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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 --> 00:00:32,409
de la unidad 7 dedicada a la primera parte del estudio de las reacciones ácido-base.

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00:00:36,119 --> 00:00:40,000
En la videoclase de hoy discutiremos un ejemplo de neutralización.

5
00:00:47,780 --> 00:00:53,380
Vamos a finalizar esta larga videoclase con un último ejemplo. Hasta ese momento lo que

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00:00:53,380 --> 00:00:58,240
teníamos en disolución acuosa era únicamente una única sustancia, ya fuera un único ácido una

7
00:00:58,240 --> 00:01:03,500
única base. Pues bien, lo que vamos a hacer es considerar una disolución donde tendremos

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00:01:03,500 --> 00:01:08,239
simultáneamente un ácido y una base. Vamos a estudiar lo que se denominan reacciones de

9
00:01:08,239 --> 00:01:12,879
neutralización, que son las reacciones entre ácidos y bases y que desde el punto de vista

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00:01:12,879 --> 00:01:19,480
de Bronsted y Lowry supone el intercambio de un hidrón que cede el ácido a la base o bien desde

11
00:01:19,480 --> 00:01:24,719
el punto de vista de Arrhenius supone la combinación de los hidrones que provienen del ácido con los

12
00:01:24,719 --> 00:01:30,260
hidróxidos que provienen de la base para formar agua. Nosotros en esta unidad vamos a comenzar

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00:01:30,260 --> 00:01:36,400
considerando únicamente ácidos y bases fuertes y, consecuentemente, lo que vamos a hacer es

14
00:01:36,400 --> 00:01:43,739
considerar la mezcla de dos disoluciones. Vamos a empezar con 150 mililitros de una disolución 0,1

15
00:01:43,739 --> 00:01:50,340
molar de ácido clorhídrico, es un ácido fuerte, el HCl, y 100 mililitros de una disolución 0,2 molar

16
00:01:50,340 --> 00:01:55,980
de hidróxido de potasio, que es una base fuerte, el KOH. Y en este caso lo que tenemos es un ácido

17
00:01:55,980 --> 00:02:03,480
y una base de arrenios. Y lo que vamos a considerar es la neutralización de arrenios. Vamos a comenzar

18
00:02:03,480 --> 00:02:09,039
considerando por un lado la disolución del ácido. Sabemos que el ácido clorhídrico es un ácido

19
00:02:09,039 --> 00:02:14,960
fuerte en disolución acuosa se disocia por completo. Y aquí tenemos ácido clorhídrico más agua para

20
00:02:14,960 --> 00:02:21,560
formar ion cloruro y oxidáneos. Podemos calcular, puesto que tenemos el volumen y la concentración

21
00:02:21,560 --> 00:02:28,780
del ácido clorhídrico, la cantidad inicial del ácido en su disolución, 0,015 moles. Y a la vista

22
00:02:28,780 --> 00:02:35,599
de la ecuación de disociación ajustada, podemos calcular la concentración de oxidáneos que

23
00:02:35,599 --> 00:02:39,460
tendríamos, una vez que se haya producido la disociación completa del ácido clorhídrico,

24
00:02:39,639 --> 00:02:47,960
igual al anterior 0,015 moles. Por otro lado, vamos a ver qué es lo que ocurre en la disolución

25
00:02:47,960 --> 00:02:52,659
del hidróxido de potasio. Bueno, pues el hidróxido de potasio es una base fuerte, es una base de

26
00:02:52,659 --> 00:02:56,439
Arrhenius, en disolución acuosa se disocia por completo, conforme a la ecuación que tenemos aquí.

27
00:02:57,400 --> 00:03:02,599
Igualmente, podemos calcular la cantidad de hidróxido de potasio que había contenida en

28
00:03:02,599 --> 00:03:08,479
su disolución, puesto que conocemos el volumen y la concentración. Y resulta que en ese volumen

29
00:03:08,479 --> 00:03:15,659
de esa disolución hay 0,020 moles de hidróxido de potasio. Una vez más, nos interesa los iones

30
00:03:15,659 --> 00:03:21,379
hidróxido tras la disociación a la vista de los coeficientes estequiométricos. La cantidad de

