:06,650 --> 00:21:16,009 En última instancia, a lo que vamos a llegar siempre, si os dais cuenta, es a una expresión algebraica donde vamos a tener en el fondo tres magnitudes relacionadas entre sí. 206 00:21:16,750 --> 00:21:21,609 La constante del equilibrio, acidez o basicidad, dependiendo de cuál sea la especie química involucrada. 207 00:21:22,390 --> 00:21:24,849 C, la concentración inicial de dicha especie. 208 00:21:25,089 --> 00:21:26,809 Y alfa, el grado de disociación. 209 00:21:27,190 --> 00:21:32,630 Y si os dais cuenta, todos los ejercicios de esta parte van a estar siempre en la misma línea. 210 00:21:32,630 --> 00:21:36,730 nos van a dar dos de las magnitudes y vamos a tener que calcular la tercera. ¿Cómo? Con la 211 00:21:36,730 --> 00:21:41,609 ley de acción de masas. Lo que hicimos en el ejercicio anterior es calcular el grado de 212 00:21:41,609 --> 00:21:48,349 disociación conocida la concentración inicial y la constante. Eso va a ser lo más habitual. En 213 00:21:48,349 --> 00:21:53,230 este caso lo que se nos pide es que calculemos la constante de acidez conocida la concentración 214 00:21:53,230 --> 00:21:58,150 inicial y el grado de disociación. La tercera posibilidad sería calcular la concentración 215 00:21:58,150 --> 00:22:02,369 inicial conocida la constante y el grado de disociación. Como veis no es más que darle 216 00:22:02,369 --> 00:22:09,210 da vueltas a la misma ecuación. En este caso, tanto la concentración inicial como el grado de 217 00:22:09,210 --> 00:22:13,390 asociación son conocidos. Yo directamente lo que voy a hacer es no molestarme ni siquiera en 218 00:22:13,390 --> 00:22:18,430 simplificar, sustituir los valores numéricos y operar. Si nosotros hubiéramos completado esta 219 00:22:18,430 --> 00:22:22,509 tabla del equilibrio directamente con valores numéricos, aquí tendríamos las concentraciones 220 00:22:22,509 --> 00:22:27,130 molares en el equilibrio de las tres especies y haríamos lo mismo. Sustituiríamos en la línea 221 00:22:27,130 --> 00:22:31,430 de acción de masas, operaríamos y obtendríamos este mismo valor para la constante de acidez, 222 00:22:31,430 --> 00:22:36,769 Para el ácido cianídrico, como vemos, la constante de acidez es 5,13 por 10 elevado a menos 7. 223 00:22:36,890 --> 00:22:39,789 Es un ácido muy débil, como corresponde con los ácidos orgánicos. 224 00:22:41,539 --> 00:22:45,220 Lo que me piden a continuación es exactamente lo mismo que hicimos en el ejercicio anterior. 225 00:22:45,559 --> 00:22:50,740 Calcular las concentraciones de iones, en este caso oxidáneo, no hidrones, e hidróxido de la disolución. 226 00:22:51,680 --> 00:22:54,579 Es un clásico, esto es algo que se suele preguntar habitualmente. 227 00:22:55,319 --> 00:23:02,319 Lo que vamos a hacer es calcular la concentración de la especie iónica, oxidáneo o hidróxidos que tengamos en el equilibrio. 228 00:23:02,740 --> 00:23:10,279 En función de si esta especie química es ácida o básica, siendo un ácido calcularemos la concentración de oxidáneos, 229 00:23:10,380 --> 00:23:13,440 igual que en el ejercicio anterior, siendo una base, calculamos la de hidróxidos. 230 00:23:14,279 --> 00:23:18,380 En este caso, la concentración de oxidáneo es 3,2 por eza menos 4 molar. 231 00:23:18,779 --> 00:23:21,740 La podríamos haber calculado inicialmente, como he discutido hace un momento. 232 00:23:22,779 --> 00:23:25,140 Y calcularemos la concentración de la otra. 233 00:23:25,140 --> 00:23:27,759 Aquí que tenemos la de oxidáneos, la de hidróxidos. 234 00:23:28,480 --> 00:23:32,359 En el ejercicio anterior que teníamos la de hidróxidos, la de oxidáneos, o bien la de hidrones. 235 00:23:32,740 --> 00:23:37,920 utilizando el producto iónico del agua. Así que, sin más, la concentración de hidróxidos es el 236 00:23:37,920 --> 00:23:42,680 producto iónico del agua 10 a la menos 14, valor que debo conocer, entre la concentración de 237 00:23:42,680 --> 00:23:47,859 oxidáneos que acabamos de calcular o que teníamos ya anteriormente y obtenemos para la concentración 238 00:23:47,859 --> 00:23:53,380 de hidróxidos 3,12 por 10 a la menos 11 molar. Y efectivamente nos podemos parar a pensar y darnos 239 00:23:53,380 --> 00:23:56,940 cuenta de que la predicción se ha cumplido. Efectivamente esta disolución es de carácter 240 00:23:56,940 --> 00:24:02,660 ácido. La concentración de oxidáneos es mayor que 10 a la menos 7 molar y la concentración 241 00:24:02,660 --> 00:24:11,799 de hidróxidos es menor que 10 a la menos 7 molar. En el aula virtual de la asignatura tenéis 242 00:24:11,799 --> 00:24:17,180 disponibles otros recursos, ejercicios y cuestionarios. Asimismo, tenéis más información 243 00:24:17,180 --> 00:24:22,220 en las fuentes bibliográficas y en la web. No dudéis en traer vuestras dudas e inquietudes 244 00:24:22,220 --> 00:24:27,559 a clase o al foro de dudas de la unidad en el aula virtual. Un saludo y hasta pronto.