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P.Q1 Preparación de disoluciones y determinación de coeficientes estequiométricos - Contenido educativo

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Subido el 31 de octubre de 2022 por Raúl C.

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Hola a todos, soy Raúl Corraliza, profesor de física y química de primero de bachillerato 00:00:00
en el IES Arquitecto Pedro Gumiel d'Alcalá de Henares, y os doy la bienvenida a esta 00:00:21
serie de videoclases dedicada a las prácticas de laboratorio virtual. 00:00:26
En la práctica de hoy, determinaremos experimentalmente los coeficientes estequiométricos de reacciones 00:00:35
químicas. El objetivo de esta práctica es doble. En 00:00:41
primer lugar vamos a estudiar disoluciones, que aparecen en la unidad 5 de nuestra asignatura, 00:00:49
y lo que vamos a hacer en esta práctica en concreto es, a partir de disoluciones comerciales 00:00:55
con una concentración elevada, generar disoluciones diluidas con menor concentración. Con esas 00:00:59
disoluciones, lo que vamos a hacer a continuación es, como segundo objetivo, estudiar reacciones 00:01:05
químicas, las que aparecen en la unidad 6 de nuestra asignatura. Lo que vamos a hacer 00:01:10
es comprobar si distintas sustancias reaccionan entre sí o no, y en el caso en el que sí 00:01:14
que reaccionen, lo que vamos a hacer es escribir las correspondientes ecuaciones químicas 00:01:20
ajustadas, para lo cual necesitamos determinar los correspondientes coeficientes estequiométricos. 00:01:23
En referencia con el primer objetivo, en primer lugar vamos a hablar de disoluciones. Como 00:01:31
vemos en la unidad 5 de nuestro temario, una disolución es una mezcla homogénea de sustancias 00:01:36
puras. En el caso de esta práctica, lo que vamos a tener como disolvente va a ser agua, 00:01:41
y lo que vamos a tener como soluto, en cuatro disoluciones distintas, son cuatro sustancias 00:01:47
A, B, C y D, en principio desconocidas. En cuanto a la concentración, es una forma de 00:01:51
medir la cantidad de soluto que contenía dentro de la disolución, y nosotros en esta 00:01:58
práctica vamos a utilizar como medida de la concentración la concentración molar, 00:02:02
que como podemos ver aquí, es la razón entre la cantidad de soluto, expresada en moles, 00:02:07
claro, y el volumen de la disolución expresado en litros. Así que las unidades van a ser 00:02:12
molar, que equivale a mol partido por litro. En esta práctica lo que vamos a tener son 00:02:18
disoluciones comerciales 1 molar, que quiere decir que en cada litro de disolución tienen 00:02:23
contenido un mol del soluto, A, B, C, D, dependiendo de cuál sea. Y lo que vamos a querer obtener 00:02:28
son disoluciones diluidas 0,1 molar, con una concentración menor. 0,1 molar quiere decir 00:02:34
que en cada litro de disolución vamos a tener 0,1 moles del soluto. En cuanto al segundo 00:02:39
de los objetivos, las reacciones químicas que vemos en la unidad 6 de nuestro temario, 00:02:46
son procesos en los cuales una o varias sustancias, que vamos a llamar reactivos, se transforman, 00:02:51
cambiando la forma en la que sus átomos están unidos entre sí, cambiando la forma en la 00:02:56
cual están distribuidos los enlaces, y transformándose en otras sustancias que vamos a llamar productos. 00:03:00
La forma en la que las reacciones químicas se representan se llaman ecuaciones químicas, 00:03:07
y aquí tenemos un ejemplo en donde el propano reacciona con el oxígeno del aire para producir 00:03:11
dióxido de carbono y agua, es la reacción de combustión del etano. El etano y el oxígeno 00:03:18
en el miembro izquierdo son los dos reactivos, mientras que el dióxido de carbono y el agua 00:03:24
en el miembro de la derecha son los productos. En este caso, la reacción química se representa, 00:03:29
el proceso de la reacción química se representa con esta flecha sencilla, que quiere decir 00:03:35
que los reactivos se van a transformar en productos, pero los productos no van a volver 00:03:39
atrás transformándose nuevamente en reactivos mediante el proceso inverso. En este caso, 00:03:43
tenemos la ecuación química ajustada con los coeficientes estequiométricos 1, 5, 3 00:03:49
y 4, en el mismo orden en el que tenemos los reactivos y los productos. Bueno, estos coeficientes 00:03:54
estequiométricos lo que representan es la proporcionalidad en la cual reactivos y productos 00:04:01
se consumen y se forman a lo largo de la reacción química. En concreto, en este caso, quiere 00:04:06
decir que por cada mol de etano y 5 moles de oxígeno que reaccionan, se van a formar 00:04:11
3 moles de dióxido de carbono y 4 moles de agua, lo que tenemos en esta línea de aquí. 00:04:17
Con carácter general, los coeficientes estequiométricos establecen la relación en la que reaccionan 00:04:22
reactivos y productos. No tienen por qué ser necesariamente 1, 5, 3 y 4 moles. Y así, 00:04:28
si llamamos N sub etano, N sub oxígeno, N sub CO2 y N sub agua a las cantidades de 00:04:34
cada una de estas sustancias que van a reaccionar, en todo momento se van a mantener estas relaciones 00:04:42
de proporcionalidad. La cantidad de etano y de oxígeno que reaccionan se van a encontrar 00:04:47
en proporción 1 a 5, que se corresponde con los coeficientes estequiométricos. O bien, 00:04:52
la cantidad de etano que reacciona y la cantidad de dióxido de carbono que se forma van a 00:04:58
estar en proporción 1 a 3, porque los coeficientes estequiométricos son respectivamente 1 y 00:05:03
3. Estas distintas relaciones de proporcionalidad 2 a 2 se pueden agrupar todas ellas en una 00:05:09
gran relación de equivalencia, que es esta que tenemos aquí. En todo momento, las cantidades 00:05:14
de reactivos y productos que reaccionan, que bien desaparecen o aparecen, dividido entre 00:05:21
los coeficientes estequiométricos respectivos, tiene que ser constante. 00:05:25
Otro espacio de trabajo para esta práctica es el laboratorio virtual de ChemCollective, 00:05:30
cuya dirección web podemos encontrar aquí. El laboratorio virtual de ChemCollective está 00:05:35
dividido en dos regiones. A la izquierda tenemos un almacén, donde en primer lugar nos podemos 00:05:42
encontrar con todas las sustancias químicas que vamos a necesitar para realizar esta práctica. 00:05:48
En este caso concreto tenemos disoluciones comerciales 1 molar, 100 mililitros de disoluciones 00:05:53
comerciales 1 molar, de las distintas sustancias A, B, C y D, cuyo comportamiento químico queremos 00:05:58
caracterizar. Y también nos encontramos con un bidón con 3 litros de agua destilada, 00:06:05
que vamos a necesitar más adelante para poder generar las disoluciones diluidas a partir 00:06:10
de estas cuatro disoluciones comerciales. A continuación nos encontramos en la siguiente 00:06:15
pestaña con todo material de laboratorio que podamos necesitar en un momento dado. 00:06:20
Tenemos matraces Erlenmeyer de 250, 500 y 1.000 mililitros. A continuación tenemos 00:06:26
probetas graduadas 10, 25 y 50 mililitros. También tenemos pipetas de distintos tamaños 00:06:33
5, 10, 25 mililitros y pipetas desechables de un mililitro, por si fueran necesarias 00:06:40
