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B2Q U09.3.2 Ejercicio 3 - Contenido educativo

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Subido el 22 de agosto de 2021 por Raúl C.

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Hola a todos. Soy Raúl Corraliza, profesor de química de segundo de bachillerato en el IES Arquitecto Pedro Gumiel de Alcalá de Henares. 00:00:15
Y os doy la bienvenida a esta serie de videoclases de la unidad 9, dedicada a la primera parte del estudio de las fracciones de reducción oxidación. 00:00:25
En la videoclase de hoy discutiremos el ejercicio propuesto 3. 00:00:33
En esta videoclase vamos a revisar el ejercicio propuesto número 3. 00:00:42
En él se nos dice que se lleva a cabo la valoración de 100 mililitros de una disolución de peróxido de hidrógeno 00:00:51
con una disolución de permanganato de potasio de concentración 0,1 molar. 00:00:56
El peróxido de hidrógeno y el permanganato de potasio son los reactivos de la reacción química que vamos a estudiar. 00:01:00
A continuación se dice que se obtienen dicloruro de manganeso, dioxígeno, oxígeno molecular y cloruro de potasio. 00:01:07
Estos son evidentemente los productos. 00:01:13
Se nos da un par de datos adicionales. 00:01:16
En primer lugar, que la reacción se lleva a cabo en medio ácido clorhídrico y, en segundo lugar, que de la disolución de permanganato de potasio se han consumido 23 mililitros. 00:01:18
La primera parte, los apartados A y B, se corresponden con lo que hemos visto en esta unidad de la estequiometría de las reacciones redox, el ajuste estequiométrico de las reacciones redox por el método de Lyon-Electron. 00:01:27
Se supone que tenemos que formular la ecuación molecular completa. 00:01:43
Tenemos que ver cuáles son los estados de oxidación. 00:01:48
Se nos da la pista del manganeso en el león permanganato y en el dicloro de manganeso. 00:01:50
Y del oxígeno en el peróxido de hidrógeno y en el oxígeno molecular. 00:01:54
Está visto que el manganeso y el oxígeno son las especies atómicas que bien se oxida bien se reduce. 00:01:58
Tenemos que decidirlo una vez que veamos los números de oxidación. 00:02:04
a continuación tenemos que formular y ajustar ambas semirreacciones de oxidación y reducción 00:02:07
y por último ajustar la reacción molecular global. 00:02:12
Eso es lo primero que vamos a hacer y lo que vamos a hacer es aplicar el método de Lyon-Electron 00:02:16
desde el principio deteniéndonos en cada momento para dar respuesta a aquello que se nos va preguntando 00:02:21
y que no es estrictamente ajustar la ecuación química. 00:02:26
En primer lugar vamos a escribir la reacción en forma molecular. 00:02:30
Aquí tenemos el peróxido de hidrógeno, el perpanganato de potasio como reactivos, como productos el dicluro de manganeso, el dioxígeno y el cluro de potasio. 00:02:34
Y en cuanto al medio lo hemos indicado aquí encima de la flecha, ácido clorhídrico. 00:02:45
Lo siguiente que tenemos que hacer una vez que hayamos escrito la ecuación molecular es, de acuerdo con el método de Lino y Electrón, escribir la ecuación en forma iónica. 00:02:50
Así que lo que vamos a hacer es disociar todas aquellas sustancias que en disolución acuosa lo estén. Os recuerdo que nos vamos a centrar en sales, ya sean sales binarias u oxosales, ácidos y bases de arrenos. 00:02:59
En este caso, lo que vamos a hacer es dejar tal cual el peróxido de hidrógeno, disociar el permanganato de potasio en el catión potasio y el anión permanganato, disociar el dicloruro de manganeso en catión manganeso 2+, y anión cloruro, vamos a dejar tal cual el dioxígeno, y vamos a disociar el cloruro de potasio, escribiendo los cationes potasio, y los aniones cloruros ya los teníamos, así que no los voy a repetir. 00:03:12
