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 --> 00:00:32,409 de la unidad 7 dedicada a la primera parte del estudio de las reacciones ácido-base. 4 00:00:36,119 --> 00:00:41,439 En la videoclase de hoy estudiaremos el equilibrio de ionización de un ácido débil. 5 00:00:47,259 --> 00:00:53,399 En esta videoclase vamos a comenzar estudiando el equilibrio de ácidos y vamos a caracterizar 6 00:00:53,399 --> 00:00:58,420 la fortaleza relativa de los ácidos. Para ello, lo que vamos a hacer es considerar que, 7 00:00:58,520 --> 00:01:03,679 desde el punto de vista de la teoría de Bronsted y Lowry, un ácido es una sustancia que debe 8 00:01:03,679 --> 00:01:08,700 contener hidrógenos en su fórmula molecular y que son capaces de ceder hidrones a otras 9 00:01:08,700 --> 00:01:13,019 sustancias que llamamos bases. Bien, pues lo que vamos a considerar siempre en este 10 00:01:13,019 --> 00:01:18,739 contexto es que el ácido lo vamos a introducir en disolución acuosa, siempre el ácido con 11 00:01:18,739 --> 00:01:25,239 agua. Puesto que tiene carácter ácido va a ser capaz de ceder un hidrón, se va a convertir en 12 00:01:25,239 --> 00:01:31,500 el anión A- que va a ser la base conjugada del ácido HA que estamos considerando y el agua va 13 00:01:31,500 --> 00:01:36,560 a ser capaz de captar el hidrón que le cede el ácido convirtiéndose en su ácido conjugado que 14 00:01:36,560 --> 00:01:44,060 es el ión oxidán. Y en este contexto nosotros siempre vamos a considerar el equilibrio del 15 00:01:44,060 --> 00:01:52,879 ácido con agua para formar en equilibrio la base conjugada del ácido y el ácido conjugado del agua 16 00:01:52,879 --> 00:01:58,159 que estaría actuando como una base que va a ser siempre helión oxidáneo. Lo que vamos a hacer es 17 00:01:58,159 --> 00:02:03,099 considerar la ley de acción de masas en el equilibrio. Lo que vamos a tener es que la 18 00:02:03,099 --> 00:02:07,719 concentración de la base conjugada del ácido multiplicada por la concentración de lesiones 19 00:02:07,719 --> 00:02:15,319 oxidáneo elevado a los correspondientes coeficientes estequiométricos, que son 1, dividido entre la 20 00:02:15,319 --> 00:02:21,879 concentración del ácido multiplicado por no la concentración del agua, puesto que es un líquido 21 00:02:21,879 --> 00:02:29,479 puro, así que sólo la concentración del ácido, es igual a una cierta constante que en este contexto 22 00:02:29,479 --> 00:02:35,939 no se va a representar nunca Kc, sino que se va a representar Ka. Y lo vamos a denominar constante 23 00:02:35,939 --> 00:02:44,479 de disociación ácida o constante de acidez del ácido HA. Así pues, para caracterizar la fortaleza 24 00:02:44,479 --> 00:02:51,139 de un cierto ácido, lo único que tenemos que hacer es introducirlo en agua, medir las concentraciones 25 00:02:51,139 --> 00:02:55,259 de todas estas especies en el equilibrio y utilizar la alineación de masas para calcular 26 00:02:55,259 --> 00:03:03,280 esta constante. Cuanto más fuerte sea un ácido, mayor será la disociación que produzca, mayor 27 00:03:03,280 --> 00:03:09,960 será la concentración de esta base conjugada de iones oxidanio frente a la concentración 28 00:03:09,960 --> 00:03:15,879 que obtuviéramos de este ácido en el equilibrio y, consecuentemente, cuanto mayor sea la constante 29 00:03:15,879 --> 00:03:21,659 de acidez que midamos, mayor será la fortaleza del ácido. En el caso en el que la constante 30 00:03:21,659 --> 00:03:27,099 de acidez sea mayor que 1, mucho mayor que 1 en general, diremos que el ácido es muy 31 00:03:27,099 --> 00:03:32,319 fuerte y consideraremos que está completamente disociado. En tal caso, nunca escribiremos 32 00:03:32,319 --> 00:03:38,740 esta doble flecha de equilibrio, sino que diremos tal ácido es un ácido fuerte. En disolución acuosa 33 00:03:38,740 --> 00:03:43,879 se encuentra completamente disociado y escribiremos una flecha sencilla hacia la derecha y consideraremos 34 00:03:43,879 --> 00:03:49,099 que tenemos en el