1
00:00:15,980 --> 00:00:22,500
Hola a todos, soy Raúl Corraliza, profesor de química de segundo de bachillerato en el IES

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00:00:22,500 --> 00:00:27,559
arquitecto Pedro Gumiel de Alcalá de Henares y os doy la bienvenida a esta serie de videoclases

3
00:00:27,559 --> 00:00:36,329
de la unidad 6 dedicada al estudio de los equilibrios de solubilidad. En la videoclase

4
00:00:36,329 --> 00:00:49,479
de hoy estudiaremos el equilibrio de solubilidad. Esta videoclase está dedicada al estudio de los

5
00:00:49,479 --> 00:00:55,439
equilibrios de solubilidad, que son equilibrios heterogéneos, siendo ésta la diferencia

6
00:00:55,439 --> 00:01:00,359
fundamental con respecto a los equilibrios que estudiábamos en la unidad anterior dedicada

7
00:01:00,359 --> 00:01:06,500
al equilibrio químico con carácter general. Allí, en esa unidad, estudiábamos equilibrios

8
00:01:06,500 --> 00:01:12,140
homogéneos, donde teníamos bien todas las especies químicas involucradas, activos y

9
00:01:12,140 --> 00:01:16,540
productos en disolución, o bien teníamos todas las especies involucradas, activos y

10
00:01:16,540 --> 00:01:22,299
productos en estado gaseoso. Pues bien, nosotros en esta unidad, hablando de equilibrios de

11
00:01:22,299 --> 00:01:27,560
solubilidad, lo que vamos a considerar es lo siguiente, un único reactivo en estado

12
00:01:27,560 --> 00:01:32,680
sólido. Aquí lo que tengo representada es una sal binaria, aunque como mencionaba en

13
00:01:32,680 --> 00:01:36,760
la videoclase anterior, nos podremos encontrar con situaciones en las que tengamos una sal

14
00:01:36,760 --> 00:01:43,340
ternaria. Aquí lo que tenemos es una especie binaria donde A va a ser típicamente un elemento

15
00:01:43,340 --> 00:01:48,799
metálico que formará cationes y B va a ser típicamente un elemento no metálico que formará

16
00:01:48,799 --> 00:01:58,340
aniones. Y aquí lo que tenemos es un compuesto iónico con fórmula empírica ANBM. Este compuesto

17
00:01:58,340 --> 00:02:04,859
iónico, al introducirlo dentro del agua, se va a disociar, formando un equilibrio que es el que

18
00:02:04,859 --> 00:02:11,360
tenemos aquí dado por esta ecuación, donde representamos los cationes de A. Dada la fórmula

19
00:02:11,360 --> 00:02:17,719
vamos a tener N cationes de A y aniones de B y, dada la fórmula, pues vamos a tener M aniones de B.

20
00:02:18,759 --> 00:02:23,120
Fijaos en la forma en la que estamos representando la carga con los números de carga y lo que estamos

21
00:02:23,120 --> 00:02:29,580
haciendo es posponer el signo al valor numérico y estamos indicando los estados de agregación,

22
00:02:29,780 --> 00:02:35,680
puesto que son relevantes al problema, sólido en el caso del reactivo y en disolución acuosa en el

23
00:02:35,680 --> 00:02:41,280
caso de los productos. El agua no participa de la reacción química, el disolvente no participa de

24
00:02:41,280 --> 00:02:48,319
ella y entonces no se indica como tal. Algo importante es que la forma en la que se representan

25
00:02:48,319 --> 00:02:53,360
las acciones químicas de solubilidad va a ser siempre esta por convenio. Vamos a representar

26
00:02:53,360 --> 00:03:00,240
siempre como reactivo la especie sólida, el soluto sólido que introducimos dentro del agua y vamos a

27
00:03:00,240 --> 00:03:06,120
poner como productos siempre los iones que se obtienen en la disociación del soluto sólido.

28
00:03:06,900 --> 00:03:16,979
Sabemos que cuando representamos procesos en equilibrio, cuál ponemos de reactivo, cuál ponemos de producto, cuál es el proceso directo, cuál es el proceso inverso, no tiene mayor relevancia.