Tal y como hemos dicho en clase, podríamos aquí poner los cloruros una vez más. A mí en este momento, a nosotros, lo único que nos interesa es saber que en productos van a aparecer cloruro. ¿Cuántos? Nos lo va a decir el ajuste estequimétrico. 00:03:40
El método del hidroelectrón lo que dice es que tenemos que poner ahora encima de cada uno de los átomos el número de oxidación que corresponda. En este ejercicio se nos pide que pongamos únicamente los estados de oxidación del manganeso y del oxígeno, pero ya que estamos vamos a escribir los números de oxidación de todos aplicando las reglas que hemos estudiado en clase y que hemos visto en la videoclase correspondiente a este apartado 3 de estequiometría de las raciones redox. 00:03:54
En primer lugar, todas las especies elementales puras, en este caso tenemos únicamente el dióxigeno, tienen número de oxidación cero. 00:04:22
Así que aquí tenemos el cero en el dióxigeno. 00:04:30
A continuación, todos los iones monoatómicos tienen como número de oxidación la carga. 00:04:33
Así que aquí tenemos más uno en el catión potasio, menos uno en el cloruro, más dos en el catión manganeso, dos más, más uno en este catión potasio. 00:04:38
A continuación, la regla del hidrógeno nos dice que el hidrógeno tiene el número de oxidación más 1, excepto en los hidruros no metálicos el que tenga el número de oxidación menos 1. 00:04:47
Aquí el hidrógeno aparece únicamente aquí, en el peroxido de hidrógeno, y le vamos a poner el número de oxidación más 1, como corresponde. 00:04:58
La siguiente regla es la del oxígeno, que nos dice que con carácter general el oxígeno va a tener el número de oxidación menos 2. 00:05:06
Aquí lo hemos hecho, hemos puesto menos 2 en el ión permanganato. 00:05:12
Tendrá más 2 cuando esté combinado con el oxígeno, perdón, con el flúor, no es el caso, no nos aparece aquí. 00:05:16
Y tendrá el número de oxidación menos 1 en los peróxidos. 00:05:22
Es el caso del peróxido de hidrógeno, así que aquí sí le vamos a poner al oxígeno número de oxidación menos 1. 00:05:25
Las siguientes reglas son las que nos servirían para determinar el número de oxidación, por ejemplo, 00:05:33
del único que nos faltaría, que sería este manganeso. 00:05:39
La suma de todos los números de oxidación en una especie neutra tiene que ser cero. 00:05:42
En este caso tenemos unión. 00:05:46
La suma de todos los números de oxidación en una especie iónica debe coincidir con la carga eléctrica. 00:05:48
En este momento únicamente hemos escrito el menos 2 en el oxígeno. 00:05:54
Tenemos cuatro oxígenos con número de oxidación menos 2. 00:05:57
Eso corresponde con una carga menos 8. 00:06:00
Para que la suma de los números de oxidación sea igual a la carga menos 1, 00:06:04
el número de oxidación del manganeso debería ser más 7. 00:06:07
De tal forma que más 7 del manganeso menos 2 por 4 del oxígeno se iguala a menos 1. Hablo de carga porque os recuerdo que el número de oxidación es la carga hipotética que tendrían los átomos si todos los enlaces se rompieran porque se convertirán en iónicos y entonces asociáramos el par de electrones de enlace al elemento más electronegativo de aquellos que están enlazados. 00:06:10
Se nos pedía en el enunciado expresamente que nos fijáramos en el estado de oxidación del manganeso en el ion permanganato, más 7, y en el diclorur de manganeso, vale decir, en el cation manganeso 2+, que es más 2. 00:06:32
Vemos que era 7, pasa a ser 2. De 7 a 2 se ha reducido, así que aquí ya tenemos cuál va a ser la especie que se reduzca el manganeso en el ion permanganato. Se va a reducir al cation manganeso 2+. 00:06:46
Por otro lado, se nos dice que nos fijemos en el oxígeno, en el peróxido de hidrógeno. Aquí tenemos el número de oxidación menos uno y en el oxígeno molecular. Aquí tenemos un número de oxidación cero. Así que aquí lo que tenemos es que el número de oxidación pasa de ser menos uno a ser cero. 00:07:00