para algo. A continuación tenemos vasos de precipitados 250, 600 y 1.000 mililitros. 00:06:46
Dentro del material de vidrio tenemos también matraces aforados 100, 250, 500 y 1.000 mililitros. 00:06:55
Y por último, dentro del apartado de otros, tenemos un vaso para aislar térmicamente 00:07:02
algún objeto que nosotros tengamos entre manos, una cápsula, una bandeja para colocar 00:07:11
algo encima y una bureta de 50 mililitros. En esta práctica no vamos a utilizar evidentemente 00:07:15
todo este material, pero está aquí disponible para lo que pudiéramos necesitar. En la última 00:07:21
pestaña tenemos, para finalizar, otros instrumentos. Tenemos una balanza para poder medir masas 00:07:27
y un mechero Bunsen en el caso en el que necesitáramos calentar algo. A la derecha tenemos el propio 00:07:33
espacio de trabajo, que en la traducción al español llaman pollata, pero que nosotros 00:07:39
podemos llamar espacio de trabajo directamente. El primero de nuestros objetivos era producir 00:07:45
disoluciones diluidas y lo primero que se nos pide, lo primero que tenemos que hacer 00:07:52
experimentalmente es producir 100 mililitros de disoluciones diluidas con concentración 00:07:55
0-1 molar a partir de las disoluciones comerciales 1 molar de las 4 sustancias A, B, C y D. 00:08:01
Lo primero que vamos a hacer es preguntarnos qué cantidad de soluto hay en esos 100 mililitros 00:08:08
de disolución diluida 0,1 molar. Puesto que la concentración es molar, se calcula dividiendo 00:08:14
la cantidad de sustancia entre el volumen en litros de la disolución, podemos calcular 00:08:21
esa cantidad multiplicando concentración por volumen. En este caso, tratándose de 00:08:25
la disolución diluida, sería 0,1 molar la concentración por 0,1 100 mililitros que queremos 00:08:30
producir de dicha disolución y obtenemos que la cantidad es 0,01 moles tanto de A, 00:08:36
B, C y D dentro de cada una de esas disoluciones diluidas. Estos 0,01 moles de soluto los tenemos 00:08:42
que obtener de la disolución comercial, de la disolución con concentración 1 molar. 00:08:49
Así que el siguiente paso es preguntarnos qué volumen tenemos que tomar de esas disoluciones 00:08:54
comerciales para poder pasarlos y obtener las disoluciones diluidas. Bueno, pues volvemos 00:08:58
a la definición de concentración molar y en este caso queremos calcular un volumen. 00:09:04
Dividiendo la cantidad 0,01 moles que acabamos de calcular, esa es la cantidad de soluto 00:09:10
que queremos obtener, entre la concentración de la disolución comercial, puesto que queremos 00:09:14
calcular qué volumen de la disolución comercial contiene esa cantidad. Las disoluciones comerciales 00:09:18
tienen todas, en este caso, una concentración 1 molar y obtenemos que para poder formar las 00:09:25
disoluciones diluidas tenemos que tomar de las comerciales 0,01 litros, o sea, 10 mililitros 00:09:31
de esas disoluciones. Evidentemente, hasta formar 100 mililitros de la disolución diluida, 00:09:36
con solo 10 mililitros de la disolución comercial tenemos que añadir algo más y ese algo más 00:09:45
es evidentemente el disolvente, en este caso, agua pura. La diferencia entre los 100 mililitros 00:09:49
y los 10 mililitros que vamos a introducir de la disolución comercial, 90 mililitros, 00:09:55
va a ser agua pura que tendremos que tomar del recipiente, de la garrafa de 3 litros 00:10:00
que teníamos en nuestro espacio de trabajo. 00:10:05
Lo primero que vamos a hacer es producir la disolución diluida de A, 100 mililitros de 00:10:09
una disolución de A 0,1 molar. Para ello lo que vamos a hacer es pasar desde el almacén hasta el 00:10:14
espacio de trabajo aquellos elementos que vamos a necesitar y, en primer lugar, y desde luego, 00:10:20
la disolución comercial de A. Haciendo clic sobre ella en el almacén vemos que aparece ya dentro de 00:10:25
nuestro espacio de trabajo. Aparecerá siempre en la esquina superior izquierda todo aquello que 00:10:32
vayamos añadiendo, así que lo más recomendable para que no se nos agolpen las cosas es, una vez 00:10:36
pasado al espacio de trabajo, moverlo a otro lugar que nos interese más. En este caso lo voy a pasar 00:10:41
a esta otra esquina. También vemos que nos ha aparecido una nueva ventana con información. 00:10:46
Aquí lo que vemos es el nombre del recipiente, solución A, se repite aquí. Vemos que contiene 00:10:51
un volumen de 100 mililitros, en este caso de la disolución de A, y aquí vemos en esta ventana la 00:10:57
composición de lo que hay en su interior. El agua aparece disociada como hidrones e hidróxidos. 00:11:03
Nosotros no tenemos en este momento que saber a qué se refiere con estas concentraciones 00:11:09
molares y a qué se refiere con esta forma de disociarse el agua. Basta con tener en mente que 00:11:13
hidrones y hidróxidos representa el agua, el disolvente, y también vemos el soluto A con una 00:11:19
concentración 1 molar, que es lo que nosotros sabíamos desde el inicio. También vemos el dato 00:11:24
termodinámico de la temperatura, 25 grados centígrados, que no vamos a utilizar en este caso, y el pH 7 que 00:11:30
tampoco vamos a utilizar. Lo siguiente que vamos a querer añadir es el agua destilada, claro, puesto 00:11:36
que hemos visto que tenemos que añadir 10 mililitros de esta disolución comercial y 90 00:11:43
mililitros de agua destilada. Aquí tenemos el agua destilada, la voy a dejar en esta otra esquina. 00:11:47
Nuevamente se ha abierto una ventana de información, el nombre del recipiente, agua destilada. De momento 00:11:52
tenemos 3 litros y el agua parece disociada, hidrones y hidróxidos, temperatura, pH, igual que antes. 00:11:58
Lo siguiente que vamos a añadir es el recipiente donde vamos a producir esa disolución diluida, 00:12:06
claro, 100 mililitros. Lo que vamos a hacer es, dentro de la lista de materiales, buscar un matraz 00:12:10
aforado de 100 mililitros. Aquí lo tenemos. Para distinguirlo de los demás, cuando formemos las 00:12:17
disoluciones de B, C y D, lo más recomendable va a ser renombrarlo, que no se llame matraz aforado, 00:12:25
sino que se llame algo en relación con la sustancia que contiene, en este caso la sustancia va a ser A. 00:12:32
Haciendo clic con el botón derecho podemos darle a renombrar y en este caso la etiqueta que voy a 00:12:37
poner es A y a continuación la concentración 0,1 molar. Renombrar y aquí tenemos donde vamos a 00:12:42
producir nuestra disolución. Tenemos que añadir de una forma precisa 10 mililitros de esta disolución 00:12:52
y después completar con 90 mililitros de agua destilada. Para extraer con precisión 10 mililitros 00:13:02
de esta disolución, la herramienta que vamos a utilizar va a ser una pipeta y tenemos una pipeta 00:13:08
de 10 mililitros que vamos a pasar a nuestro espacio de trabajo. Para poder extraer de esta 00:13:15
de este remeyer la disolución y pasarla a la pipeta, lo que vamos a hacer es tomar la pipeta y ponerla 00:13:23
sobre el matraz que contiene la disolución de A. Fijaos en que se ha marcado. Al soltar nos aparece 00:13:30
la pipeta sobre el matraz, dentro del matraz. Tenemos tres formas de extraer o introducir líquido 00:13:38