31
00:03:21,379 --> 00:03:26,159
hidróxido formada coincide con la inicial del hidróxido de potasio y entonces tenemos de iones

32
00:03:26,159 --> 00:03:33,400
hidróxido en esta disolución 0,020 moles. Cuando se produzca la mezcla lo que

33
00:03:33,400 --> 00:03:39,319
tendremos son esta cantidad de oxidanios y esta cantidad de hidróxidos contenidos

34
00:03:39,319 --> 00:03:44,439
dentro de un volumen que será la suma de 150 más 100 mililitros la suma de los

35
00:03:44,439 --> 00:03:50,460
volúmenes de las dos disoluciones. Este volumen es igual a 0,250 litros y si

36
00:03:50,460 --> 00:03:53,539
dividimos las cantidades que hemos calculado anteriormente entre el volumen

37
00:03:53,539 --> 00:03:57,599
de la mezcla, resulta que una vez se haya producido la mezcla, tendremos

38
00:03:57,599 --> 00:04:03,780
provenientes del ácido una concentración 0,060 molar de oxidáneos y

39
00:04:03,780 --> 00:04:08,419
provenientes de la base una concentración 0,080 molar de iones

40
00:04:08,419 --> 00:04:14,060
hidróxido. Lo que vamos a hacer es considerar que la neutralización

41
00:04:14,060 --> 00:04:19,360
corresponde a la combinación de estos iones oxidáneo con estos hidróxidos en

42
00:04:19,360 --> 00:04:23,000
el equilibrio iónico del agua. Y lo que vamos a hacer es considerar precisamente

43
00:04:23,000 --> 00:04:29,819
ese equilibrio. Agua más agua en equilibrio con oxidáneos e hidróxidos. Es equivalente a lo que

44
00:04:29,819 --> 00:04:34,319
habíamos visto anteriormente cuando hablamos de la neutralización de Arrhenius. Aquí no estamos

45
00:04:34,319 --> 00:04:41,040
escribiendo hidrón más hidróxido para producir agua, puesto que necesitamos utilizar el producto

46
00:04:41,040 --> 00:04:45,000
iónico del agua, es el valor numérico de la constante del equilibrio que necesitamos utilizar.

47
00:04:45,560 --> 00:04:50,079
Y, consecuentemente, tenemos que escribir necesariamente la ecuación de neutralización

48
00:04:50,079 --> 00:04:55,779
de los oxidáneos y de los hidróxidos en la forma en la cual nosotros conocemos la constante del

49
00:04:55,779 --> 00:05:02,680
equilibrio agua más agua para formar oxidáneos e hidróxido. Vamos a escribir la ecuación abreviada

50
00:05:02,680 --> 00:05:07,639
2 agua en lugar de agua más agua y vamos a considerar que partimos de concentraciones

51
00:05:07,639 --> 00:05:16,259
iniciales iguales a 0,060 molar de oxidáneo y 0,080 molar de hidróxidos. Estas concentraciones

52
00:05:16,259 --> 00:05:22,120
son mayores que z a la menos 7, desde luego, ambas dos. Y eso quiere decir que tenemos el equilibrio

53
00:05:22,120 --> 00:05:28,600
iónico del agua desplazado hacia la derecha. Tenemos una cantidad excesiva de oxidáneos e hidróxidos

54
00:05:28,600 --> 00:05:33,480
contenidos en el volumen de la disolución en comparación con la del equilibrio. Y podríamos

55
00:05:33,480 --> 00:05:38,540
razonar conforme al principio de Châtelier, puesto que nos encontramos con un equilibrio y todo lo

56
00:05:38,540 --> 00:05:43,459
que dijimos en la unidad 5 sigue siendo de aplicación aquí. Si tenemos una cantidad excesiva

57
00:05:43,459 --> 00:05:48,279
de productos en este equilibrio, el sistema va a evolucionar consumiendo productos para

58
00:05:48,279 --> 00:05:54,439
formar reactivos. Así que yo lo que voy a pensar es que hay una cierta cantidad referida

59
00:05:54,439 --> 00:05:59,480
en volumen, una cierta concentración de oxidáneos e hidróxidos que se va a consumir para formar

60
00:05:59,480 --> 00:06:05,160
agua. ¿Hasta qué momento? Pues hasta que se alcance el equilibrio iónico del agua.