Pero, consecuentemente, puesto que el número de oxidación ha aumentado, aquí tenemos ya identificada la asimilación de oxidación. El oxígeno dentro del peróxido de hidrógeno se oxida al oxígeno en el dioxígeno. 00:07:20
Así pues, ya podemos formular de momento las sinverraciones de reducción y de oxidación y en ellas directamente vamos a indicar cuál es la especie que se reduce, cuál es la especie que se oxida, la especie oxidante y la especie reductora. 00:07:35
Antes de hacer el ajuste, nosotros escribiríamos el ión permanganato con el número de oxidación más 7 en el manganeso, para que quede bien claro, que va a pasar a ser manganeso 2+, con el número de oxidación más 2. 00:07:51
lo identificamos como la semirreacción de reducción, luego veremos el ajuste 00:08:04
y ya podemos indicar lo que hemos mencionado anteriormente, que el 00:08:09
ión permanganato se reduce, así pues es el reactivo oxidante. 00:08:12
También podemos hacer lo propio con la semirreacción de oxidación. 00:08:17
Vamos a identificar y lo que vamos a hacer es escribir, previo al ajuste, 00:08:21
el peróxido de hidrógeno, vamos a ponerle el menos uno 00:08:25
al oxígeno, que se va a oxidar al dioxígeno 00:08:29
con su número de oxidación cero. Y una vez que hemos identificado la semirreacción de oxidación, 00:08:33
lo que vamos a hacer es indicar que es el peróxido de hidrógeno la especie que se oxida, luego es el 00:08:38
reactivo reductor. Yo lo que he hecho ha sido no sólo escribir la ecuación química y luego el 00:08:43
ajuste, sino directamente escribir la ecuación química ajustada en medio ácido, puesto que se 00:08:50
nos ha dicho expresamente que esta reacción está transcurriendo en medio ácido clorhídrico. Así 00:08:56
Así que tenemos que hacer el ajuste en medio ácido. 00:09:02
Veamos, en el inicio nosotros teníamos, en el caso de la semirreacción de reducción, 00:09:06
el ión permanganato en reactivos y el cateón manganeso 2+, en productos. 00:09:12
A la hora de llevar a cabo el ajuste empezaríamos con los átomos de manganeso, 00:09:18
que son todos aquellos que no son ni oxígeno ni hidrógeno. 00:09:22
Vemos que hay uno en reactivos, uno en productos. Eso estaría bien ajustado. 00:09:24
Lo siguiente que vemos es que lo que sí tenemos desajustado son los oxígenos. 00:09:30
Tenemos cuatro oxígenos en hirompermanganato en reactivos y en productos no había ninguno. 00:09:33
La regla de los oxígenos en el medio ácido lo que nos dice es que tenemos que añadir en el mismo miembro el doble de hidrones. 00:09:38
Tenemos cuatro oxígenos, así pues vamos a añadir ocho hidrones. 00:09:45
Y en el miembro contrario, en este caso en productos, lo que tenemos que hacer es introducir la misma cantidad de moléculas de agua. 00:09:49
Así que cuatro oxígenos se compensan con ocho hidrones en el mismo miembro y cuatro moléculas de agua en el miembro opuesto. Así tenemos manganeso, manganeso, uno, cuatro oxígenos, cuatro oxígenos en las moléculas de agua, ocho hidrógenos en los hidrones y aquí ocho hidrógenos en las moléculas de agua. 00:09:56
Con esto ya tenemos ajustadas las especies atómicas, vamos a ajustar las cargas. 00:10:17
De momento lo que estoy viendo es que tengo una carga negativa y ocho positivas en reactivos, 00:10:23
eso da un balance de siete cargas positivas, 00:10:28
mientras que en productos tengo únicamente las dos cargas positivas del cation manganeso. 00:10:31
Nosotros vamos a ajustar las cargas introduciendo electrones 00:10:37
y lo que tenemos que hacer es añadir cinco electrones en reactivos 00:10:40
para que así esos 5 electrones con las 7 cargas positivas que habíamos dicho que teníamos de balance neto 00:10:43
den un total de 2 cargas positivas que se corresponden con estas 2 cargas del manganeso. 00:10:49