de la pipeta. Una forma precisa donde si tecleáramos aquí 10 mililitros y le diéramos a quitar, la pipeta 00:13:46
quitaría exactamente 10 mililitros. Esto es un atajo pero no sería la forma realista en la cual 00:13:53
se emplean las pipetas en un laboratorio. Nosotros por lo menos esta primera vez vamos a pinchar en 00:14:00
la opción realista y vamos a ver cómo se extraería el líquido del matraz remeyer para pasarlo a la 00:14:06
pipeta. La pipeta lo que tiene es esta cosa verde que tiene aquí con una ruedecita. Al desplazar 00:14:14
la ruedecita hay un émbolo como si fuera una jeringuilla que iría ascendiendo o descendiendo. 00:14:22
Al ascender absorbería el líquido que hay en el interior y al descender lo que haría sería sacar el 00:14:27
líquido que contiene en su interior. La pipeta de 10 mililitros está aforada, igual que está 00:14:34
aforado este matraz. Eso quiere decir que tiene una línea de tal forma que cuando el líquido alcance 00:14:39
exactamente esta línea sabremos que la pipeta contiene exactamente 10 mililitros. Lo que vamos a 00:14:44
hacer es volver a colocar la pipeta encima del remeyer y lo que vamos a hacer desde el punto de 00:14:50
vista realista es pulsar en este botón para hacer subir el émbolo y quitar líquido del remeyer y 00:14:56
pasarlo a la pipeta y al revés podríamos pulsar el otro botón para bajar el émbolo de la pipeta y 00:15:03
perder el líquido y pasarlo de la pipeta al remeyer. Aquí lo que tenemos dibujado a la 00:15:09
derecha es la línea, una representación, una parte ampliada de este trocito de la pipeta a donde tiene 00:15:15
que llegar el líquido para justo saber que tenemos 10 mililitros de la disolución. Para ver cómo 00:15:23
funciona vamos a pulsar sobre quitar y vamos a ir viendo cómo poco a poco, si vais viendo, 0.2, 0.4, 0.5 se va 00:15:30
introduciendo líquido dentro de la pipeta. En este caso hemos añadido 1,39. He dejado de pulsar. Todavía el 00:15:39
líquido está en la parte de abajo de la pipeta. Todavía no hemos llegado a la marca de 10. Hemos 00:15:48
añadido, nos han llevado por aquí 1,39 mililitros. Tenemos que seguir añadiendo más. Seguimos 00:15:53
pulsando. Seguimos añadiendo líquido dentro de la pipeta. 1, un pico, hasta 10 mililitros, 2, 3, poco a poco. 00:15:59
Voy a soltar, a ver cómo lo llevamos. En esta segunda tanda he añadido 5,17 mililitros. Podemos 00:16:15
ver en la pantalla de información, en la ventana de información, que en total tenemos 6,5. Queremos 00:16:24
llegar hasta 10 mililitros así que tenemos que seguir añadiendo un poco más. En total algo menos 00:16:29
de 4, 3,5 mililitros más. Pulsamos. 0,3, 0,4. Mi intención es no pasarme así que voy a tener cuidado y en 00:16:35
cuanto me aproxime a 3 voy a soltar. 3 y pico. Fijaos, aquí en la representación gráfica veo que 00:16:47
tengo la línea de 10 mililitros y el líquido subiendo por la pipeta ha alcanzado justamente 00:16:55
esta posición. Esta representación es realista y a esta curva, es lo que tenemos aquí, se llama menisco. 00:17:02
El líquido, en este caso el agua que es el disolvente de la disolución de A, tiende a 00:17:10
subir por las paredes de tal forma que tenemos la parte del centro más baja que la parte en la que 00:17:15
el líquido está en contacto con las paredes más alta. Lo que tenemos que hacer para saber que 00:17:22
tenemos exactamente 10 mililitros dentro de la pipeta es conseguir que este menisco alcance 00:17:27
esta línea de 10 mililitros. No la parte de arriba, no la parte que está en contacto con 00:17:32
la pared sino el menisco. Vamos a ir añadiendo líquido poco a poco. 00:17:38
Si nos pasamos un poquito no pasa nada porque siempre podemos volver a soltar líquido. 00:17:45
Hemos tomado una pipeta de 10 mililitros y nos pasamos mucho mucho lo que ocurrirá es que el 00:17:54
líquido rebosará. Justo aquí yo estoy viendo que el menisco se encuentra en la línea de 10 00:17:58
mililitros. Si añadiera un poquito más me pasaría. Tendría que pulsar el botón de soltar líquido 00:18:08
para volver a bajar. Yo creo que en este momento tengo ya 10 mililitros dentro de la pipeta. Esta 00:18:18
es una forma realista en la cual se extraen cantidades pequeñas. En este caso 10 mililitros 00:18:26
es una cantidad pequeña y exacta de otro recipiente. Si nos vamos a la ventana de 00:18:33
información lo que tenemos es que dentro del recipiente nos quedan 9,001 mililitros. 00:18:38
Dentro de la pipeta lo que vemos es que tenemos 9,9986 mililitros. Evidentemente esto es algo 00:18:47
realista. Exacta exactamente 10 mililitros va a ser muy difícil que consigamos puesto que lo que 00:18:54
estamos haciendo para saber si hemos alcanzado o no 10 mililitros son nuestros ojos. Pero esta 00:19:02
es una forma bastante realista de haber extraído 10 mililitros exactos aproximadamente exactos de 00:19:07
esta disolución. Lo que queremos hacer es verter estos 10 mililitros, todo el contenido de esta 00:19:14
pipeta dentro de este recipiente. Así que lo que vamos a hacer es ponerlo encima y ahora lo que 00:19:22
vamos a hacer es, igual que antes, pulsar para expulsar el líquido. Si lo queremos hacer de una forma realista 00:19:35
tarda un poquito. 00:19:43
Lo mismo que ha tardado en absorber el líquido es lo que va a tardar ahora en perderlo. 00:19:44
Poco a poco. 00:19:58
Ya queda menos. 00:20:08
Hasta el total. 00:20:11
Podemos comprobar que la pipeta ha quedado vacía y que nuestro matrazo afogado tiene 10 mililitros, 00:20:15
nos está diciendo el laboratorio. Aquí vemos aproximadamente 10 mililitros de A con concentración 00:20:24
1 molar. Desde el punto de vista realista esta pipeta no ha quedado completamente vacía. En la 00:20:33
punta siempre va a quedar un poquito de disolución. No tenemos que intentar vaciarlo pensando en que 00:20:40
eso forma parte de los 10 mililitros porque cuando se afuerra la pipeta se considera, se tiene en 00:20:47
consideración ese poquito de líquido que ha quedado aquí, con lo cual no hay ningún problema. Pero lo 00:20:52
que sí que tenemos que tener en mente es que esta pipeta está contaminada en el sentido en el que 00:20:57
contiene disolución de A, no está completamente limpia. Si nosotros ahora en esta pipeta quisiéramos 00:21:00
introducir otra sustancia diferente lo que tenemos que hacer es o bien desecharla o bien 00:21:06
limpiarla. Nosotros desde el punto de vista de la ola virtual lo que podemos hacer es eliminarla 00:21:10
de aquí con el botón derecho. Le vamos a dar a eliminar y pensamos en que o bien la hemos llevado a 00:21:16
lavar o bien la hemos quitado. Lo siguiente que tenemos que hacer es añadir 90 mililitros de agua 00:21:24
destilada dentro del mataza forrado. Vamos a conseguir 100 mililitros exactos mirando, igual 00:21:32
que hicimos en el caso de la pipeta, el menisco en esta línea en el mataza forrado. Lo que vamos a 00:21:40
hacer ahora es tomar como recipiente intermedio, porque no podemos andar vertiendo del garrafón con 00:21:47
este tipo de grifo el agua con un mínimo de delicadeza dentro del entrad. Lo que vamos a 00:21:53
hacer ahora es tomar un vaso de precipitados. También podríamos haber tomado una probeta, pero 00:21:59