61
00:06:05,540 --> 00:06:10,439
En ese momento la concentración de oxidáneos habrá disminuido, será la inicial menos

62
00:06:10,439 --> 00:06:16,439
esta cantidad, esta concentración C que he dicho que se va a consumir y lo mismo con el caso del

63
00:06:16,439 --> 00:06:23,120
hidróxido. Lo que tendré será 0,080 menos C. En el equilibrio se debe cumplir la leviación de

64
00:06:23,120 --> 00:06:27,139
masas de tal forma que esta concentración multiplicada por esta otra debe ser igual al

65
00:06:27,139 --> 00:06:32,459
producto iónico del agua, 10 a la menos 14. Si resolvemos esta ecuación nos encontramos con estos

66
00:06:32,459 --> 00:06:41,759
dos valores 0,060 y 0,080 molar. La solución con sentido es la positiva menor, así que lo que

67
00:06:41,759 --> 00:06:49,959
reacciona va a ser igual a una cantidad equivalente a una concentración de 0,060 molar. Así pues, en

68
00:06:49,959 --> 00:06:55,860
el equilibrio los oxidáneos provenientes del ácido se habrán consumido por completo, se habrán

69
00:06:55,860 --> 00:07:00,540
neutralizado con una parte de los hidróxidos provenientes de la base y va a quedar un exceso

70
00:07:00,540 --> 00:07:08,100
de base que se calcula igual a 0,020 molar, equivalente a 0,020 moles de hidróxidos en

71
00:07:08,100 --> 00:07:12,699
cada litro de disolución. Fijaos que como tengo un exceso de base en comparación con

72
00:07:12,699 --> 00:07:18,120
el ácido, la disolución tiene carácter básico y eso lo puedo apreciar con esta concentración

73
00:07:18,120 --> 00:07:25,459
de iones hidróxido 0,020 molar. Quisiera hacer notar que este cero no es un cero realista,

74
00:07:25,459 --> 00:07:32,699
evidentemente lo que vamos a tener es una concentración de hidróxidos que multiplicada

75
00:07:32,699 --> 00:07:38,060
por la concentración correspondiente de oxidanios va a dar lugar al valor 10 a la menos 14 del

76
00:07:38,060 --> 00:07:44,660
producto iónico del agua y si yo multiplico 0 por 0,020 evidentemente sale 0 no 10 a la menos 14

77
00:07:44,660 --> 00:07:51,180
este 0 debo interpretarlo como una cantidad mucho más pequeña que esta otra y aunque fuera 10 a la

78
00:07:51,180 --> 00:07:56,839
menos 7, evidentemente son varios órdenes de magnitud por debajo. Así que no interpretéis

79
00:07:56,839 --> 00:08:03,939
este valor cero aquí como un valor realista. Al final de todo esto, ¿qué es lo que estoy

80
00:08:03,939 --> 00:08:08,959
obteniendo? Bueno, pues en la disolución final, una vez que he alcanzado el equilibrio y he llegado

81
00:08:08,959 --> 00:08:15,519
al final del todo, lo que tengo es una cierta cantidad de cationes de potasio y de aniones de

82
00:08:15,519 --> 00:08:22,519
cloruro que provienen de la disociación del hidróxido de potasio y del ácido clorhídrico,

83
00:08:23,360 --> 00:08:30,920
así como este exceso de iones hidróxido que provienen de haber neutralizado los oxidáneos

84
00:08:30,920 --> 00:08:39,970
con una parte de los hidróxidos. Podríamos pensar que esta cantidad de hidróxido en exceso y así

85
00:08:39,970 --> 00:08:46,169
como estas cantidades de aniones cloruro y de cationes potasio pudieran estar combinadas formando

86
00:08:46,169 --> 00:08:51,769
especies neutras. No es así, pero podríamos pensarlo. De tal manera que podríamos tomar

87
00:08:51,769 --> 00:08:58,250
estos 0,015 moles de cloruros y combinarlos con 0,015 moles de cationes de potasio para

88
00:08:58,250 --> 00:09:01,950
formar cloruro de potasio, que sería la sal que proviene de la unión de este anión y

89
00:09:01,950 --> 00:09:09,830
este cation. Nos queda un exceso de 0,005 moles de cationes de potasio que podríamos