29
00:03:17,479 --> 00:03:25,280
Pero la forma en la que se entienden y se representan los equilibrios de solubilidad necesita de que lo hagamos de esta manera concreta.

30
00:03:25,280 --> 00:03:39,620
Así pues aquí va a ser siempre la reacción directa la de disociación y la reacción inversa la de formación del soluto sólido a partir de los iones, lo que sería la reacción de precipitación.

31
00:03:42,060 --> 00:03:53,360
Algo muy importante en los equilibrios heterogéneos, a la hora de escribir la ecuación del equilibrio y de expresar el cociente de reacción y compararlo con la constante del equilibrio,

32
00:03:53,439 --> 00:03:58,199
o bien en el caso en el que sepamos que estamos en equilibrio, igualar el cociente de reacción con el equilibrio,

33
00:03:58,699 --> 00:04:05,280
es que en el cociente de reacción no figuran todas y cada una de las especies químicas involucradas.

34
00:04:05,719 --> 00:04:21,000
Recordad que en el caso de Kc, porque estamos estudiando y expresando el equilibrio, describiendo el equilibrio en términos de concentraciones, en el cociente de reacción aparecen únicamente las concentraciones de aquellas especies químicas que tengan una concentración definida.

35
00:04:21,000 --> 00:04:40,180
Esto es, únicamente disoluciones y gases. No aparecerán ni líquidos puros ni sólidos. Así que, hablando de equilibrios de solubilidad, no aparecerá la concentración del sólido, puesto que no se define, ni tampoco, por supuesto, la concentración del agua, que es un líquido puro.

36
00:04:40,180 --> 00:04:57,000
En el caso de Kp, porque estamos estudiando el equilibrio en términos de las presiones parciales, os recuerdo que únicamente aparecerán en el cociente de reacción las presiones parciales de aquellas especies que sean gaseosas, que tengan una presión parcial que esté definida.

37
00:04:57,800 --> 00:05:02,459
Consecuentemente, ni sólidos, ni líquidos puros, ni tampoco disoluciones.

38
00:05:03,199 --> 00:05:16,519
Así pues, insisto, tened mucho cuidado a la hora de expresar la ecuación de equilibrio, el cociente de reacción fundamentalmente, en un equilibrio heterogéneo, puesto que sólidos y líquidos puros nunca van a aparecer.

39
00:05:16,519 --> 00:05:23,899
y en el caso de gases, en el caso del equilibrio expresado o descrito en función de gases,

40
00:05:24,379 --> 00:05:27,560
únicamente aparecerá la presión parcial de las especies gaseosas.

41
00:05:28,040 --> 00:05:34,379
El estudio de los equilibrios de solubilidad es absolutamente análogo

42
00:05:34,379 --> 00:05:40,540
al estudio de los equilibrios químicos que hacíamos en la unidad anterior en términos de concentraciones.

43
00:05:41,100 --> 00:05:45,439
Tal es así que, salvo por la diferencia de que aquí lo que vamos a hacer es considerar

44
00:05:45,439 --> 00:05:51,259
un reactivo que va a ser el soluto sólido y que, consecuentemente, no aparece en el

45
00:05:51,259 --> 00:05:55,139
cociente de reacción de la lidiación de masas, como digo, salvo por esta diferencia,

46
00:05:55,800 --> 00:06:00,879
el estudio es completamente paralelo. Así pues, lo que vamos a hacer es considerar,

47
00:06:00,959 --> 00:06:06,040
como habíamos dicho anteriormente, una sustancia sólida, un único reactivo que va a ser un

48
00:06:06,040 --> 00:06:10,699
compuesto sólido que vamos a disolver, lo introducimos en agua, y lo que vamos a hacer

49
00:06:10,699 --> 00:06:16,480
es considerar como productos los cationes y los aniones que se obtienen por la disociación de

50
00:06:16,480 --> 00:06:23,220
este compuesto, en principio un compuesto iónico. Pues bien, la ley de acción de masas establece

51
00:06:23,220 --> 00:06:28,060
que en el equilibrio las concentraciones, el producto de las concentraciones de los productos