equilibrio, en el presunto equilibrio, únicamente una cierta concentración 35 00:03:49,099 --> 00:03:54,139 de esta base conjugada e ienes oxidanio y la concentración de este ácido en el equilibrio 36 00:03:54,139 --> 00:04:00,520 será cero, ha reaccionado por completo. ¿Cuáles son los ácidos fuertes que nosotros sabemos que 37 00:04:00,520 --> 00:04:05,580 son fuertes y habemos de saberlo? Pues como tenemos aquí, ácido yoídrico, bromídrico, 38 00:04:05,819 --> 00:04:11,539 perclórico, clorídrico, sulfúrico, mítrico, clórico, no son los únicos, pero son los 39 00:04:11,539 --> 00:04:16,579 que nosotros vamos a considerar. En el caso en el que la constante de acidez sea menor 40 00:04:16,579 --> 00:04:21,839 que 1, típicamente mucho menor que 1, lo que consideraremos es que tenemos un ácido 41 00:04:21,839 --> 00:04:26,220 suficientemente débil como para que la disociación sea parcial y en tal caso debemos hacer un 42 00:04:26,220 --> 00:04:31,660 estudio del equilibrio exactamente igual que hacíamos en la unidad 5. Un poquito más adelante 43 00:04:31,660 --> 00:04:40,120 veremos algún ejemplo numérico. Si queremos observar distintos ácidos fuertes y débiles 44 00:04:40,120 --> 00:04:46,220 podemos consultar una tabla donde tengamos contenidas las constantes de acidez y aquí 45 00:04:46,220 --> 00:04:53,339 tenemos por ejemplo ácido hiohídrico, sulfúrico, nítrico, estos serán ácidos fuertes. Como podemos 46 00:04:53,339 --> 00:04:58,620 ver su constante de acidez es efectivamente mayor que 1. El valor de la constante de acidez 47 00:04:58,620 --> 00:05:02,660 idénticamente igual a 1 se corresponde con el ión oxidáneo, que os recuerdo que era 48 00:05:02,660 --> 00:05:08,180 el ácido conjugado del agua. Y después tenemos otros ácidos débiles cuya constante de acidez, 49 00:05:08,379 --> 00:05:13,339 como podéis ver, es menor que 1. Tenemos el ácido cloroso, fosfórico, fluorídrico, 50 00:05:13,620 --> 00:05:20,920 nitroso y después todos los ácidos orgánicos. Como más representativos tenemos el ácido 51 00:05:20,920 --> 00:05:27,259 metanoico, también conocido con el nombre vulgar de ácido fórmico, el ácido benzoico o el ácido 52 00:05:27,259 --> 00:05:33,519 etanoico, también conocido con el nombre vulgar de ácido acético. Aquí tenéis las fórmulas de 53 00:05:33,519 --> 00:05:39,160 todos estos ácidos y aquí a la derecha tenemos las bases conjugadas que corresponden, que son 54 00:05:39,160 --> 00:05:44,699 aquellas expresiones, aquellas fórmulas que se obtienen de las de los ácidos habiendo perdido 55 00:05:44,699 --> 00:05:51,000 un hidrón. Entonces, por ejemplo, en el caso del ácido yoídrico, su base conjugada sería el propio 56 00:05:51,000 --> 00:05:57,439 ion yuduro. En el caso del ácido sulfúrico, pues el ion hidrógeno sulfoto y así en todos los demás 57 00:05:57,439 --> 00:06:04,040 casos. Junto con esta columna, con la constante K sub A, podéis ver que en ocasiones se encuentra 58 00:06:04,040 --> 00:06:11,160 tabulada y yo así lo he hecho lo que se denomina el PKA. Y es que tener todas estas constantes 59 00:06:11,160 --> 00:06:15,879 estabuladas es un poco engorro. Además, la constante de acidez, al igual que le pasa a la 60 00:06:15,879 --> 00:06:22,779 constante Kc del equilibrio ordinario expresado en función de concentraciones, toma valores muy 61 00:06:22,779 --> 00:06:28,839 variados, como podéis ver aquí, y solamente tenemos unos poquitos, desde el orden de magnitud del 10 62 00:06:28,839 --> 00:06:35,560 a menos 5 hasta el orden de magnitud de 10 elevado a la 9. Se extiende por un amplio rango de órdenes 63 00:06:35,560 --> 00:06:40,639 de magnitud. Pues bien, lo que se suele hacer en ocasiones es estabular en lugar de Ka lo que se 64 00:06:40,639 --> 00:06:46,800 denomina pKa, que no es más que menos el logaritmo decimal de la constante. Lo 65 00:06:46,800 --> 00:06:52,439 bueno que tiene esto es que los valores de pKa están restringidos en el rango a 66 00:06:52,439 --> 00:06:57,920 valores de aproximadamente entre menos 10 y más 10, más o menos de valores mayores 67 00:06:57,920 --> 00:07:02,199 a valores inferiores, pero todos los valores tienen valores más similares. 