Modelo 2011, 5B - Contenido educativo - Contenido educativo
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Vale, vamos a hacer el ejercicio demoníaco este, entonces bueno, es el del modelo de 2011, el 5B, os cuento un poco.
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El problema es que nos dicen que tenemos una muestra impura de hidróxido de sodio, es decir, que dentro de la muestra vamos a tener parte que va a ser hidróxido de sodio y parte que no,
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Y luego tenemos otra muestra de ácido clorhídrico comercial, del que nos dan una densidad y un porcentaje más a buen peso, que es lo mismo.
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Entonces, lo complicado del ejercicio en realidad está en el apartado C.
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Vale, pero llegar hasta el apartado C y sacar tanto el A como el B es complicado porque conlleva cosas, sobre todo cálculos de los que hicimos el año anterior, de densidades, bueno, cosas de disoluciones en general.
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Vale, entonces, de hecho el apartado A es que ni siquiera es de segundo de bachillerato, es de primero totalmente, pero aún así se atasca mucho porque si no lo hemos recordado pues al final es normal.
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Vale, vamos a ver cómo se hace. En el apartado A tenemos que calcular la molaridad de la disolución de ácido clorhídrico, de esta que nos dan la densidad y el porcentaje en masa. Lo vamos a hacer con un factor de conversión porque en realidad es lo más rápido, pero se puede hacer poquito a poco, un poco más razonado y ahora lo vemos si queréis.
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la idea es, yo tengo que la densidad
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que en el fondo es de alguna manera también
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una especie de medida de la concentración
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la densidad está en gramos centímetros cúbicos
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que es lo mismo que gramos mililitros si lo preferís
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y yo lo que quiero conseguir al final es
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mol partido litro
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pero teniendo en cuenta que esto es de la disolución entera
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esta densidad corresponde a toda la disolución
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Y yo esta concentración quiero que sea específicamente del ácido clorhídrico, que es el del enunciado. ¿Vale? Entonces, ¿cómo lo vamos a hacer? Bueno, pues poco a poco, como todo. Voy a hacer un factor de conversión grande, que es más o menos como lo hacíamos el año pasado.
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pero insisto, podéis suponer un volumen de un litro
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ir haciéndolo poquito a poco
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y sale perfectamente bien también
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vale, entonces
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lo primero que vamos a hacer es aplicar
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el porcentaje en masa
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porque el porcentaje en masa
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estos son gramos de disolución
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lo que nos da es
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del total de la disolución
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cuántos gramos hay
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no, cuánto porcentaje es realmente de ácido clorhídrico
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y cuánto es
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de otras cosas
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Entonces, al final, lo que me quiere decir esto, el que sea un 35% en masa, es que por cada 100 gramos de disolución yo voy a tener 35 gramos del ácido clorhídrico.
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Aplicando este factor de conversión, ya estoy consiguiendo tenerlo en gramos de ácido clorhídrico, que al final es lo que a mí me interesa porque aquí tienen que ir los moles, como os digo, de ácido clorhídrico.
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Entonces, vamos a seguir por esta parte y a pasar esos gramos de ácido clorhídrico a moles de clorhídrico.
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Siempre que queremos pasar de masa a moles, lo que tenemos que aplicar es la masa molecular.
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Entonces, aquí lo mismo, la masa molecular del ácido clorhídrico es 36,5 gramos mol, 35,5 de cada átomo de cloro y 1 del átomo de hidrógeno.
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Entonces, cuando aplicamos esto, dejamos un mol de ácido clorhídrico arriba y los 36,5 gramos de ácido clorhídrico abajo, ¿vale? Se nos va esto con esto y se nos quedan moles de ácido clorhídrico. Ya lo tenemos casi casi como queríamos, ¿vale?
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Ahora lo único que nos queda por cambiar son los mililitros y pasarlo a litros, que eso es más sencillo, ¿no? Los litros tienen que estar abajo, arriba a cuantos mililitros corresponde, ¿vale? Y con eso lo tenemos.
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Si hacéis este cálculo, es decir, multiplicáis el 1,189 por 35 por 1.000 y dividís entre 100 y entre 36,5, os debería salir 11,4 mol partido litro o molar, ¿vale? Como ponemos siempre la M.
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Y eso sería el apartado A. ¿Qué tal? Le voy a hacer rápido, pero claro, rápido sí sabemos hacerlo, es lo de siempre. El apartado B nos dice, la pureza de la muestra de hidróxido de sodio, si 100 gramos de la misma son neutralizados con 100 mililitros del ácido clorhídrico comercial.
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Vale, esto es sobre todo entenderlo, para no liarnos con los datos que nos están dando y lo que nos están pidiendo. La muestra de hidróxido de sodio nos han dicho que es impura, entonces yo voy a poner un total de la muestra, pero como solo aparte de esa muestra, la pureza que es lo que nos están pidiendo, es hidróxido de sodio y el resto son otras cosas, va a reaccionar menos de esos 100 gramos.
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Pues esos 100 gramos llevan muchas cositas que no van a reaccionar con el ácido clorhídrico comercial.