tienen un volumen demasiado pequeño. Así que vamos a tomar un vaso de precipitados, en este caso este 00:22:07
pequeño de 250 mililitros, o bien podemos tomar un Erlenmeyer de 250 mililitros, cualquiera de 00:22:12
los dos casos. Y lo que vamos a hacer es, me voy a quedar con el vaso de precipitados, voy a eliminar 00:22:21
el Erlenmeyer. Lo que voy a hacer es verter, aprovechando que está graduado, bueno veamos, yo necesito 90 00:22:27
mililitros. Bueno, pues lo que voy a echar es dentro del vaso de precipitado un poquito más. En lugar de 00:22:36
90, voy a verter 95 mililitros de agua. Como en cualquier cosa dentro de este espacio virtual, si 00:22:42
yo quiero verter agua dentro de este vaso de precipitados, tengo que tomar la botella de agua, 00:22:50
ponerla encima del vaso, soltar y veremos que vuelvo a tener el menú de quiero verter de aquí 00:22:55
hasta aquí. En lugar de tomar la opción realista de abrir el grifo y dejar que caiga agua, voy a 00:23:04
utilizar un atajo y en este caso voy a pinchar dentro de la opción precisa y voy a pedirle 00:23:12
al laboratorio virtual que vierta 95 mililitros de agua desde este recipiente hasta el vaso de 00:23:20
precipitados. Voy a teclear 95, le voy a añadir y es equivalente a la opción realista, mucho más rápida 00:23:26
y mucho más precisa. Evidentemente no es lo más adecuado, no es lo más realista, no estoy pulsando 00:23:35
el grifo y contando y viendo cómo va subiendo el nivel, pero como opción está suficientemente bien. 00:23:41
Voy a apartar la botella y entonces tengo aquí 95 mililitros. Voy a hacer lo siguiente, voy a tomar 00:23:48
una nueva pipeta de 10 mililitros del almacén. Las pipetas estaban aquí y lo que voy a hacer es 00:23:56
llenarla. Voy a añadir 10 mililitros de agua. No necesito que salgan exactamente 10 mililitros, 00:24:05
donde necesito que la cantidad de agua sea precisa es en el matraz aforado, pero aproximadamente 00:24:16
voy a extraer 10 mililitros con la pipeta. Lo que me queda dentro del vaso de precipitados son 85 00:24:21
mililitros de agua, menos que los 90 que tengo que verter aquí. Así que si ahora todos estos 85 00:24:28
mililitros los vertir aquí directamente, estoy seguro de que no me voy a pasar y es una forma 00:24:35
rápida de ir llenando el matraz aforado con, en este caso, agua. Voy a ponerlo encima. Le voy a 00:24:40
decir a la ola virtual que quiero verter todo lo que hay, los 85 mililitros de agua, dentro del 00:24:48
matraz aforado. Y con eso tengo este vaso de precipitados ya vacío. Lo voy a quitar de aquí. 00:24:53
Y lo que tengo es aproximadamente 95 mililitros de disolución, todavía no es 0,1 molar, porque 00:25:02
tengo que completar con aproximadamente 5 mililitros más. Poco a poco, con cuidado, para no 00:25:08
pasarme de la línea que tengo aquí. Antes, con la pipeta, dije que si me pasaba podría expulsar un 00:25:14
poquito. En este caso, si me paso, no puedo quitar. Tengo que llegar justo y sin pasarme. Así que voy 00:25:22
a utilizar, para poder verter muy poco a poco el líquido, la pipeta, que como vimos antes, permitía 00:25:29
introducir y sacar líquido muy despacito. Voy a coger la pipeta, la voy a poner encima del matraz 00:25:34
aforado. Y aquí lo que tengo en el matraz es la línea de 100 mililitros. Tengo que ir completando 00:25:42
con agua, con mi disolvente, hasta alcanzar los 100 mililitros. Con cuidado. Así que voy a bajar 00:25:48
un poquito más y voy a ir añadiendo agua desde la pipeta hacia el matraz aforado, poco a poco. Sé 00:25:57
que más o menos tengo 5 mililitros que poder echar, así que me voy a la parte realista 00:26:06
y voy a ir vertiendo el agua poco a poco. 00:26:13
No tan poco a poco, hasta 5 mililitros. 00:26:22
1, 2, 3 y... 00:26:28
Mira qué bien, no me he pasado. Ahora sí, poco a poco voy a ir añadiendo agua. Recordad, necesito que el 00:26:36
menisco, que es esta parte de aquí abajo, llegue justo a la línea de 100. Y en ese caso tengo 00:26:42
garantizado que el contenido del matraz es exactamente 100 mililitros. Ahora sí, poco a poco. 00:26:47
Vamos a ir añadiendo. 00:26:53
Ahora le cuesta mucho más subir. 00:27:04
El cuello del matraz aforado es más ancho que el cuello de la pipeta. 00:27:08
Antes, con muy poquita agua, subía bastante. Ahora le va a costar subir más. 00:27:15
Tened cuidado de no veniros arriba, que es algo bastante habitual, perder los nervios y echar 00:27:24
una cantidad muy grande de agua, porque entonces nos vamos a pasar. Entonces, el ritmo que estamos 00:27:29
llevando nos va a llevar lentamente a donde queremos llegar, pero lo vamos a alcanzar con seguridad. 00:27:35
Bien, un poquito más. 00:27:42
Un poquito más. 00:27:49
En el trabajo real de laboratorio, esto es así. Requiere un cierto tiempo, requiere una cierta delicadeza y el problema está en que no me puedo pasar, con lo que tengo que ir muy, muy, muy despacio, poco a poco, gota a gota, en un momento dado. 00:27:53
Un poquito más. El menisco está todavía un pelín por debajo. 00:28:23
Un poquito más. 00:28:40
Hasta aquí. La sensación que tengo es que si he hecho un poquito más me voy a pasar demasiado y francamente esto es suficientemente bueno. De hecho, el propio laboratorio virtual nos está chivando. 00:28:45
Vamos a cerrar. Que aquí contiene, esto contiene 99,997 mililitros. Eso es suficientemente adecuado, es suficientemente próximo a 100. 00:28:58
Bien, esta bipeta la vamos a desechar. Este toque contiene agua, pero como leemos, vamos a quitarla porque no nos va a hacer falta. 00:29:10
Aquí tenemos lo que habíamos previsto tener, una disolución de A, 0,1 molar, 100 mililitros. Aproximadamente, lo hemos fabricado de una forma realista. 00:29:22
Ahora tendríamos que hacer otra vez lo mismo para obtener otros tres, con B, C y D, disoluciones, 100 mililitros de disolución, 0,1 molar. 00:29:33
El siguiente objetivo de esta práctica es estudiar las reacciones químicas y en concreto lo que se nos pide es que hagamos un primer análisis cualitativo para determinar las sustancias A, B, C, D, por parejas, cuáles reaccionan entre sí y cuáles no, y aquellas que reaccionen, cuáles son los productos que van a formar. 00:29:44
Así que lo que vamos a hacer es, de las disoluciones diluidas que hemos preparado en el apartado anterior, mezclar 10 mililitros de A con B, A con C, A con D, B con C, B con D y C con D. Estas seis son las combinaciones de esos cuatro elementos tomados de dos en dos. 00:30:04
Vamos a producir la mezcla y lo que vamos a hacer es observar en la pantalla de propiedades si se ha producido o no reacción, básicamente si A y B se han consumido y se han aparecido sustancias nuevas y vamos a tomar nota de cuáles son las que puedan ser. 00:30:24
Posteriormente, de aquellas en las que veamos que sí se produce una reacción, haremos un análisis cuantitativo, pero en primer lugar lo que queremos hacer es determinar cuáles son las sustancias que van a reaccionar entre sí. Puede ser que haya solamente una pareja, puede haber más, en principio no lo sabemos, así que tenemos que ir haciendo todas las posibles combinaciones. 00:30:41