68 00:07:02,420 --> 00:07:07,139 Entonces, desde ese punto de vista es más útil ahora de tabular. Desde el punto de 69 00:07:07,139 --> 00:07:10,500 vista de los ejercicios, en ocasiones nos encontraremos con que nos dan la 70 00:07:10,500 --> 00:07:16,259 constante de acidez de los ácidos o en ocasiones nos darán el pKa de los ácidos. Tened en cuenta 71 00:07:16,259 --> 00:07:20,319 que si tenemos pKa y necesitamos la constante de acidez, porque vayamos a hacer uso de la 72 00:07:20,319 --> 00:07:26,279 aleación de masas y más, lo único que tenemos que hacer es invertir esta expresión. Y si pKa es 73 00:07:26,279 --> 00:07:32,480 menos el logaritmo decimal de la constante, la constante no es más que 10 elevado a menos el 74 00:07:32,480 --> 00:07:39,259 pKa. Así pues, este 2 elevado a, perdón, 2 por 10 elevado a 9 se podría obtener a partir de este 75 00:07:39,259 --> 00:07:46,240 valor de pKa sin más que hacer 10 elevado a menos, menos 9,3. Si intentas comprobar si todos los 76 00:07:46,240 --> 00:07:52,199 resultados son correctos, bueno, pues tanto pKa como Ka son valores que he tomado de distintas 77 00:07:52,199 --> 00:07:57,300 tablas y existirán pequeños errores de redondeo, pero podréis comprobar que en general corresponden 78 00:07:57,300 --> 00:08:04,519 bastante bien. Dije anteriormente que íbamos a resolver algún ejemplo numérico y lo que vamos 79 00:08:04,519 --> 00:08:11,399 a hacer es algo que se nos va a pedir en muchos ejercicios. Nos piden que calculemos la concentración 80 00:08:11,399 --> 00:08:18,000 de iones oxidanio en distintas disoluciones de ácido y, por ejemplo, para empezar lo que vamos 81 00:08:18,000 --> 00:08:24,220 a hacer es considerar una disolución 0,5 molar, nos tienen que dar la concentración, de ácido 82 00:08:24,220 --> 00:08:32,779 metanoico cuya fórmula química es HCOOH y cuya constante de acidez se nos da es 1,78 por 10 a la 83 00:08:32,779 --> 00:08:39,620 menos 4. Viendo este valor de la constante, 10 a la menos 4, entre paréntesis, viendo que es un ácido 84 00:08:39,620 --> 00:08:46,500 orgánico, sabemos que estamos ante un ácido débil y lo que vamos a hacer es considerar que en 85 00:08:46,500 --> 00:08:52,259 disolución acuosa el ácido metanoico con agua se va a disolver parcialmente y lo que vamos a hacer 86 00:08:52,259 --> 00:08:58,179 es escribir la ecuación del equilibrio. En este caso el ácido metanoico cede un hidrógeno al agua 87 00:08:58,179 --> 00:09:04,700 que se va a convertir en el ácido conjugado el ión oxidáneo, el ácido metanoico que pierde un 88 00:09:04,700 --> 00:09:10,580 hidrón se convierte en su base conjugada que no es más que el ión metanoato. Siempre tenemos que 89 00:09:10,580 --> 00:09:17,740 escribir la ecuación del equilibrio y siempre va a ser ácido más agua para formar la base conjugada 90 00:09:17,740 --> 00:09:24,440 del ácido y el ión oxidáneo. Porque la ley de acción de masas aplicado a este equilibrio tal 91 00:09:24,440 --> 00:09:29,879 y como lo tenemos escrito, es la que corresponde con esta constante de acidez. Insisto, y por 92 00:09:29,879 --> 00:09:36,299 definición, ácido más agua en equilibrio con la base conjugada del ácido y los iones oxidáneos, 93 00:09:36,360 --> 00:09:43,059 que son la base conjugada del agua. Nosotros lo que vamos a considerar siempre es que el ácido 94 00:09:43,059 --> 00:09:49,360 en disolución acosa se disocia. Y desde ese punto de vista, en este contexto, siempre lo que vamos 95 00:09:49,360 --> 00:09:55,340 a hacer es estudiar el grado de disociación, que ya habíamos estudiado en su momento en la unidad 96 00:09:55,340 --> 00:10:00,879 5. Así pues las tablas del equilibrio en este contexto lo que van a tener es en la primera 97 00:10:00,879 --> 00:10:07,179 fila, como siempre, la reacción química y en cuanto a lo que corresponde a la fila del inicio 98 