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Entonces, ¿cuál es la estrategia?
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Vamos a hacer la neutralización, pero si la hiciésemos con esos 100 gramos no tendría sentido porque no habría ningún dato que sacar.
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Lo que vamos a querer sacar es la masa de hidróxido de sodio que reacciona
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para que luego la podamos comparar con esos 100 gramos que estamos poniendo y sacar la pureza real que tiene la muestra.
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¿Vale? Entonces, esa masa es como el ejercicio que ya hicimos, que era una neutralización pero nos pedían la masa, ¿vale? Es exactamente igual
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La reacción de neutralización sería hidróxido de sodio más hecedo clorhídrico que nos da cloruro de sodio y agua, ¿vale?
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Y de aquí vamos a plantear la condición del punto de equivalencia de siempre, número de moles de H más igual a número de moles de OH menos
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El número de moles de OH- no lo vamos a desplegar como el número de moles de H+, porque no nos interesa, queremos sacar la masa.
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Entonces, para el número de moles de H+, ponemos el número de hidrógenos que nos aporta el ácido, por la concentración del ácido clorhídrico, que ya lo hemos sacado en el apartado anterior,
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por el volumen de ácido clorhídrico que nos lo da este apartado, y es igual al número de moles de OH-.
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Si hacemos esta cuenta, el ácido clorhídrico solo tiene un protón, con lo cual eso es un 1, la concentración que son 11,4 y el volumen que nos decían que era de 100 mililitros. Por lo tanto, acordaros que si lo que yo quiero calcular son moles, ahí necesariamente lo tengo que poner en litros.
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Y esto si lo calculáis, es como dividir entre 10, 1,14 moles de H- son los que realmente se van a neutralizar con esa cantidad de ácido clorhídrico.
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¿Cómo seguimos? Pues diciendo que eso es igual a 1,14 moles del NaOH que estamos utilizando. ¿Por qué esto es así? Porque al final el NaOH se disocia y da un solo grupo hidróxido.
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Entonces, al final esto lo sabemos porque la estequiometría de la reacción es 1-1, ¿vale? Se podría escribir un poco más redactado, pero bueno, me entendéis. Al final a lo importante, ¿vale?
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Entonces, hasta ahí los moles de hidróxido de sodio que están reaccionando de verdad, ¿vale? Dos opciones, pero vamos a hacer la pureza en masa, no sé, da un poco igual, pero se suele hacer más así, daría lo mismo hacerlo en masa que en moles, pero bueno, vamos a calcular a qué masa corresponde esto, porque yo sé que lo que hemos puesto de la muestra son 100 gramos, me lo dice el enunciado, ¿vale?
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Entonces, vamos a calcular lo que realmente reacciona haciendo el número de moles por masa molecular, como siempre.
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El número de moles es 1,14 y la masa molar del hidróxido de sodio son 40 gramos mol.
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Si hacéis esto, ¿cuánto sale? 45,6 gramos de NaOH reaccionan.
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Estos son los que reaccionan de verdad.
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¿Qué pasa? Que el total que yo he puesto son 100 gramos
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100 gramos de la muestra impura
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¿Vale? Entonces, ¿cómo sacamos la pureza de esa muestra?
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Pues vamos a dividir los que están reaccionando de verdad entre el total que yo puse
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Bueno, ponemos pureza aquí, así nos entendemos mejor
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Lo podéis abreviar si queréis, pero bueno
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Y sería la masa real, vale, la masa que reacciona, entre la masa total empleada por 100, vale.
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Y esto nos da 45,6 entre 100 gramos por 100 para que no salga en porcentaje. Se podría poner sin porcentaje, pero bueno, normalmente se suele expresar en tanto porciento.
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Y eso nos va a dar un 45,6%, que eso es la pureza de la muestra del hidróxido. Y con eso ya estaría el apartado B. Como veis, no es difícil, es una neutralización, pero pidiéndonos la masa, lo único que le meten es a otra cosilla, que es la pureza.
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Vale, y vamos a ver el apartado C, que a mí personalmente me parece el más complicado, pero yo creo que si lo hacemos poco a poco, ni tan mal. Dice que el pH de la disolución, o sea, nos preguntan el pH de la disolución formada al añadir 22 gramos del hidróxido impuro y 40 mililitros del ácido comercial y diluir la mezcla hasta conseguir un volumen de un litro.
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Al final, lo que yo tengo aquí es que el ácido clorhídrico comercial me va a aportar una cierta cantidad de oxidanios y el hidróxido de sodio me va a aportar una cierta cantidad de hidroxilos.
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se va a dar una neutralización igual que la de antes
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lo que pasa es que aquí no sabemos si estamos en el punto de equivalencia o no
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lo tendremos que calcular
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así que vamos a calcular por separado el número de moles que aportamos de esto
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y el número de moles que aportamos de los hidroxilos
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y ya a partir de ahí vemos cómo seguir
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entonces esto no es una neutralización de punto de equivalencia
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es una mezcla, hay una neutralización parcial pero igual no es completa
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igual no llegamos al punto en el que el número de moles sea igual
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sino que tenemos que calcular el número de moles por separado
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Y ver cómo hacemos, ¿vale? Entonces, para el ácido, por ejemplo, ¿vale? Nos dicen que son, me parece que eran 40 mililitros o así. Sí, eso es. Vale.