Fijaos que en una semirreacción de reducción en la cual las veces que se reduce absorbe electrones, 00:10:55
necesariamente debo hacer el ajuste con electrones en reactivos y eso es lo que ha pasado. 00:11:02
Si yo predigo que una cierta semirreacción es de reducción y acabo añadiendo los electrones en productos, 00:11:09
o peor todavía, no tengo que añadir electrones, algo estará ahí haciendo mal. 00:11:14
Voy a pasar a la semirreacción de oxidación, en la cual os recuerdo que tenía de entrada el peróxido de hidrógeno en reactivos y el dioxígeno en productos. 00:11:18
Aquí en este caso los oxígenos están ajustados, tengo dos oxígenos en reactivos, dos oxígenos en productos, 00:11:28
y lo único que tengo desajustado son estos dos hidrógenos en reactivos. 00:11:34
En medio ácido, la regla para los hidrógenos me dice que cada hidrógeno se compensa añadiendo un hidrón en el mismo puesto. 00:11:38
Así que si tengo dos hidrógenos sin compensar en reactivos, lo que tengo que hacer es añadir dos hidrones, aquí los tengo en productos. 00:11:44
Así pues tengo dos hidrógenos, dos hidrógenos, dos oxígenos, dos oxígenos, las especies atómicas ya están ajustadas. 00:11:51
El siguiente paso sería ajustar las cargas. 00:11:57
Aquí de momento en reactivos lo que tengo es una carga cero, es una especie neutra. 00:12:00
En productos tengo dos hidrones que me introducen dos cargas positivas. Puesto que no está ajustado, lo que tengo que hacer es añadir dos electrones en productos para que así estos dos electrones con las dos cargas positivas de los hidrones se anulen y tenga una carga neta cero, que es lo que tengo en reactivos. 00:12:04
Al igual que dije antes, en el caso de las semirreacciones de oxidación, en la cual la especie que se oxida cede electrones, necesariamente debo hacer el ajuste añadiendo electrones en productos. 00:12:20
Si no añado electrones o tengo que añadirlo en reactivos, algo no funciona. 00:12:32
Y aquí, en este momento, pues todo ha sido correcto. 00:12:37
He añadido 5 electrones en reactivos en la semirreacción de reducción y 2 electrones en productos en la semirreacción de oxidación. 00:12:39
Una vez que tenemos ajustadas ambas semirreacciones de oxidación y reducción, lo que tenemos que hacer es sumarlas para formar la ecuación iónica global. 00:12:47
Para ello, lo primero que tenemos que hacer es cerciorarnos de que los electrones transferidos, los que son absorbidos en la semirreacción de reducción y cedidos en la semirreacción de oxidación, se corresponden, que las cantidades son iguales. 00:12:59
En este caso, tal y como tenemos ajustada la semirreacción de reducción, se absorben 5 moles de electrones, mientras que tal y como tenemos ajustada la semirreacción de oxidación, se están cediendo 2 moles de electrones. 00:13:12
Estas cantidades no coinciden y lo primero que tenemos que hacer antes de sumar es multiplicar la semirreacción de reducción y la semirreacción de oxidación por aquellos valores numéricos que permitan obtener una igual cantidad. 00:13:24
En este caso es tan sencillo como multiplicar la semirreacción de reducción por 2 por el coeficiente estequimétrico de los electrones en la semirreacción de oxidación y al mismo tiempo la semirreacción de oxidación por 5 por el coeficiente de los electrones en la semirreacción de reducción. 00:13:37
Eso hará que cuando multipliquemos toda esta ecuación por 2, aquí tengamos 10 moles de electrones. Cuando multipliquemos toda esta ecuación por 5, tengamos 10 moles de electrones y en ese caso sí nos estamos garantizando que los electrones transferidos se corresponden. Hay una misma cantidad de electrones absorbidos en la semirreacción de reducción y cedidos en la semirreacción de oxidación. Eso es lo que podemos ver aquí a continuación. 00:13:55
se multiplica completa la semirreacción de reducción por 2 00:14:17