00:10:07,179 --> 00:10:13,419 reacciona y en el equilibrio lo que vamos a poner son concentraciones, en sentido estricto cantidades 99 00:10:13,419 --> 00:10:19,840 contenidas en un litro de disolución. Esto es así porque nosotros habitualmente lo que vamos a 100 00:10:19,840 --> 00:10:24,720 conocer siempre es la concentración inicial del ácido y entonces lo que nos va a ser más cómodo 101 00:10:24,720 --> 00:10:29,000 es colocar en la tabla del equilibrio, aquí en esta primera fila, la concentración inicial, 102 00:10:29,139 --> 00:10:35,179 que en este caso es 0,5 molar. En esencia, en sentido estricto, lo que nos están diciendo es 103 00:10:35,179 --> 00:10:41,279 que hemos formado la disolución introduciendo para formar un litro 0,5 moles de ácido metanoico. 104 00:10:41,740 --> 00:10:47,100 Y nosotros lo que vamos a hacer es representar 0,5 molar como concentración inicial. Bien, 105 00:10:47,100 --> 00:10:54,559 pues vamos a considerar que al inicio lo que contiene la disolución es agua y ácido metanoico, 106 00:10:54,720 --> 00:11:13,059 Y que de ión metanoato y de iones oxidanio no va a haber nada. En la columna del agua nunca vamos a poner absolutamente nada, puesto que estamos poniendo concentraciones. Esto es un líquido puro y no tiene concentración definida. Consecuentemente, en la columna del agua nunca vamos a poner nada. 107 00:11:13,059 --> 00:11:26,539 Y así en esta fila lo que vamos a poner es concentración inicial, en mente tenemos cantidad en cada litro de disolución y tenemos 0,5 molar 0,0. 0,5 moles de ácido metánico para formar un litro de disolución. 108 00:11:26,539 --> 00:11:31,899 qué es lo que reacciona pues lo que vamos a hacer es expresarlo siempre en función del grado de 109 00:11:31,899 --> 00:11:40,320 asociación alfa y alfa os recuerdo es la fracción de la cantidad que reacciona referida a la cantidad 110 00:11:40,320 --> 00:11:45,720 total que nosotros tengamos y la cantidad que reacciona se va a calcular multiplicando siempre 111 00:11:45,720 --> 00:11:51,100 la cantidad inicial por alfa en este caso lo que vamos a hacer es multiplicar 0,5 por alfa 112 00:11:51,100 --> 00:12:05,480 A la vista de los coeficientes estequiométricos de la ecuación química ajustada, el ácido metanoico libera un hidrón que va a formar un oxidáneo combinándose con una molécula de agua para producir un ion acetato. 113 00:12:05,639 --> 00:12:11,740 Todos los coeficientes estequiométricos son iguales y iguales a uno. La fila de reacción contiene toda ella 0,5 por alfa. 114 00:12:12,519 --> 00:12:18,600 ¿Qué es lo que vamos a tener en el equilibrio? La cantidad inicial menos la que reacciona en el ácido. 115 00:12:18,600 --> 00:12:26,779 en el caso del ácido, así pues será 0,5 menos 0,5 por alfa, sacando factor común 0,5, siempre vamos 116 00:12:26,779 --> 00:12:34,000 a representar 0,5 por 1 menos alfa. Y en el caso del ión metanoato, en este caso, y del ión 117 00:12:34,000 --> 00:12:39,159 oxidáneo, no teníamos nada en reacción a 0,5 por alfa que aparece. Bueno, pues en el equilibrio 118 00:12:39,159 --> 00:12:46,639 tenemos 0,5 por alfa en el caso de ambas especies. Lo que vamos a hacer es siempre aplicar la 119 00:12:46,639 --> 00:12:52,240 la dirección de masas. De acuerdo que en el equilibrio la escribimos, la concentración del 120 00:12:52,240 --> 00:12:57,980 ión metanoato por la concentración del ión oxidáneo, la base conjugada del ácido y el ácido 121 00:12:57,980 --> 00:13:03,399 conjugado del agua elevado a sus coeficientes esteométricos que van a ser 1, dividido entre 122 00:13:03,399 --> 00:13:07,779 la concentración del ácido elevado a su coeficiente esteométrico que es 1, insisto en que nunca 123 00:13:07,779 --> 00:13:12,059 introduciremos aquí la concentración del agua porque es un ácido puro, tiene que ser igual a 124 00:13:12,059 --> 00:13:18,019 la constante de acidez a la constante de la dirección de masas de aquí en adelante todo lo 125 00:13:18,019 --> 00:13:23,259 que hagamos es exactamente igual