90
00:09:09,830 --> 00:09:15,090
combinar con estos hidróxidos para formar la especie neutra hidróxido de potasio. Y

91
00:09:15,090 --> 00:09:21,570
podemos considerar en un momento dado que lo que tenemos es en la disolución, aparte del agua, 0,015

92
00:09:21,570 --> 00:09:26,950
moles de cloro de potasio y 0,005 moles de hidróxido de potasio. Eso no es cierto. Sabemos que esta

93
00:09:26,950 --> 00:09:31,049
sal es soluble, está disociada por completo. Sabemos que esta base es fuerte, se encuentra disociada

94
00:09:31,049 --> 00:09:35,909
por completo. Pero si quisiéramos pensar en términos de especies neutras, esto es lo que

95
00:09:35,909 --> 00:09:42,399
habríamos obtenido al final del todo. Podríamos haber obtenido este mismo resultado para el

96
00:09:42,399 --> 00:09:47,679
carácter ácido básico de la mezcla e incluso el mismo valor numérico 0,020 molar para la

97
00:09:47,679 --> 00:09:54,419
concentración de iones hidróxido siguiendo un camino diferente. En este caso lo que podemos

98
00:09:54,419 --> 00:10:00,399
hacer es considerar directamente la reacción de neutralización que viene dada por la neutralización

99
00:10:00,399 --> 00:10:08,139
de Arrhenius. Ácido más base para formar una sal más agua, puesto que este ácido es de Arrhenius y

100
00:10:08,139 --> 00:10:14,360
esta base es de Arrhenius. Es una forma de encarar el ejercicio completamente diferente, pero vamos a

101
00:10:14,360 --> 00:10:22,019
ver que vamos a llegar al mismo resultado. Supongamos que esto fuera así. Para operar con esta ecuación

102
00:10:22,019 --> 00:10:27,759
química de neutralización necesito las cantidades de ácido clorhídrico y de hidróxido de potasio

103
00:10:27,759 --> 00:10:33,159
que contenidas en las disoluciones iniciales. Eso lo hicimos anteriormente, podríamos repetir los

104
00:10:33,159 --> 00:10:40,480
cálculos y obtener que la disolución de ácido clorhídrico contiene 0,015 moles del ácido y la

105
00:10:40,480 --> 00:10:46,220
disolución del hidróxido de potasio contiene 0,020 moles de la base. Así pues, lo que tenemos para

106
00:10:46,220 --> 00:10:52,600
reaccionar son 0,015 moles de esta sustancia y 0,020 moles de esta otra. A la vista de la

107
00:10:52,600 --> 00:10:57,279
estequiometría de la reacción, puesto que ambos reactivos se consumen en iguales cantidades,

108
00:10:57,460 --> 00:11:01,779
podemos ver sin más que el ácido clorhídrico es el reactivo limitante del que tengo menos,

109
00:11:01,779 --> 00:11:06,759
se va a consumir por completo y me va a quedar un exceso de la base que se calcula así más que

110
00:11:06,759 --> 00:11:12,600
restando 0,020 menos 0,015, que son los que se van a gastar porque se van a consumir en igual

111
00:11:12,600 --> 00:11:21,179
cantidad que éste, me queda un exceso de la base igual a 0,005 moles. Y habré formado, desde el

112
00:11:21,179 --> 00:11:27,200
punto de vista de esta ecuación química, 0,015 moles de cloruro de potasio, además de la misma

113
00:11:27,200 --> 00:11:32,639
cantidad de agua, pero eso en este momento no me interesa. ¿Qué es lo que ocurre con el hidróxido

114
00:11:32,639 --> 00:11:38,679
de potasio que me queda sin consumir, sin neutralizar? Pues que va a contribuir al carácter

115
00:11:38,679 --> 00:11:42,779
ácido base de la disolución. De hecho, yo sé que el hidróxido de potasio es una base fuerte que se

116
00:11:42,779 --> 00:11:48,299
disocia por completo y lo que voy a hacer es considerar la disociación de estos 0,005 moles

117
00:11:48,299 --> 00:11:54,159
de hidróxido de potasio. A la vista de la estequimetría de la reacción química de disociación, se va a

118
00:11:54,159 --> 00:11:58,600
formar de iones hidróxido una cantidad igual a la de hidróxido de potasio que había inicialmente,

119
00:11:58,820 --> 00:12:07,610
o sea, una cantidad de 0,005 moles de hidróxido. Se forman hidróxidos, la disolución tiene carácter

120
00:12:07,610 --> 00:12:12,389
básico. Voy a hacer algo cuantitativo. Voy a calcular la concentración de iones hidróxido.