52
00:06:28,060 --> 00:06:33,000
elevado a sus coeficientes estequiométricos, dividido entre el producto de las concentraciones

53
00:06:33,000 --> 00:06:39,399
de los reactivos elevado a sus coeficientes estequiométricos, es igual a una cierta

54
00:06:39,399 --> 00:06:44,560
constante Kc. Pues bien, en este caso las concentraciones de los productos se pueden

55
00:06:44,560 --> 00:06:51,459
definir. Lo que tenemos son las concentraciones de los cationes AM más y aniones BN menos elevado

56
00:06:51,459 --> 00:06:57,779
a sus coeficientes estereométricos N y M, es lo que tenemos aquí en esta expresión. En este caso,

57
00:06:58,100 --> 00:07:02,420
la concentración de los reactivos no está definida, puesto que el único reactivo es una

58
00:07:02,420 --> 00:07:09,600
sustancia sólida, así pues dividido entre 1, no lo representamos, igual a en el equilibrio la

59
00:07:09,600 --> 00:07:17,879
constante Kc, que en el caso concreto de los equilibrios de solubilidad no representamos

60
00:07:17,879 --> 00:07:23,339
como tal Kc, constante del equilibrio, sino que se denomina producto de solubilidad y se

61
00:07:23,339 --> 00:07:31,699
representa como Ks o bien Kps de producto de solubilidad. Pero fijaos en que, salvo por el

62
00:07:31,699 --> 00:07:36,860
cambio de notación, Ks en lugar de Kc, se corresponde con la constante del equilibrio

63
00:07:36,860 --> 00:07:42,560
en los equilibrios que habíamos visto en la unidad anterior y esta expresión, la que

64
00:07:42,560 --> 00:07:46,680
corresponde al producto de solubilidad en el equilibrio, se corresponde idénticamente

65
00:07:46,680 --> 00:07:51,060
con la ley de acción de masas. Insisto con la salvedad de que no aparece en el denominador

66
00:07:51,060 --> 00:07:55,040
la concentración de reactivos puesto que el único reactivo que tenemos en este tipo

67
00:07:55,040 --> 00:08:00,899
de equilibrio es un compuesto sólido. Por lo demás podemos hacer un desarrollo

68
00:08:00,899 --> 00:08:07,160
absolutamente análogo al que hacíamos en la unidad anterior. Vamos a considerar, a los efectos de esta

69
00:08:07,160 --> 00:08:13,959
discusión, que lo que hacemos es introducir en el agua una cantidad de soluto, una cantidad medida

70
00:08:13,959 --> 00:08:20,360
en moles de soluto, equivalente a la solubilidad para obtener un litro de disolución. Así pues,

71
00:08:20,459 --> 00:08:25,600
vamos a considerar que tenemos un litro, vamos a formar un litro de disolución y lo que hacemos

72
00:08:25,600 --> 00:08:32,139
es introducir una cantidad de soluto equivalente a la solubilidad molar. Así pues, inicialmente

73
00:08:32,139 --> 00:08:37,820
consideramos que tenemos una cantidad S mayúscula de soluto, nada y nada de iones en la disolución.

74
00:08:39,000 --> 00:08:44,340
Puesto que hemos introducido la máxima cantidad que se puede disolver en las condiciones en las

75
00:08:44,340 --> 00:08:49,899
cuales nos encontramos, la cantidad que reacciona va a ser el total que hayamos introducido y a la

76
00:08:49,899 --> 00:08:54,100
vista de los coeficientes estequiométricos de esta ecuación química ajustada, si reacciona una

77
00:08:54,100 --> 00:09:01,159
cantidad S de soluto, aparecerá en la disolución una cantidad N por S de los cationes y M por S

78
00:09:01,159 --> 00:09:07,259
de los aniones. En el equilibrio de soluto no tendremos nada, se disuelto todo el soluto sólido

79
00:09:07,259 --> 00:09:13,440
que habíamos introducido en la disolución y lo que tendremos es únicamente los iones N por S moles

80
00:09:13,440 --> 00:09:22,450
en un litro de disolución del cation y M por S moles en un litro de disolución del anión. De