podéis comprobar que tenemos todos los coeficientes estequiométricos 00:14:22
multiplicados por 2 00:14:25
la de oxidación por 5 00:14:26
podéis comprobar que igualmente tenemos todos los coeficientes estequiométricos 00:14:28
multiplicados por 5 00:14:31
y sumamos 00:14:32
así pues, aquí lo que vamos a tener son 00:14:33
2 moles del ión permanganato 00:14:36
habríamos de haber puesto 16 moles de hidrones 00:14:39
ahora veremos por qué solo hay 6 00:14:42
los 10 moles de electrones directamente ya no los vamos a escribir 00:14:43
puesto que sabemos que si todo es correcto y debe serlo, estos 10 moles de electrones en reactivos 00:14:47
se compensan con estos 10 moles de electrones en productos, así que nos olvidamos de ellos, 00:14:52
y 5 moles de peróxido de hidrógeno. En productos vamos a escribir los 2 moles de los cationes 00:14:57
manganes o 2 más, 8 moles de moléculas de agua, 5 moles de dióxígeno y no estamos escribiendo 00:15:03
estos 10 moles de hidrones. Lo que está ocurriendo es que directamente estamos escribiendo la 00:15:10
ecuación iónica global simplificada. No vamos a poner 16 moles de hidrones en reactivos y 10 moles 00:15:16
de hidrones en productos porque de los 16 moles de hidrones en reactivos hay 10 que no han reaccionado 00:15:23
y que permanecen tal cual en productos. Por eso lo que vamos a hacer es simplificar. En lugar de 00:15:32
poner estos 10 y estos 16, eliminamos 10 moles de hidrones en reactivos y en productos y lo que 00:15:37
hacemos es poner únicamente seis moles de hidrones en activos y ninguno en productos. El siguiente 00:15:43
paso, una vez que ya tenemos la ecuación iónica global ajustada, consiste en completar con aquellos 00:15:49
iones que sea necesario para obtener la ecuación molecular ajustada. Fijaos en que aquí nosotros 00:15:55
tenemos iones permanganato, que si vamos atrás podemos comprobar que provienen del permanganato 00:16:01
de potasio. No tenemos cationes de potasio en esta ecuación, así que lo que tenemos que hacer es 00:16:07
añadirlos. Cada permanganato necesita de un potasio. Aquí tenemos dos moles de ión permanganato. 00:16:12
Tenemos que añadir dos moles de potasio. Aquí los tenemos. Como mencionamos en la videoclase 00:16:20
correspondiente, ya teníamos la ecuación iónica ajustada. No podemos gratuitamente añadir cationes 00:16:25
potasio únicamente en reactivos porque estaríamos desajustando la ecuación. Así que todo lo que 00:16:30
estemos añadiendo en reactivos, en este caso dos moles de cationes potasio, también tenemos que 00:16:35
añadirlo en productos. Y aquí los tenemos, dos moles de cationes potasio. Por otro lado, también 00:16:39
tenemos aquí seis hidrones. Si volvemos atrás a la ecuación química original, en reactivos no 00:16:45
tenemos nada que pudiera contener hidrones. El único sitio donde están los hidrógenos es en el 00:16:51
peroxido de hidrógeno, pero esta sustancia no la hemos disociado. ¿De dónde salen los hidrones? 00:16:55
Pues del medio. Está visto que cuando se nos hablaba de que la reacción se lleva a cabo en 00:17:01
medio ácido clorhídrico, el ácido clorhídrico no se limita a estar ahí, sino que de alguna manera 00:17:06
forma parte de la reacción química y debo introducirlo, está visto, en reactivos. Así pues, 00:17:10
estoy viendo que cada hidrón necesitaría de un cloruro para formar cloruro de hidrógeno, ácido 00:17:17
clorhídrico. Aquí yo tengo seis hidrones, voy a necesitar añadir seis cloruros para poder formar 00:17:22
el ácido clorhídrico correspondiente. Igual que dije antes, si añado seis moles de cloruro en 00:17:28
activos automáticamente debo añadir 6 moles de cloruro en productos para que la ecuación química 00:17:33
cuando sume todo siga estando ajustada. Haciendo esto vamos a comprobar que todo se corresponde. 00:17:38