Volvemos a nuestro espacio de trabajo en el que ya tenemos las cuatro disoluciones que he preparado fuera de pantalla. Tenemos la primera que habíamos preparado, 100 mililitros de la disolución de A 0,1 molar y también tenemos una disolución análoga de B 0,1 molar, de C 0,1 molar y de D 0,1 molar. 00:31:11
Tal y como hemos dicho hace un momento, lo que vamos a hacer es mezclar en un recipiente aparte 10 mililitros de la disolución de A con 10 mililitros de la de B, A con C, A con D y así sucesivamente. Así que necesitamos un recipiente, bueno varios, pero de momento uno, para ir produciendo las respectivas mezclas. 00:31:32
10 mililitros y 10 mililitros de las dos disoluciones van a sumar 20, así que necesitamos un recipiente de algo más de 20 mililitros y en este caso lo más adecuado va a ser utilizar una probeta de 25 mililitros, que es un poco mayor que 20, lo más aproximado que tenemos. 00:31:51
Debemos tomar ahora 10 mililitros de la disolución de A y 10 mililitros de la disolución de B. Lo más adecuado, igual que hicimos antes, sería tomar sendas pipetas de 10 mililitros, una para extraer 10 mililitros de la disolución de A, otra para extraer 10 mililitros de la disolución de B, bien medidos precisamente, e introducirlos vaciándolas dentro de la probeta de 25. 00:32:12
Llegaríamos hasta 20 mililitros y podríamos comprobar. En este caso no vamos a hacerlo así, podríamos y sería lo más razonable para poder simular de una forma realista el proceso que se llevaría a cabo en el laboratorio. 00:32:38
Nosotros eso ya lo hemos practicado anteriormente cuando hemos producido la disolución diluida de A. En este caso lo que vamos a hacer es aprovechar la opción del laboratorio virtual de verter una cierta cantidad de esta disolución dentro de la probeta. 00:32:51
En concreto vamos a empezar mezclando A con B. Voy a coger mi disolución de A, la voy a llevar a la probeta y le voy a pedir al laboratorio virtual que vierta 10 mililitros desde mi disolución de A a la probeta. 00:33:08
Insisto, esto no es lo más realista. Podría pensar que lo que estoy haciendo es medir dentro de este recipiente 10 mililitros, pero la medida de la probeta es mucho menos precisa que la de la pipeta. Pero de todas formas vamos a hacerlo así por ahorrar un poco de tiempo. 00:33:25
Añadimos 10 mililitros de la disolución de A dentro de la probeta. Vemos que efectivamente hemos llegado hasta la marca graduada de 10 mililitros. Y ahora lo que vamos a hacer es dentro de esta misma probeta verter 10 mililitros de la disolución de B. 00:33:45
Y vamos a mirar en la pantalla de información qué es lo que ocurre. Apartamos y vemos que en nuestra probeta tenemos A y tenemos B. Tenemos los mismos reactivos que había inicialmente. 00:34:04
Fijaos que en este caso las concentraciones de A y B han cambiado. Inicialmente era 0,1 molar y ahora resulta que en esta mezcla las concentraciones son 0,05 molar, tanto de A como de B. 00:34:20
Pero eso no sólo no quiere decir que no hayan reaccionado, es que precisamente es eso. Las dos concentraciones han disminuido porque en este caso lo que tenemos es el doble de disolvente. 00:34:34
Hemos mezclado 10 mililitros de la disolución de A con 10 mililitros de la disolución de B. Entonces tenemos 20 mililitros. Hemos duplicado la cantidad de disolvente pero si nos fijamos en A y en B las cantidades son las mismas. 00:34:49
Al duplicar el volumen lo que vemos es que las concentraciones se han convertido en la mitad. Es normal que estas concentraciones sean 0,05 molar. 00:35:03
Así que A y B no son sustancias que reaccionen entre sí. Esta probeta la vamos a quitar de aquí. A con B sabemos que no van a reaccionar. 00:35:12
Y lo que vamos a hacer es ir probando el resto de combinaciones A con C, A con D para determinar de las 6 cuáles son las que sí producen una reacción química. 00:35:22
Vamos a volver a poner otra probeta. Vamos a verter 10 mililitros de la disolución de A. Ahora vamos a añadir 10 mililitros de la disolución de C. Vamos a ver si ocurrirá algo. 00:35:32
Apartamos la disolución de C y vemos que nuevamente A y C no han reaccionado. Eliminamos esta probeta. Añadimos una nueva. Vamos a hacer la combinación de A con D. 00:35:53
Vertemos 10 mililitros de la disolución de A con ahora 10 mililitros de la disolución de D. Vamos a apartarla y vemos que A y D tampoco reaccionan. 00:36:11
Así que A no es una sustancia que vaya a reaccionar con ninguna de las otras tres. Eliminamos esta probeta. Añadimos una nueva. Y vamos a ver las combinaciones de B con el resto de sustancias que no sean A porque A con B ya la hemos probado. 00:36:33
Vamos a verter 10 mililitros de la disolución de B. Vamos a apartarla. Con 10 mililitros de la disolución de C. Vamos a apartarla y vemos que en la probeta tenemos B y C. No ha habido reacción química. 00:36:50
Vamos a eliminar la probeta. Añadimos una nueva y veamos. Me falta la combinación de B con D. 10 mililitros de la disolución de B con 10 mililitros de la disolución de D. 00:37:11
Ahora sí se produce una reacción química. Fijaos. Yo había mezclado inicialmente B y D. Resulta que la cantidad de B es menor de la que yo esperaba. Si no hubiera habido una reacción química, recordad, las concentraciones eran 0,05 molar. Ahora es 0,025. Así que B se ha consumido en parte. 00:37:33
D se ha consumido por completo. La concentración 0,05 molar se ha convertido en aproximadamente 0. Y lo que ocurre es que ha aparecido A y C. Cantidades como para que las concentraciones sean 0,025 y 0,0375. 00:38:03
Esta probeta me la voy a guardar. La voy a dejar aquí arriba. Y para recordar qué es lo que he hecho, la voy a renombrar para que no sea anónima. Y voy a poner B más D. Para acordarme de que lo que había hecho era mezclar 10 mililitros de la disolución de B con 10 mililitros de la disolución de D. 00:38:18
Voy a renombrar y la voy a dejar aquí aparcada. De momento hemos visto que A con B, A con C y A con D no reaccionan. A no es una sustancia reactiva con las otras. B con C no reacciona, pero B con D sí. Lo he guardado aquí. 00:38:40
Me falta una única combinación. Me falta ver qué es lo que pasa si yo mezclar C con D. Qué pasa con la combinación de esas dos. Así que voy a buscarme una nueva probeta. Y vamos a ver qué ocurre cuando a 10 mililitros de la disolución de C le añado 10 mililitros de la disolución de D. 00:38:55
Pues en este caso vemos que no se produce reacción química. Las concentraciones de C y D son 0,05 molar, lo que esperaba cuando he duplicado el volumen del disolvente y no ha ocurrido una reacción química. Así que voy a apartarme de aquí esta probeta. 00:39:26
La única reacción química que hemos encontrado es la de B con D. Y lo que hemos visto es que B con D reaccionan para formar A y C. Eso es lo que desde el punto de vista cualitativo hemos podido determinar en este momento. 00:39:44
En resumen, el análisis cualitativo arroja estos resultados. De todas las posibles combinaciones por parejas de las sustancias A, B, C y D, A más B, A más C, A más D, B más C, B más D y C más D, tan solo en uno de los casos se produce una reacción química cuando se combinan B con D. En ese caso se produce reacción en cualquiera de los otros no y los productos son A y C. 00:40:01