lo que hicimos en la unidad 5 las concentraciones de los iones 126 00:13:23,259 --> 00:13:30,799 son 0,5 por alfa lo tengo repetido pongo al cuadrado la concentración del ácido en el equilibrio es 0,5 127 00:13:30,799 --> 00:13:37,740 por 1 menos alfa extraje factor común para poder simplificar uno de estos 0,5 con este lo que me 128 00:13:37,740 --> 00:13:45,340 queda es esta expresión igual a 1,78 por la menos 4 la constante del equilibrio sin más que resolver 129 00:13:45,340 --> 00:13:50,139 esta ecuación obtenemos los dos resultados para alfa puesto que vamos a obtener una ecuación del 130 00:13:50,139 --> 00:13:55,240 segundo grado el valor admisible va a ser el no negativo y si tuviéramos dos valores negativos 131 00:13:55,240 --> 00:14:02,960 el menor de ellos en este caso el valor admisible para alfa es 0,019 de tal forma que en el equilibrio 132 00:14:02,960 --> 00:14:08,700 podemos calcular las concentraciones de todas las especies químicas multiplicando 0,5 por alfa, 133 00:14:08,840 --> 00:14:15,399 0,5 por 1 menos alfa. Tenemos aquí los resultados y en el caso concreto del ión oxidáneo, que es lo 134 00:14:15,399 --> 00:14:21,139 que nos estaban pidiendo en este ejercicio ficticio, en este ejemplo, lo que vemos es que la concentración 135 00:14:21,139 --> 00:14:27,500 en el equilibrio va a ser 0,010 molar. Entre paréntesis, el hecho de que esta concentración 136 00:14:27,500 --> 00:14:32,860 sea superior a 10 elevado a menos 7 molar es lo que me permite caracterizar esta disolución como 137 00:14:32,860 --> 00:14:38,500 de carácter ácido y consecuente me permite caracterizar esta sustancia como de carácter 138 00:14:38,500 --> 00:14:43,720 ácido. El valor 10 a la menos 7 molar no es un valor mágico elegido al azar, sino que cuando 139 00:14:43,720 --> 00:14:48,240 vayamos avanzando en esta videoclase y lleguemos al producto iónico del agua, lo podremos discutir. 140 00:14:52,019 --> 00:14:57,460 Cuando dije hace un momento que el ácido metanoico era un ácido débil, en realidad debe haber dicho 141 00:14:57,460 --> 00:15:03,399 que es un ácido muy débil. La primera pista la tenía al echarlo en vistazo a la constante de 142 00:15:03,399 --> 00:15:09,080 acidez. Decíamos que cuando la constante de acidez tenía un valor menor que 1, teníamos ante 143 00:15:09,080 --> 00:15:13,580 nosotros un ácido débil. Aquí no es que sea menor que 1, es que hay cuatro órdenes de magnitud de 144 00:15:13,580 --> 00:15:19,159 diferencia. Yo sospecho que este ácido es muy débil, pero en realidad lo que me permite caracterizar 145 00:15:19,159 --> 00:15:26,700 la fortaleza relativa de ácidos y de bases no es la constante, sino su disociación. Un ácido es 146 00:15:26,700 --> 00:15:32,120 fuerte cuando en disolución acuosa se encuentra disociado por completo. Cuanto menor sea la 147 00:15:32,120 --> 00:15:38,559 disociación, el grado de disociación del ácido más débil será. Así pues lo que tenemos que hacer 148 00:15:38,559 --> 00:15:48,200 es echarle un vistazo al grado de disociación. Era 0,019. En porcentaje es un 1,9%. Lo cual quiere 149 00:15:48,200 --> 00:15:54,500 decir que en promedio de cada 100 moléculas de ácido metanoico que hubiéramos introducido 150 00:15:54,500 --> 00:16:01,659 originalmente en la disolución, 2 se encuentran disociadas y el resto no. El hecho de que este 151 00:16:01,659 --> 00:16:10,759 grado de asociación sea tan próximo a cero nos hace pensar que este ácido es muy muy muy débil 152 00:16:10,759 --> 00:16:17,899 y en lugar de resolver esta ecuación de segundo grado tan pesada podríamos intentar buscar una 153 00:16:17,899 --> 00:16:25,340 ecuación simplificada. Lo que vamos a hacer es, pensando en que el grado de asociación toma un 154 00:16:25,340 --> 00:16:32,980 valor próximo a 0, aproximar en la ley de acción de masas el valor 1 menos alfa que teníamos en el 155 00:16:32,980 --> 00:16:40,080 denominador, aquí, a 1. Y cuando estemos resolviendo un ejercicio, la línea argumental es precisamente 156 