Aquí tengo 5 moles de peróxido de hidrógeno, los voy a poner en la suma. Los 2 moles de ion 00:17:44
permanganato con los 2 moles de cationes potasio van a formar, cuando los combine, 2 moles de 00:17:49
permanganato de potasio. Y por otro lado, los 6 moles de hidrón más 6 moles de cloruro van a 00:17:55
formar, cuando los combine, seis moles de ácido clorhídrico. Peroxido de hidrógeno, 00:18:00
permanganato de potasio, son los reactivos que me habían nombrado en el enunciado, ácido 00:18:04
clorhídrico, el medio que está visto por lo que estoy viendo, que tiene que ser uno 00:18:09
de los reactivos. Me voy a productos y veamos, aquí me han aparecido ocho moles de moléculas 00:18:13
de agua, que voy a poner aquí al final, cinco moles de oxígeno, que voy a poner tal cual, 00:18:21
Y veamos, tengo como cationes dos moles de manganeso 2+, y dos de potasio. Como aniones, únicamente seis moles de cloruro. Las cargas negativas y positivas se deben compensar combinándolas, formando especies neutras. 00:18:25
En este caso, por lo que estoy viendo, tengo dos moles de manganeso, dos más. Cada manganeso necesita de dos cloruros para formar el dicloruro de manganeso que tenía en reactivos. 00:18:40
Vuelvo atrás para comprobarlo. Aquí lo tenemos. Así pues, estos dos manganesos, dos más, necesitan de un total de cuatro cloruros para formar así dos moles de dicloruro de manganeso. 00:18:51
Aquí tengo los dos manganesos y dos por dos, cuatro cloruros. De estos seis cloruros ya combinado cuatro, me quedan dos que son justos los que se van a combinar con los dos moles de potasio. Dos más para formar el cloruro de potasio. Dos moles de cloruro de potasio. Este aparecía también en la lista de productos que me habían dado un enunciado. Aquí lo tengo. 00:19:03
Así pues, la ecuación molecular global ajustada sería 5 moles de peróxido de hidrógeno más 2 moles de permanganato de potasio más 6 moles de ácido clorhídrico van a formar 2 moles de dicloruro de manganeso, 5 moles de dióxigeno, 2 moles de cloruro de potasio y finalmente 8 moles de agua. 00:19:21
Ahora, fijaos que he necesitado utilizar el método del ninoelectrón para, en primer lugar, poder ajustar los electrones que han sido transferidos en las simulaciones de oxidación y de reducción y que en la ecuación molecular que me habían dado, vuelvo atrás, no aparecían expresamente. Nunca va a ocurrir. 00:19:43
No solo eso, he necesitado el método porque el medio ácido clorhídrico resulta ser uno de los reactivos y tal y como me lo habían dicho en el enunciado, no lo podía predecir a priori. 00:20:02
He necesitado utilizar el método de León y Electrón para que el propio método me chive que el ácido clorhídrico forma parte de los reactivos. 00:20:14
Además, y ya para finalizar, uno de los productos no me lo mencionaban, el agua. 00:20:22
Así que he necesitado del método de León-Electrón para obtener este producto que de otra manera no me habían dado en el enunciado. 00:20:29
Con esto que he realizado hasta aquí, hemos dado respuesta a los apartados A y B, que se corresponden al ajuste de la ecuación molecular global por el método de León-Electrón, 00:20:36
indicando expresamente las semirrazones de reducción y de oxidación, porque así se nos planteaba, 00:20:48
indicando cuál es la especie que se oxida y que se reduce y la especie reductora de la especie oxidante, 00:20:54
puesto que así se nos decía expresamente, indicando con cuidado cuáles son los números de oxidación del manganeso 00:21:00
en el ión permanganato y en el manganeso 2+, en el oxígeno, en el peróxido de hidrógeno y en el dióxígeno, 00:21:06
como se nos indicaba expresamente. Así pues, hemos dado respuesta de momento a estos dos primeros apartados. 00:21:13
Este ejercicio se completa con dos apartados más, donde se nos pide que hagamos ciertos cálculos estequiométricos. 00:21:21