Fijaos en que A y C no reaccionan entre sí, de tal forma que esta reacción tiene un único sentido. B más D produce A más C, pero no se va a producir la reacción en sentido contrario. 00:40:27
Una vez que hemos realizado este estudio cualitativo y hemos determinado cuál es la razón química que ocurre, procede realizar el análisis cuantitativo que le corresponde, puesto que no solo queremos escribir la ecuación química con las especies químicas que reaccionan y se producen, sino que queremos que la ecuación química esté ajustada con los correspondientes coeficientes estequiométricos. 00:40:39
Para ello partimos de los resultados experimentales. Nosotros hemos mezclado 10 mililitros de una disolución 0,1 molar de B con 10 mililitros de una disolución 0,1 molar de D y la disolución resultante tenía un volumen de 20 mililitros, evidentemente 10 más 10. 00:41:01
Esa disolución resultante, esos 20 mililitros de disolución resultante, tenían A con una concentración 0,025 molar, B con una concentración 0,125 molar, C 0,0375 molar y D con una concentración aproximadamente nula. Vamos a suponer que D se ha consumido por completo. 00:41:17
B, también discutíamos, se consumía puesto que esta concentración 0,025 molar es menor que la que correspondería a la mezcla cuando no se produce reacción química, que os recuerdo queda 0,05 molar. 00:41:38
Y por otro lado vemos que ha aparecido A y ha aparecido C que no estaban originariamente. Así que podemos representar la reacción química mediante la ecuación todavía sin ajustar B más D, que son los reactivos, para producir A más T, que son los productos. 00:41:52
Y ponemos una flecha sencilla puesto que como hemos discutido hace un momento A más C cuando se combinan no reaccionan de tal manera que una vez que B más D producen A más T no se produce la reacción inversa. 00:42:09
Para poder hacer el análisis cuantitativo y poder determinar los coeficientes estequiométricos necesitamos cantidades, puesto que los coeficientes estequiométricos representan la proporción en la cual B y D reactivos, A y C productos reaccionan entre sí. 00:42:21
Pero esta proporción se expresa en términos de cantidades, número de moles. Así que volúmenes y concentraciones no nos son útiles, tenemos que determinar cantidades. 00:42:38
Empezando por las cantidades de soluto en las respectivas disoluciones iniciales. Bueno, si la concentración molar es cantidad dividida entre volumen, las cantidades se pueden determinar multiplicando concentraciones por volumen. 00:42:47
Así que 0,1 molar la concentración de la disolución de B inicial por el volumen 0,010 litros nos da una cantidad de 1 por 10 a la menos 3 moles. Exactamente igual en el caso de D puesto que la concentración y el volumen son los mismos. 00:43:01
Así que la concentración 0,1 molar por un volumen de 10 mililitros, 0,01 litros, la cantidad de D inicial es de 1 por 10 a la menos 3. Así que hemos combinado 0,001 moles 10 a la menos 3 de B y la misma cantidad 0,001 moles 10 a la menos 3 de D. 00:43:18
En la disolución final podemos calcular las cantidades que quedan. Nuevamente lo que tenemos que hacer es multiplicar las respectivas concentraciones por el volumen. En este caso las concentraciones son 0,025 molar para A y el volumen de la disolución resultante 20 mililitros es 0,02 litros. Tenemos 5 por 10 a la menos 4 moles de A en la disolución final. 00:43:38
De B nuevamente multiplicamos la concentración por el volumen 2,5 por 10 a la menos 4 moles. De C concentración por volumen tenemos 7,5 por 10 a la menos 4 moles y de D con una concentración aproximadamente nula pues tendremos una cantidad nula. 00:44:01
Fijaos en que la cantidad de B inicial era 10 a la menos 3 moles y la cantidad final de B es 2,5 por 10 a la menos 4, menor. Luego B se ha consumido lo que estábamos diciendo anteriormente. La cantidad inicial de D era 10 a la menos 3 moles y al final no hay nada. Luego se ha consumido lo que estábamos diciendo. 00:44:17
Y en cuanto A y C no había nada inicialmente y acabamos con 5 por 10 a la menos 4 y 7,5 por 10 a la menos 4 moles. A y C se han producido. Luego también desde este otro punto de vista podemos deducir que B y D se consumen. A y C se producen. 00:44:39
Nosotros lo que necesitamos no es la cantidad final ni la cantidad inicial sino que para poder hacer el estudio de los coeficientes estequiométricos necesitamos las cantidades que han reaccionado o sea las de reactivos que se han consumido y las de productos que se han formado. 00:44:57
En el caso de los productos, puesto que partíamos de cantidades nulas, las cantidades que se han formado coinciden con las que tenemos al final. De A, 5 por 10 a la menos 4 moles. De C, 7,5 por 10 a la menos 4 moles. En cuanto a los reactivos, la cantidad que ha reaccionado es la diferencia entre la que yo tenía inicialmente y la que tengo al final. 00:45:14
En el caso de B, que tenía inicialmente 10 a la menos 3 moles y al final 2,5 por 10 a la menos 4, si hago la diferencia resulta que he perdido que han reaccionado 7,5 por 10 a la menos 4 moles. Esto de B. En cuanto a D, si inicial tenía 1 por 10 a la menos 3 y finalmente no tenía nada, evidentemente cuando haga la resta, resulta que se ha consumido todo el 10 a la menos 3 moles de D. 00:45:38
Y entonces lo que debo tener en mente para poder determinar los coeficientes estequiométricos es que B más D producen A más C, pero experimentalmente lo que he determinado es que he gastado 7,5 por 10 a la menos 4 moles de B junto con 1 por 10 a la menos 3 moles de D para producir 5 por 10 a la menos 4 moles de A y 7,5 por 10 a la menos 4 moles de C. 00:46:02
Insisto, estas cantidades de A y C corresponden con las que han aparecido y estas cantidades de B y D corresponden con las que se han consumido y las he calculado como la diferencia entre lo que tenía inicialmente y lo que tengo al final. 00:46:30
Si nosotros tomamos estas cantidades y las llevamos al resultado teórico que había expuesto hace un buen rato, lo que podemos determinar así experimentalmente es que si nosotros hacemos reaccionar una cierta cantidad de moles de B, D, A y C, esas cantidades de B y D que se gastan y esas cantidades de A y C que aparecen van a encontrarse cumpliendo con esta proporcionalidad. 00:46:44
Este 7,5 por 10 a la menos 4, 1 por 10 a la menos 3, 5 por 10 a la menos 4 y 7,5 por 10 a la menos 4 son estas cantidades que he determinado experimentalmente, las que se han consumido de B y D y las que han aparecido de A y C. 00:47:11
De momento tengo expresadas las cantidades que se consumen de reactivos y aparecen de productos experimentalmente con estas cantidades. He dado el primer paso para obtener los coeficientes estequiométricos que contienen esta misma información. 00:47:25
Lo que ocurre es que los coeficientes estequiométricos son cantidades sencillas, desde luego no son estas cantidades en notación científica. Así que lo primero que tengo que hacer en el camino para obtener los coeficientes estequiométricos es, a partir de estas cantidades, obtener cantidades sencillas. 00:47:39
Y lo que debo hacer desde el punto de vista matemático es dividir todas ellas entre la menor para obtener cantidades más sencillas. En este caso la menor de todas ellas es este 5 por 10 a la menos 4, así que voy a dividir todas estas cantidades entre 5 por 10 a la menos 4. 00:47:55