81
00:09:22,450 --> 00:09:28,309
acuerdo con la lidiación de masas en el equilibrio podemos expresar el producto de solubilidad, que es

82
00:09:28,309 --> 00:09:35,190
el equivalente a la constante Kc, igual a este producto en el equilibrio. La concentración de

83
00:09:35,190 --> 00:09:41,889
los cationes es n por s, pues entonces tenemos n por s elevado a n. La concentración de los aniones

84
00:09:41,889 --> 00:09:50,730
es m por s y así tenemos m por s elevado a m. Podemos agrupar, n es un número, es el coeficiente

85
00:09:50,730 --> 00:09:56,330
estequiométrico igual que m, esa es la solubilidad. Bueno, pues vamos a intentar agrupar la solubilidad

86
00:09:56,330 --> 00:10:02,629
en un único término. Y así lo que tenemos es n elevado a n por m elevado a m como coeficiente

87
00:10:02,629 --> 00:10:08,330
numérico y luego la solubilidad elevado a n más m, puesto que el producto de potencia

88
00:10:08,330 --> 00:10:13,289
es con la misma base, lo que tenemos que hacer es sumar el exponente. Y así podemos en un

89
00:10:13,289 --> 00:10:19,169
momento dado calcular el producto iónico, la constante del producto de solubilidad en

90
00:10:19,169 --> 00:10:25,750
función de la solubilidad si es algo que conociéramos. Esta expresión es invertible

91
00:10:25,750 --> 00:10:31,629
de tal forma que, llegado el caso, podríamos calcular la solubilidad en función de la

92
00:10:31,629 --> 00:10:36,289
constante del producto de solubilidad, para la cual lo único que tendríamos que hacer

93
00:10:36,289 --> 00:10:41,769
es este coeficiente que está multiplicando pasarlo dividiendo y extraer la raíz n más

94
00:10:41,769 --> 00:10:48,169
m éxima de lo que obtuviéramos. Tened en cuenta que la solubilidad es por su definición

95
00:10:48,169 --> 00:10:53,789
una magnitud definida no negativa, de tal forma que independientemente de cuál sea el índice de

96
00:10:53,789 --> 00:11:02,250
esta raíz, habríamos de tomar el valor positivo. Para finalizar este paralelismo entre el equilibrio

97
00:11:02,250 --> 00:11:09,649
descrito con Kc y este equilibrio de solubilidad descrito con Ks, se denomina producto iónico y

98
00:11:09,649 --> 00:11:16,389
se denota con el símbolo Qs a lo que sería el cociente de reacción que habíamos estudiado en

99
00:11:16,389 --> 00:11:22,389
la unidad anterior al producto de las concentraciones molares de los iones elevado a los coeficientes

100
00:11:22,389 --> 00:11:28,129
estequiométricos. La comparación del producto iónico con la constante del producto de solubilidad

101
00:11:28,129 --> 00:11:33,370
va a ser quien nos permita caracterizar si una disolución está insaturada, saturada

102
00:11:33,370 --> 00:11:39,029
o sobresaturada. De tal forma que si el producto iónico es menor que el producto de solubilidad

103
00:11:39,029 --> 00:11:44,809
diremos que la disolución está insaturada. Cuando el producto iónico sea igual al producto

104
00:11:44,809 --> 00:11:49,570
de solubilidad la disolución diremos que está saturada y en el caso en el que el producto

105
00:11:49,570 --> 00:11:56,169
iónico sea mayor que el producto de solubilidad tendremos una disolución sobresaturada. Con esto

106
00:11:56,169 --> 00:12:01,549
que hemos visto hasta aquí en esta sección puedes resolver los ejercicios propuestos 1 y 2.

107
00:12:04,320 --> 00:12:09,480
En el aula virtual de la asignatura tenéis disponibles otros recursos, ejercicios y

108
00:12:09,480 --> 00:12:15,340
cuestionarios. Asimismo tenéis más información en las fuentes bibliográficas y en la web. No

109
00:12:15,340 --> 00:12:19,960
dudéis en traer vuestras dudas e inquietudes a clase o al foro de dudas de la unidad en

110
00:12:19,960 --> 00:12:22,820
el aula virtual. Un saludo y hasta pronto.