00:16:40,080 --> 00:16:45,860 esta. Sospechamos, porque estamos empezando el ejercicio, en este caso sabemos porque ya lo 157 00:16:45,860 --> 00:16:51,100 hemos resuelto, pero en general sospechamos que este ácido es muy débil y la razón por la que 158 00:16:51,100 --> 00:16:57,120 lo sospechamos es porque la constante de acidez toma un valor muy pequeño. De tal manera que el 159 00:16:57,120 --> 00:17:02,620 grado de asociación será próximo a cero y por eso en la ley de acción de masas vamos a hacer 1 menos 160 00:17:02,620 --> 00:17:08,140 alfa aproximadamente igual a 1. También argumental es un poco lo que viene aquí. Como el ácido es 161 00:17:08,140 --> 00:17:12,599 muy débil, alfa va a ser próximo a cero y consecuentemente voy a aproximar 1 menos alfa 162 00:17:12,599 --> 00:17:19,859 por 1. Así que en la ley de acción de masas, si esto es aproximadamente 1, me quedará 0,5 por 163 00:17:19,859 --> 00:17:25,799 alfa al cuadrado igual a la constante de acidez y como podéis ver me queda una ecuación de segundo 164 00:17:25,799 --> 00:17:30,940 grado para alfa pero es una ecuación incompleta no hay más que despejar alfa como la raíz cuadrada 165 00:17:30,940 --> 00:17:36,059 de la constante entre la concentración inicial más puesto que nosotros vamos a considerar 166 00:17:36,059 --> 00:17:43,480 automáticamente y únicamente la solución positiva y lo que obtenemos es 0,019 el mismo valor que 167 00:17:43,480 --> 00:17:50,140 teníamos anteriormente. El hecho de que este valor sea realmente próximo a cero me da idea de que la 168 00:17:50,140 --> 00:17:54,759 aproximación que he hecho es válida y a partir de aquí puedo continuar el ejercicio y habré obtenido 169 00:17:54,759 --> 00:17:59,960 exactamente los mismos resultados que antes. Fijaos que en lugar de resolver una ecuación de segundo 170 00:17:59,960 --> 00:18:04,940 grado bastante pesada, no por nada sino porque en general la constante de acidez que tengamos aquí 171 00:18:04,940 --> 00:18:09,940 o de basicidad, como veremos más adelante, va a ser un valor decimal con este orden de magnitud que 172 00:18:09,940 --> 00:18:15,200 tiene que utilizar la calculadora, etc. Esto va a ser mucho más directo. No voy a tener más que 173 00:18:15,200 --> 00:18:20,900 despejar, extraer una red cuadrada y continuar hacia adelante. Insisto en que siempre que 174 00:18:20,900 --> 00:18:26,039 calculemos alfa haciendo esta aproximación, debo pararme a reflexionar acerca de si realmente este 175 00:18:26,039 --> 00:18:31,920 valor es próximo a cero. Y la clave va a ser que los resultados que yo obtenga con la aproximación 176 00:18:31,920 --> 00:18:38,880 deben ser iguales a los que obtenga sin ella. Y por iguales me refiero a que por lo menos los 177 00:18:38,880 --> 00:18:46,160 tres primeros decimales se correspondan. Nosotros vamos a considerar habitualmente que para que 178 00:18:46,160 --> 00:18:52,559 alfa sea realmente próximo a cero y que esta aproximación sea correcta, tiene que tomar un 179 00:18:52,559 --> 00:18:59,740 valor por debajo del 5%, o sea que alfa tiene que tener un valor por debajo de 0,05. Insisto 180 00:18:59,740 --> 00:19:06,779 que con carácter general. Vamos a resolver un ejemplo más. En este caso habíamos visto el 181 00:19:06,779 --> 00:19:11,319 ácido metanoico que era un ácido débil, vamos a ver qué es lo que pasa cuando tenemos entre manos 182 00:19:11,319 --> 00:19:17,799 un ácido fuerte como puede ser el ácido nítrico HNO3. Vamos a considerar igual que anteriormente 183 00:19:17,799 --> 00:19:23,779 una concentración inicial 0,5 molar y en este caso vamos a considerar que nos dan el valor de 184 00:19:23,779 --> 00:19:29,240 la constante de acidez que es 23, más lo que 1, consecuentemente se trata de un ácido fuerte. 185 00:19:30,400 --> 00:19:34,720 Bien, vamos a hacer exactamente el mismo procedimiento que hicimos anteriormente con 186 00:19:34,720 --> 00:19:40,420 el ácido metánico, pero con el ácido nítrico. Vamos a comenzar considerando el equilibrio. 