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Nos dicen que ponemos 40 mililitros y sabemos que la concentración del ácido, que la hemos calculado antes, era 11,4 molar, ¿vale?
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Así que para calcular el número de moles que ponemos del H+, que es lo que a mí me interesa, va a ser igual, bueno, o H3O+, sabéis que da lo mismo, va a ser igual que el número de moles de clorhídrico por la estequiometría 1,1 igual que antes, ¿vale?
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Y esto va a ser igual a la concentración del clorhídrico por el volumen de clorhídrico que yo estoy poniendo. Entonces, la concentración del clorhídrico, 11,4 por el volumen en litros, ¿vale? Con lo cual hay que pasarlo, sería 0,04 litros.
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Y esto tiene que dar, a ver, un segundín, 0,456 moles de H+. De calor hídrico también, pero al final a mí lo que me interesa es eso.
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Y por otro lado para la base
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Nos dicen que vamos a utilizar 22 gramos
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Pero es de la impura
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Es de la muestra impura
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Entonces hay que aplicar la pureza
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De esos 22 gramos que yo pongo de la muestra impura
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Realmente solo el 45,6%
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Va a ser realmente hidróxido de sodio
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Por lo tanto tendré que calcular esto
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que nos da 10 gramos de hidróxido de sodio puro
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y ahora con estos gramos puros sí que podemos sacar el número de moles
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¿Cómo? Pues masa entre masa molecular
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los 10 gramos entre la masa molecular que son 40 gramos mol
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y eso nos da 0,25 moles de OH-
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Como veis, no son iguales, por eso no se neutralizan, no estamos en el punto de equivalencia. Aquí hay que mirar cuál es mayor. Claramente es mayor el número de moles de H+. Eso quiere decir que el pH va a ser ácido, ¿vale? Porque de este más que de este.
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Pero, ¿cómo sabemos cuál es el pH? De verdad, porque nos preguntan el número del pH. Vale, pues lo calculamos por aquí. Al final, esto significa que yo voy a ir aportando, ¿no? Cada uno aporta una cantidad de moles del OH- y del H3O+.
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Entonces, van a ir reaccionando. ¿Qué pasa? Que va a llegar un momento en que los moles de OH- no van a ser suficientes, se van a haber neutralizado todos, todos van a haber reaccionado con los moles de H+, y nos van a quedar moles de H- en disolución.
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¿cuánto nos van a quedar? Pues los que teníamos inicialmente menos los que reaccionen con el OH-
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como al final la reacción de neutralización, por así decirlo, del agua es 1-1
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es decir, por cada mol de H+, se gasta un mol de OH-
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que de ahí también partimos en las neutralizaciones
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resulta que el número de moles de H+, que se nos va a quedar en exceso
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exceso, ¿vale? Bueno, que esto habría que poner aquí que el número de moles de H más
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mayor que el número de moles de H menos, ¿vale? Por eso la fórmula es así. Si hubiese
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sido al contrario, si hubiese habido más de OH menos que de H más, esto sería justo
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al revés. Vale, pues el exceso será el número de moles de H más menos el número de moles
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de OH-. Si calculáis eso, ¿cuánto nos da? 0,206 moles en exceso del H+, que son los
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que se van a quedar en disolución una vez se hayan neutralizado todos los OH con el
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ácido que teníamos. Y esto es lo que luego me va a marcar el pH. Por lo tanto, ¿qué
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¿Qué tenemos que hacer ahora? Estos son moles. Calculamos la concentración. Si queréis puedo poner H3O más por la costumbre. Es que, bueno, da un poco lo mismo.
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Número de moles entre volumen, ¿vale? Hacemos esos 0,206 entre un litro, porque nos dicen en el apartado que diluimos hasta un litro, por lo tanto la concentración va a ser 0,206 molar.
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¿Qué nos quedaría por hacer para terminar el ejercicio?
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Pues pH es igual al menos logaritmo de H3O más
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Y el menos logaritmo de 0,206
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Nos da 0,69
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Y este sería el pH de la mezcla
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Con eso ya lo terminamos
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Como veis es un poco infernal
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hay más apartados como este en otros ejercicios
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pero es que este junta un poco de todo
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entonces bueno, merecía la pena hacerlo
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- Materias:
- Química
- Niveles educativos:
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- Bachillerato
- Segundo Curso
- Autor/es:
- Alba Melendo
- Subido por:
- Alba M.
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- Fecha:
- 2 de abril de 2025 - 18:47
- Visibilidad:
- Clave
- Centro:
- IES ARQUITECTO PEDRO GUMIEL
- Duración:
- 16′ 31″
- Relación de aspecto:
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- Tamaño:
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