121
00:12:12,909 --> 00:12:16,690
Para ello tengo que tener en cuenta que esta cantidad va a estar contenida dentro del volumen

122
00:12:16,690 --> 00:12:20,870
de la mezcla, que es la suma de los volúmenes de las dos disoluciones, igual que hicimos

123
00:12:20,870 --> 00:12:27,789
anteriormente. Un volumen igual a 0,250 litros. Consecuentemente puedo calcular la concentración

124
00:12:27,789 --> 00:12:34,070
de hidróxidos en la mezcla y al hacer la división obtengo el mismo valor que antes, 0,020 molar.

125
00:12:36,299 --> 00:12:42,299
A lo que he llegado utilizando este otro método alternativo es a que en la disolución al final

126
00:12:42,299 --> 00:12:50,259
de los finales he formado una cantidad de cloruro de potasio 0,015 moles por la ecuación de

127
00:12:50,259 --> 00:12:56,639
neutralización de Arrhenius, se ha formado una cantidad de hidróxido igual a 0,005 moles

128
00:12:56,639 --> 00:13:02,340
correspondiente al exceso y con esto calculé los hidróxidos y podría haber calculado análogamente

129
00:13:02,340 --> 00:13:07,740
la cantidad de cationes de potasio que se producían en la disociación. Fijaos en que estas dos

130
00:13:07,740 --> 00:13:12,259
cantidades, la del hidróxido de potasio y la del cloruro de potasio, coinciden con las que habríamos

131
00:13:12,259 --> 00:13:18,480
calculado utilizando el método anterior. Así pues, eso quiere decir que, puesto que este segundo

132
00:13:18,480 --> 00:13:24,580
método es más sencillo. En el caso en el que consideremos la neutralización de ácidos

133
00:13:24,580 --> 00:13:29,240
y bases fuertes, en general lo que vamos a hacer es considerar la ecuación de neutralización

134
00:13:29,240 --> 00:13:33,960
de Arrhenius así. Lo que vamos a hacer es considerar que el ácido y la base se van

135
00:13:33,960 --> 00:13:40,700
a consumir por completo hasta lo que determine el reactivo limitante. Lo que vamos a hacer

136
00:13:40,700 --> 00:13:44,879
es ver cuál es el reactivo en exceso. Vamos a calcular el exceso de ese reactivo y vamos

137
00:13:44,879 --> 00:13:50,639
a considerar que este es el que le confiere el carácter ácido o básico a la disolución. En este

138
00:13:50,639 --> 00:13:55,279
caso teníamos un exceso del hidróxido de potasio, teníamos una disolución de carácter básico. Si

139
00:13:55,279 --> 00:13:59,919
hubiéramos tenido un exceso del ácido clorhídrico, habríamos llegado a una conclusión análoga. La

140
00:13:59,919 --> 00:14:04,440
disolución tenía carácter ácido. Habríamos planteado la disociación por completo del ácido

141
00:14:04,440 --> 00:14:08,539
puesto que es fuerte y calcularíamos la concentración de hidrones o de oxidánios es análogo.

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00:14:08,539 --> 00:14:17,120
Con todo esto que hemos visto a lo largo de esta videoclase ya podríais resolver los ejercicios propuestos del 1 al 4

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00:14:17,120 --> 00:14:26,070
En el aula virtual de la asignatura tenéis disponibles otros recursos, ejercicios y cuestionarios

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00:14:26,070 --> 00:14:30,450
Asimismo tenéis más información en las fuentes bibliográficas y en la web

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00:14:30,769 --> 00:14:36,690
No dudéis en traer vuestras dudas e inquietudes a clase o al foro de dudas de la unidad en el aula virtual

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00:14:36,690 --> 00:14:38,830
Un saludo y hasta pronto