En primer lugar, que calculemos la concentración molar del peróxido de hidrógeno empleado. 00:21:28
En segundo lugar, que calculemos el volumen de oxígeno molecular desprendido en unas ciertas condiciones termodinámicas, 00:21:32
a una presión de 700 mmHg y una temperatura de 30 °C. 00:21:37
Que se nos pida calcular la concentración molar del peróxido de hidrógeno no debería llamarnos la atención, 00:21:42
puesto que en el enunciado se nos dice se lleva a cabo la valoración de 100 mililitros de una 00:21:48
disolución de peróxido de hidrógeno y aquí la clave está en la palabra valoración. Nosotros 00:21:54
ya hemos estudiado este tipo de procesos de valoración en la unidad pasada en el contexto 00:22:00
de las aplicaciones de las acciones ácido-base. Allí supongamos que lo que tenemos es una 00:22:05
sustancia con carácter ácido con concentración desconocida, lo que queríamos era determinar la 00:22:12
concentración de esa sustancia, para lo cual lo que hacíamos era hacerle reaccionar con una 00:22:18
sustancia de carácter básico, con una base fuerte, de concentración conocida, hasta alcanzar lo que 00:22:23
llamamos el punto de equivalencia, que se correspondía con la neutralización completa, 00:22:29
de tal forma que ácido y base habían reaccionado en proporción estequiométrica conforme la ecuación 00:22:34
de neutralización ajustada. Si nosotros somos capaces de calcular la cantidad de base que ha 00:22:39
reaccionado, cosa que podemos hacer si conocemos el volumen, perdón, de la disolución y su 00:22:44
concentración. Utilizando cálculos estequiométricos podíamos determinar la concentración en las 00:22:49
unidades que quiera que nos haya pedido del ácido que teníamos entre manos. Pues bien, aquí ocurre 00:22:54
exactamente lo mismo. Se nos habla de la valoración de una disolución de peróxido de hidrógeno y lo 00:23:00
que vamos a hacer es producir una reacción redox, ya no ácido base. La reacción redox es la que se 00:23:07
nos ha planteado y la que hemos ajustado. Resulta que hemos determinado que el peróxido de hidrógeno 00:23:14
se oxida y lo hemos hecho reaccionar con el permanganato de potasio que contiene el ión 00:23:20
permanganato que es quien se reduce. Es el equivalente a la neutralización de un ácido con 00:23:25
una base. Aquí lo que tenemos es la reacción redox de una sustancia que se oxida y una sustancia que 00:23:30
se reduce. Si nosotros conociéramos de la otra sustancia, en este caso del permanganato de 00:23:36
potasio que tenemos aquí. La concentración y el volumen de la disolución que ha reaccionado, 00:23:42
haciendo uso de los coeficientes estequiométricos y cálculos estequiométricos, dado que conocemos 00:23:48
la cantidad de disolución de peróxido de hidrógeno que teníamos inicialmente, debemos ser capaces de 00:23:53
calcular la concentración. Tenemos esos datos, tenemos la concentración del permanganato de 00:23:58
potasio, se nos dice que se consume en 23 mililitros, pues bien tenemos todos los datos 00:24:04
necesarios para hacer el cálculo que se nos pide. Vamos a comprobar qué es lo que tenemos aquí. En 00:24:09
primer lugar he calculado la cantidad, número de moles, de permanganato de potasio que ha 00:24:15
reaccionado. Lo que he hecho ha sido multiplicar la concentración 0,1 molar por el volumen 0,023 00:24:20
litros, 23 mililitros, y obtengo que de permanganato de potasio, en el volumen de su disolución que ha 00:24:26
reaccionado, había contenidos 2,3 por 10 a la menos 3 moles. A continuación lo que hago es 00:24:33
calcular la cantidad de peróxido de hidrógeno que ha reaccionado con esta cantidad de permanganato 00:24:41
de potasio. Para eso lo que necesito son los coeficientes estequiométricos en la ecuación 00:24:46
molecular ajustada. Aquí teníamos que cada 5 moles de peróxido de hidrógeno reaccionan con 00:24:50