187 00:19:40,599 --> 00:19:44,420 Puesto que nos dan la constante, vamos a utilizar la ley de actin de masas. Insisto, como siempre, 188 00:19:44,680 --> 00:19:50,660 ácido más agua para producir, o en este caso en equilibrio, con la base conjugada del ácido, 189 00:19:50,900 --> 00:19:57,619 que es el ión nitrato, y el ión oxitáneo, que es el ácido conjugado del agua. Se hace exactamente 190 00:19:57,619 --> 00:20:02,279 el mismo desarrollo. Aquí no ha cambiado nada. Nos encontramos con un problema de equilibrio de 191 00:20:02,279 --> 00:20:08,140 los de la unidad 5, visto 1, vistos todos, en este caso con la salvedad de que estamos utilizando 192 00:20:08,140 --> 00:20:15,099 la constante de acidez en lugar de Kc, pero salvo por eso exactamente igual. Obtenemos los dos valores 193 00:20:15,099 --> 00:20:19,539 para alfa en la ecuación que se obtiene a partir de la alineación de masas. Nos vamos a quedar con 194 00:20:19,539 --> 00:20:27,579 el valor no negativo. Alfa en este caso es 0,979 y vamos a calcular las concentraciones en el 195 00:20:27,579 --> 00:20:33,019 equilibrio de todas las especies involucradas utilizando las mismas expresiones que antes. Y 196 00:20:33,019 --> 00:20:37,359 puesto que se nos pide la concentración de iones oxidáneo, obtenemos que en este caso, en el 197 00:20:37,359 --> 00:20:44,619 equilibrio, la concentración de iones oxidáneo es 0,490 molar. Una vez más, entre paréntesis, el hecho 198 00:20:44,619 --> 00:20:49,059 de que este valor de concentración sea superior a 10 a la menos 7 molar me da idea de que la 199 00:20:49,059 --> 00:20:54,660 disolución final tiene carácter ácido y, consecuentemente, hago bien llamando ácido al ácido 200 00:20:54,660 --> 00:21:00,500 el ácido nítrico. El ácido nítrico que es un ácido fuerte cuya constante es mayor que 1 y puedo 201 00:21:00,500 --> 00:21:05,359 observar que me encuentro en un punto completamente opuesto al que tenía anteriormente con el ácido 202 00:21:05,359 --> 00:21:11,740 metanoico. Anteriormente el ácido era muy débil y el grado de disociación era próximo a 0. En este 203 00:21:11,740 --> 00:21:18,319 caso el ácido es fuerte y lo que obtengo es un grado de disociación próximo a 1. En el caso en 204 00:21:18,319 --> 00:21:22,579 el que yo tenga un ácido fuerte que lo sepa bien porque me lo diga no bien porque forme parte de 205 00:21:22,579 --> 00:21:27,180 la lista de ácidos fuertes que hemos visto en la video clase anterior y que debo conocer. Lo que 206 00:21:27,180 --> 00:21:32,640 vamos a hacer habitualmente es no conocer la constante de acidez, no nos la va a dar, y lo que 207 00:21:32,640 --> 00:21:38,720 vamos a hacer es hacer una aproximación análoga a la que hacíamos anteriormente. Vamos a suponer 208 00:21:38,720 --> 00:21:45,160 que por ser un ácido fuerte el grado de asociación va a ser próximo a 1. En concreto la aproximación 209 00:21:45,160 --> 00:21:51,299 es considerar que el grado de asociación es idénticamente igual a 1, de tal forma que la 210 00:21:51,299 --> 00:21:55,420 concentración del ácido inicial, puesto que se va a disociar por completo, va a ser 211 00:21:55,420 --> 00:22:00,779 0, próxima a 0, y las concentraciones de los iones en el equilibrio se van a corresponder 212 00:22:00,779 --> 00:22:08,400 con la concentración inicial del ácido. Lo que vamos a hacer es abreviar, pero mucho 213 00:22:08,400 --> 00:22:13,000 más de lo que hacíamos en el caso del ácido débil. Y ya desde el principio del problema 214 00:22:13,000 --> 00:22:17,900 vamos a comenzar planteándolo de una forma distinta. Vamos a comenzar directamente diciendo 215 00:22:17,900 --> 00:22:21,960 que el ácido nítrico es un ácido fuerte y que en disolución una cosa se disocia por 216 00:22:21,960 --> 00:22:27,339 completo. No escribiremos la ecuación del equilibrio, así que no escribiremos una doble 217 00:22:27,339 --> 00:22:32,200 flecha, escribiremos una flecha sencilla. Y sí, vamos a considerarlo como todos los 218 00:22:32,200 --> 00:22:38,279 