Haciendo eso lo que obtengo para B es un valor 1,5 que es 3 medios, para D un valor 2, para A un valor 1 y para C un valor 1,5 que es 3 medios. Esto lo que quiere decir es que, por ejemplo, la cantidad de D que se consume es el doble que la cantidad de A que aparece. 00:48:15
Ya tengo expresadas estas relaciones, estas proporcionalidades en una forma sencilla. Que la cantidad de C que aparece es 1,5 veces la cantidad de A que aparece, porque aquí tengo un 1,5 y aquí tengo un 1. 00:48:36
Que las cantidades de C que aparecen iguales, puesto que aquí tengo un 1,5 y aquí tengo un 1,5. Esta información la tenía ya antes. Si vuelvo atrás veo que efectivamente las cantidades de B y C de B que se consumen y de C que aparecen son iguales. 00:48:49
Veo que la relación que hay entre la cantidad de C que aparece y la cantidad de A que aparece es que esta es 1,5 veces esta y así sucesivamente. Esta es el doble de esta otra, pero antes no lo veía bien porque aquí tengo estas cantidades en notación científica. 00:49:06
Ahora lo veo mucho mejor, pero tengo números fraccionarios. A mí lo que me gustaría es tener números enteros. Los coeficientes estequiométricos son números enteros y el truco en este caso es, bueno, como aquí tengo 1,5, tengo fracciones con denominador 2, lo que voy a hacer es multiplicar todas estas cantidades por 2. 00:49:23
Este 1,5 por 2 me da 3, este 2 por 2 es 4, este 1 por 2 es 2 y este 1,5 por 2 es 3. Y estas cantidades enteras 3, 4, 2 y 3 contienen la misma información en lo que respecta a la proporcionalidad que estas cantidades que he determinado experimentalmente. 00:49:41
Mantienen la misma proporción. Si esta es igual a esta, evidentemente voy a avanzar. Este 3 es igual a este 3. Si este 1 por 10 a la menos 3 es el doble de este 5 por 10 a la menos 4, evidentemente vuelvo adelante. Este 4 es el doble de este 2 y así sucesivamente. 00:50:00
La razón de proporcionalidad de estas cantidades 3, 4, 2 y 3 como números enteros sencillos es exactamente la misma que la que tenía anteriormente determinada experimentalmente con estas cantidades en notación científica. 00:50:19
Pues bien, estas cantidades enteras 3, 4, 2 y 3 son los coeficientes estequiométricos que por definición representan de una forma lo más sencilla posible esas razones de proporcionalidad entre las cantidades de reactivos que se van a consumir y de productos que van a aparecer. 00:50:32
Así que lo que tengo que hacer es llevarme este 3, 4, 2 y 3 a la ecuación química para obtener así la ecuación química ajustada 3b más 4d para producir 2a más 3c. 00:50:49
Esta ecuación química no sólo contiene la información cualitativa de antes, b más d se transforman para producir a más c, sino que además contiene la información cuantitativa. 00:51:01
Cada 3 moles de b y 4 moles de d que se consuman van a producir 2 moles de a y 3 moles de c. 00:51:12
La parte importante no es el 3, 4, 2 y 3, sino la proporcionalidad. Se produce la misma cantidad de c que de b. Se produce la mitad de a que de d se ha consumido y así respectivamente. 00:51:19
Para finalizar el proceso experimental vamos a comprobar que los coeficientes estequiométricos que acabamos de calcular son correctos. 00:51:35
Para eso lo que vamos a hacer es considerar una cierta cantidad de b, del reactivo b en concreto, la que se encuentra contenida en 10 mililitros de su disolución diluida 0,1 molar. 00:51:44
Y con los coeficientes estequiométricos vamos a calcular la cantidad del otro reactivo, de d, que se encuentra en proporción estequiométrica, o sea, la que se va a consumir por completo junto con esta cantidad de b, 00:51:54
y las cantidades de a y de c de los productos que se van a obtener. Y vamos a comprobar que esas cantidades se corresponden con las que vamos a obtener en el laboratorio virtual una vez que realicemos esta mezcla. 00:52:05
Empezamos calculando esa cantidad de b contenida en 10 mililitros de la disolución diluida. Esto ya lo hemos hecho anteriormente. Vamos a multiplicar la concentración de la disolución diluida por ese volumen, 0,1 molar, 00:52:16
por 10 mililitros que es 0,01 litros y vemos que la cantidad de b que vamos a considerar es 0,001 moles, 1 por 10 a la menos 3. 00:52:29
La cantidad de d que se consume por completo junto con esta cantidad de b se va a calcular con la proporción que se obtiene con los coeficientes estequiométricos. 00:52:38
Cada 3 moles de b se consume con 4 moles de d, así que la cantidad de d que se consume con 10 a la menos 3 moles de b se calcula multiplicando por 4 y dividiendo entre 3 esta cantidad. 00:52:47
Sería 1,333 por 10 a la menos 3 moles. Esta cantidad de d la vamos a obtener de su disolución diluida y nosotros podemos medir volúmenes. 00:52:58
Así que tenemos que calcular cuál es el volumen de la disolución diluida de d que contiene esta cantidad, 1,333 por 10 a la menos 3 moles. 00:53:09
Nuevamente ya lo hemos hecho anteriormente. Lo único que tenemos que hacer es dividir esta cantidad entre la concentración de la disolución de la que la queremos obtener. 00:53:18
Dividimos 1,333 por 10 a menos 3 moles entre la concentración 0,1 molar y obtenemos este volumen 0,01333 litros que equivale a 13,33 mililitros. 00:53:25
Vamos a tomar dos decimales, vamos a mantener cuatro cifras significativas en la idea de que queremos obtener una cierta precisión. 00:53:38
Si pusiéramos únicamente 13 mililitros no obtendríamos unos resultados adecuados. 00:53:46
Esto en lo que respecta a la cantidad de B y de D de los dos reactivos. 00:53:51
10 mililitros de la disolución de B se van a consumir por completo junto con 13 mililitros, 13,33 mililitros de la disolución de D. 00:53:57
La mezcla va a tener entonces un volumen que será la suma de 10 y 13,33, 23,33 mililitros. 00:54:05
En esa disolución final por hipótesis no va a haber reactivos. 00:54:12
Hemos hecho todos los cálculos para que B y D se consuman por completo. 00:54:17
Consecuentemente la concentración de los reactivos en esa disolución final va a ser nula. 00:54:21
En cuanto a los productos, bueno, pues vamos a calcular las cantidades de A y de C que se obtendrán con la proporción estequiométrica sabiendo que queremos consumir por completo 10 a la menos 3 moles de B. 00:54:26
Operamos igual que antes en el caso del cálculo de la cantidad de D y vemos que se va a obtener 6,667 por 10 a menos 4 moles de A y 10 a la menos 3 moles de C. 00:54:37
Puesto que el laboratorio virtual nos va a dar concentraciones, no cantidades, vamos a calcular cuáles son las concentraciones de A y de C en estas condiciones, 00:54:51
sin más que utilizar la definición de concentración molar y dividir las cantidades entre el volumen, esos 23,33 mililitros. 00:55:00
Dividiendo estas cantidades entre el volumen obtendremos unas concentraciones de A y de C que serán 2,86 por 10 a la menos 2 molars y 4,29 por 10 a la menos 2 molars respectivamente. 00:55:07
Para hacer la comprobación experimental de lo que acabamos de calcular, tenemos igual que antes nuestra disolución diluida de B, 0,1 molar, de D, 0,1 molar. 00:55:21