2 moles de permanganato de potasio. Así pues, lo que he hecho es calcular, partiendo de que se 00:24:56
consumen 2,3 por 10 a la menos 3 moles de permanganato de potasio, la cantidad de peróxido 00:25:01
de hidrógeno multiplicando por la fracción de equivalencia, cada 2 moles de permanganato de 00:25:07
potasio reaccionan con 5 moles de peróxido de hidrógeno. Y así resulta que se han consumido, 00:25:11
junto con estos 2,3 por 10 a la menos 3 moles de permanganato de potasio, 5,75 por 10 a la menos 00:25:17
3 moles de peróxido de hidrógeno. Me piden que calcule la concentración molar, eso es calidad 00:25:22
de sustancia dividido entre volumen en litros de disolución. Pues bien, lo que voy a hacer es 00:25:28
precisamente eso, calcular la concentración de peróxido de hidrógeno en su disolución dividiendo 00:25:33
la cantidad, estos 5,73 por esa menos 3 moles que he consumido, entre el volumen de su disolución 00:25:38
que yo había tomado, los 100 mililitros, 0,1 litros. Y esto resulta en que la concentración 00:25:45
molar del peróxido de hidrógeno en su disolución es 0,0575 molar. A continuación, también se nos 00:25:51
pide que calculemos el volumen de oxígeno molecular desprendido. Esto quiere decir que 00:25:59
el oxígeno evidentemente tiene que ser uno de los productos. Y aquí lo tenemos en la ecuación 00:26:03
molecular ajustada. En unas ciertas condiciones de presión y temperatura. Así pues, para calcular 00:26:08
este volumen vamos a tener que utilizar la ley de los gases ideales y lo que necesitamos calcular 00:26:14
es la cantidad, el número de moles de oxígeno que se ha producido. Para ello lo que voy a hacer es 00:26:19
considerar que he consumido 2,3 por 10 a la menos 3 moles de permanganato de potasio, el dato que 00:26:25
calculé al inicio del apartado anterior, y utilizar los coeficientes estequimétricos en la ecuación 00:26:30
molecular ajustada para relacionar la cantidad de permanganato de potasio y de oxígeno que se 00:26:36
consume y que se forma. Voy a la ecuación y lo que puedo leer es que cada 5, perdón, cada 2 moles de 00:26:41
permanganato de potasio que se consumen producen 5 moles de dioxígeno. Así pues, ya puedo calcular 00:26:49
la cantidad de dioxígeno que se produce partiendo del dato de la cantidad de permanganato de potasio 00:26:56
y utilizando como fracción de equivalencia los coeficientes estigométricos. Cada 2 moles de 00:27:01
permanganato de potasio que reaccionan se producen 5 moles de dioxígeno. Así pues, la cantidad de 00:27:06
oxígeno producido es 5,75 por 10 a la menos 3 moles y calculo el volumen utilizando la ecuación 00:27:12
de estado de los gases ideales. Con cuidado de la temperatura que me habían dado en grados 00:27:19
centígrados, 30, pasarla a Kelvin sumando 273,15 y que la presión que me han dado en milímetros 00:27:24
de mercurio la tengo que pasar a atmósfera dividiendo entre 760 milímetros de mercurio 00:27:31
que equivalen a una atmósfera. Todas estas operaciones producen un volumen de oxígeno 00:27:37
igual a 0,155 litros. En el aula virtual de la asignatura tenéis disponibles otros recursos, 00:27:43
ejercicios y cuestionarios. Asimismo, tenéis más información en las fuentes bibliográficas y en la 00:27:53
web. No dudéis en traer vuestras dudas e inquietudes a clase o al foro de dudas de 00:27:58
la unidad en el aula virtual. Un saludo y hasta pronto. 00:28:03
Idioma/s:
es
Autor/es:
Raúl Corraliza Nieto
Subido por:
Raúl C.
Licencia:
Reconocimiento - No comercial - Sin obra derivada
Visualizaciones:
86
Fecha:
22 de agosto de 2021 - 13:18
Visibilidad:
Público
Centro:
IES ARQUITECTO PEDRO GUMIEL
Duración:
28′ 35″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1024x576 píxeles
Tamaño:
48.54 MBytes

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