ácidos. Ácido más agua para formar, ya no en equilibrio, para formar la base conjugada 219 00:22:38,279 --> 00:22:43,460 del ácido, que en el caso del ácido nítrico es el ión nítrato, y el ión oxidáneo, que 220 00:22:43,460 --> 00:22:49,559 el ácido conjugado de la base del agua. A la vista de la estequiometría de la ecuación química 221 00:22:49,559 --> 00:22:55,079 ajustada 1, 1, 1, 1, todos los coeficientes estequiométricos son iguales. No vamos a decir 222 00:22:55,079 --> 00:23:01,740 que la concentración del ácido una vez se produzca la disociación es 0, eso será porcentado. Lo que 223 00:23:01,740 --> 00:23:07,140 sí diremos es que la concentración final cuando se ha producido la disociación tanto del ión 224 00:23:07,140 --> 00:23:12,099 nitrato como del ión oxidáneo, a la vista de los coeficientes estequiométricos, va a ser igual a 225 00:23:12,099 --> 00:23:17,960 la inicial del ácido. La concentración inicial del ácido era 0,5 molar, igual que habíamos discutido 226 00:23:17,960 --> 00:23:25,059 en el caso del ácido metanoico, lo que estamos considerando es que para formar un litro de 227 00:23:25,059 --> 00:23:32,299 disolución hemos introducido 0,5 moles de ácido nítrico, que se va a disolver por completo en 0,5 228 00:23:32,299 --> 00:23:38,920 moles de ion nitrato y 0,5 moles de ion oxidáneo, contenidos en un litro de disolución. Consecuentemente, 229 00:23:38,920 --> 00:23:45,400 la concentración en el equilibrio, la concentración final en este caso de oxidanio y de nitrato va a 230 00:23:45,400 --> 00:23:54,539 ser 0,5 molar, igual a la inicial del ácido nítrico. Con estos dos ejemplos hemos podido comprobar qué 231 00:23:54,539 --> 00:24:01,920 hemos de hacer si necesitamos caracterizar un ácido, ya sea fuerte o ya sea débil, a través de 232 00:24:01,920 --> 00:24:07,460 la concentración de iones oxidanio que se producen. En el caso de un ácido fuerte supondremos que se 233 00:24:07,460 --> 00:24:13,180 produce una disociación por completo y calcularemos directamente la concentración de iones oxidáneo 234 00:24:13,180 --> 00:24:18,680 como igual a la concentración inicial del ácido. En el caso de un ácido débil hemos visto cómo 235 00:24:18,680 --> 00:24:23,559 utilizar la redacción de masas y hemos visto la aproximación que podremos en ciertas ocasiones 236 00:24:23,559 --> 00:24:29,859 hacer para simplificar el cálculo. Insisto en el podremos hacer en ciertas ocasiones. No quiero 237 00:24:29,859 --> 00:24:35,180 que penséis en que o bien todos los ácidos son fuertes se disocian por completo o bien todos los 238 00:24:35,180 --> 00:24:38,720 ácidos son muy débiles y puedo hacer la aproximación de alfa próximo a cero y 239 00:24:38,720 --> 00:24:44,440 consecuentemente uno menos alfa igual a uno. Si nosotros pretendemos utilizar esa 240 00:24:44,440 --> 00:24:49,960 aproximación y resolvemos calculando un valor de alfa que no es realmente 241 00:24:49,960 --> 00:24:54,779 próximo a cero y no basta con decirlo, tiene que serlo realmente, lo que tenemos 242 00:24:54,779 --> 00:24:58,940 que hacer es volver atrás y resolver la ecuación de segundo grado completa. Así 243 00:24:58,940 --> 00:25:04,359 pues, nosotros nos encontraremos en general con tres tipos de ácidos, uno, dos, 244 00:25:04,359 --> 00:25:11,660 tres. Ácidos fuertes se disocian por completo. Ácidos muy débiles casi no se disocian. Haremos 245 00:25:11,660 --> 00:25:18,339 la aproximación 1 menos alfa igual a 1 y en general ácidos débiles para los cuales calcularemos alfa 246 00:25:18,339 --> 00:25:26,700 con la ecuación de segundo grado completa. En el aula virtual de la asignatura tenéis 247 00:25:26,700 --> 00:25:32,079 disponibles otros recursos, ejercicios y cuestionarios. Asimismo tenéis más información 248 00:25:32,079 --> 00:25:37,099 en las fuentes bibliográficas y en la web. No dudéis en traer vuestras dudas e inquietudes 249 00:25:37,099 --> 00:25:42,460 a clase o al foro de dudas de la unidad en el aula virtual. Un saludo y hasta pronto.