Y vamos a hacer la mezcla, vamos a volver a tomar una probeta de 25 mililitros, teniendo en cuenta que vamos a añadir a 10 mililitros de la disolución de B 13,33 mililitros de la de D, en total 23,33 mililitros no va a rebosar, es suficiente. 00:55:33
Y vamos a hacer igual que antes, vamos a verter directamente 10 mililitros de la disolución de B y a continuación 13,33 mililitros de la disolución de D. 00:55:51
Y vamos a ver qué es lo que tenemos aquí. Vemos que efectivamente D se ha consumido por completo, B casi, queda un remanente, pero tengamos en cuenta que estamos arrastrando un error numérico de redondeo, así que este valor de aproximadamente 10 elevado a menos 5 es suficientemente próximo a 0. 00:56:09
Y en cuanto a la concentración de A y de C, de A vemos una concentración aproximadamente 2,86 por 10 a la menos 2 molar y de C 4,29 por 10 a la menos 2 molar. Estos resultados son consistentes con lo que habíamos calculado anteriormente, por lo cual podemos deducir que los coeficientes estequiométricos que hemos determinado son correctos. 00:56:32
Para recapitular vamos a ver lo que hemos hecho y los resultados que hemos obtenido a lo largo de esta práctica. 00:57:03
En primer lugar nos planteábamos producir disoluciones diluidas. Partiendo de disoluciones comerciales 1 molar queríamos obtener 100 mililitros de una disolución diluida 0,1 molar y calculábamos que teníamos que mezclar 10 mililitros de la disolución comercial y 90 mililitros del disolvente de agua pura para obtener esos 100 mililitros de la disolución diluida. 00:57:09
Realizábamos esta mezcla dentro del laboratorio virtual y comprobamos que esto era así, que esto era correcto. 00:57:31
A continuación nos planteábamos que teníamos cuatro reactivos ABCD y queríamos saber cuáles de ellos iban a reaccionar entre sí y cuáles eran los productos que se iban a obtener. 00:57:37
Para lo cual mezclábamos las disoluciones diluidas A con B, A con C, A con D, todas las parejas posibles y comprobábamos que la única pareja que producía una reacción química era B con D. 00:57:47
En todos los demás casos no cambió la composición, en la disolución seguíamos teniendo los mismos dos reactivos que hayamos mezclado. 00:57:58
En el caso de mezclar B con D comprobábamos que B y D desaparecían, las concentraciones disminuían mientras que aparecían los productos A y C. 00:58:06
Esto que habíamos determinado cualitativamente, B y C reaccionan para producir A y C, se completaba cuantitativamente puesto que no solamente teníamos interés en escribir la ecuación química sino queríamos que fuera la ecuación química ajustada con los coeficientes estequiométricos. 00:58:15
Pues bien, a partir de los resultados experimentales de cuáles eran los volúmenes, las concentraciones de reactivos, productos de todas las especies químicas que teníamos tanto inicialmente como tras producir la mezcla, 00:58:33
podíamos comprobar que por cada 7,5 · 10 · 4 moles de B que reaccionaban, reaccionaba 1,0 · 10 · 3 moles de D para producirse 5 · 10 · 4 moles de A y 7,5 · 10 · 4 moles de C. 00:58:45
Esto que expresa la proporcionalidad en la cual reaccionan reactivos y productos, los reactivos para desaparecer, los productos para aparecer, se expresaba como números enteros sencillos. 00:59:01
En lugar de 7,5 · 10 · 4 teníamos un 3 y así sucesivamente. 3, 4, 2 y 3 permiten expresar la misma relación de proporcionalidad que estas cantidades pero con números enteros sencillos. 00:59:14
Esos son los coeficientes estequiométricos que vamos a poner en la ecuación química ajustada. 00:59:27
Y así pues, lo que podemos determinar tras el análisis cualitativo y cuantitativo es que 3 moles de B reaccionan con 4 moles de D para producir 2 moles de A y 3 moles de C, siendo esta la forma en la cual se van a relacionar entre sí reactivos y productos. 00:59:32
Para comprobar que estos coeficientes estequiométricos eran correctos, nos planteábamos una cierta reacción en la cual nos planteábamos que se consumiera por completo una cierta cantidad de B, la contenida en 10 ml de la disolución diluida. 00:59:49
Calculábamos que para que esto ocurriera necesitábamos tomar 13,33 ml de la disolución de D, que esa contenía la cantidad en proporción estequiométrica con la que contiene la correspondiente disolución de B, se iban a consumir por completo y obtendríamos una disolución, 23,33 ml de una disolución, en la cual no habría ni B ni D, ninguno de los reactivos, 01:00:03
y aparecerían los productos con estas concentraciones que calculábamos haciendo uso de los coeficientes estequiométricos y comprobábamos experimentalmente en el laboratorio virtual que esto era así. 01:00:28
Para finalizar, podemos concluir que hemos alcanzado los objetivos que nos hemos planteado al inicio del todo. Queríamos generar disoluciones diluidas a partir de disoluciones comerciales y eso hemos hecho. 01:00:40
Hemos calculado el volumen de la disolución comercial y del disolvente del agua que tenemos que mezclar para obtener esas disoluciones y lo hemos hecho desde el punto de vista experimental dentro del laboratorio virtual. 01:00:52
También queríamos estudiar las reacciones entre distintas sustancias y nosotros teníamos cuatro A, B, C, D que hemos combinado por parejas en las distintas disoluciones diluidas para comprobar si se producían productos distintos de los reactivos que teníamos inicialmente o no y concluimos que había una única reacción que sí se producía, la de B más D para producir A más D. 01:01:04
No solamente hicimos ese estudio desde el punto de vista cualitativo sino que llegamos a escribir la ecuación química ajustada. A partir de los resultados numéricos nosotros pudimos calcular en qué proporción entera reaccionaban los activos y productos para transformarse los unos en los otros. 01:01:25
Así que conseguimos escribir realmente la ecuación química ajustada y es más comprobamos esos coeficientes estequiométricos que determinamos experimentalmente con una nueva experiencia en la cual producíamos una reacción química buscando que los reactivos estuvieran en proporciones estequiométricas y se consumirán por completo. 01:01:43
La metodología que hemos empleado dentro del laboratorio virtual es suficientemente realista. Hemos conseguido replicar de una forma adecuada cuáles son los procedimientos y los procesos que se utilizan en un laboratorio real. Hemos utilizado materiales diversos, los que se utilizan realmente, matraces aforados, pipetas, etc. 01:02:05
Es cierto que esto no va a conseguir sustituir por completo la técnica y la destreza que se adquiere dentro de un laboratorio real, pero es una aproximación suficientemente razonable. 01:02:25
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Subtítulos realizados por la comunidad de Amara.org 01:03:25
Idioma/s:
es
Autor/es:
Raúl Corraliza Nieto
Subido por:
Raúl C.
Licencia:
Reconocimiento - No comercial - Sin obra derivada
Visualizaciones:
702
Fecha:
31 de octubre de 2022 - 16:48
Visibilidad:
Público
Centro:
IES ARQUITECTO PEDRO GUMIEL
Duración:
1h′ 03′ 28″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1024x576 píxeles
Tamaño:
98.38 MBytes

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