Bien, pues buenas tardes. Vamos a empezar esta nueva sesión de
Fundamentos Químicos de la Ingeniería y hoy vamos a trabajar ácido base,
también llamadas reacciones de transferencia de electrones. Bueno, los
ácidos son aquellas especies químicas que en disolución a cosa nos
generan iones hidrógeno, protones. Hablaremos pues de que un ácido es
aquella especie química que en disolución a cosa... Muy bien, buenas
tardes Daniel. Muy bien, buenas tardes. Decía que un ácido es aquella
sustancia que en disolución a cosa nos genera iones hidrógeno, ¿no? Y
una base será aquella especie química que en disolución a cosa... nos
genera iones OH, iones hidróxido. Este es el concepto de ácido base de
Arrhenius, de Arrhenius, ¿eh? ¿De acuerdo? Y ácidos, ejemplos de
ácidos, pues el ácido clorhídrico, el ácido sulfúrico, que es un
ácido diprótico y ejemplos de bases, pues cualquier hidróxido.
Hidróxido de sodio, hidróxido de potasio y fijaos cómo es la reacción,
¿no? Es decir, la reacción de disociación de un ácido y una base con la
reacción de neutralización. ¿Qué es eso de la reacción de
neutralización? Una reacción de neutralización es la reacción de un
ácido con una base para dar la sal y agua. ¿Qué pasa? Que cuando
nosotros mezclamos un ácido y una base se forma una sal. Y lo que se
forma, esta sal, sus propiedades no tienen nada que ver con las propiedades
del ácido y de la base. Bien, buenas tardes. ¿Eh, Marc? Entonces, eso es
importante que lo tengáis claro. Que las propiedades de la sal que se
forman al reaccionar un ácido con una base, esas propiedades son
totalmente diferentes a las del ácido y de la base. Pensad que una sal con
agua, que es cloruro de sodio, es la agua salada. Mientras que el ácido
clorhídrico en disolución acuosa tiene propiedades muy corrosivas, ¿no?
Heridos de sodio también, ¿eh? Tienes ahí propiedades que te pueden
quemar la piel, etcétera, ¿eh? ¿De acuerdo? Sin embargo, una
neutralización del ácido con la base nos da un sistema totalmente
diferente. ¿Qué tal? Buenas, ¿cómo estamos? Entonces, podemos
generalizar. Vamos a generalizar porque la definición de Arrhenius de
ácido y base es incompleta, que es lo que hemos comentado ahora. Y vamos
a, de alguna manera, a definir lo que se entiende por ácido-base a partir
de la teoría de Bronsted-Lowry. Entonces, Bronsted-Lowry establece que un
ácido es aquella sustancia que en disolución acuosa cede protones. Y una
base es aquella sustancia que en disolución acuosa acepta protones. Acepta
protones. ¿Eh? Fijaos que la diferencia con Arrhenius, que una base era
aquella sustancia que en disolución acuosa generaba iones hidroxilo. Ahora
lo generalizamos de manera que una base es aquella sustancia que en
disolución acuosa acepta protones. Es que había sustancias que se
comportaban como bases, que no tenían OHs en su estructura, ¿no? Y sin
embargo, no podíamos justificar con Arrhenius, ¿eh? No podíamos
justificar con Arrhenius, ¿no? El que fueran bases. Entonces, ahora sí,
vamos a definir que en una base... ...es aquella sustancia que es capaz de
aceptar protones. Y también hay que tener muy claro que si tenemos una
sustancia que actúa como ácido... ...es porque al lado está una
sustancia que actúa como base. ¿De acuerdo? Es decir, una sustancia no
puede actuar como ácido sola. Aquí siempre tenemos pares de ácidos y
bases. Bien, cuando un ácido, una especie química, un ácido pierde un
protón, la especie que se forma se llama base conjugada. Y cuando una base
afecta a un protón, la especie química que se forma se llama ácido
conjugado. Ácido conjugado. Entonces, el ácido nos genera la base
conjugada y la base nos genera el ácido conjugado. ¿Vale? Entonces,
pensemos pues lo que se llama base conjugada. Es decir, si yo tengo el
ácido clorhídrico, ¿vale? HCl, su base conjugada será el ión cloruro.
¿De acuerdo? Y si tengo una base, como puede ser... El bromuro, pues su
ácido conjugado sería el ácido bromídrico, por ejemplo. ¿No? La base
conjugada es la especie química que resulta de ceder un protón. El ácido
conjugado es la especie química que resulta de aceptar un protón. Aquí
tenéis, ¿no? Clorhídrico, ácido, cloruro, base conjugada. Agua, base y
ión hidróneo, ácido conjugado. Veamos aquí el segundo ejemplo. ¿No?
Que tenemos del amoníaco con agua. ¿Vale? El amoníaco con el agua nos
genera ión hidróneo... Perdón, ión amonio e ión hidrosilo. El ácido
conjugado del amoníaco es el ión amonio. La base conjugada del agua es el
ión hidrosilo. ¿De acuerdo? Aquí nos damos cuenta que el agua... Ha
actuado como ácido y la primera generación había actuado como base.
Estas especies químicas que pueden actuar como ácido y como base se
llaman anfóteros o anfolitos. Por la teoría de Lewis, que es una teoría
más general todavía que la de Bronsted, se dice que es un ácido aquella
sustancia que contiene al menos un átomo que es capaz de aceptar un par o
pares de electrones. Mientras que una base es aquella sustancia que posee
al menos un átomo capaz de aportar un par o pares de electrones para
formar un enlace. ¿Qué tipo de enlace? Un enlace covalente coordinado.
¿Qué es esto de un enlace covalente coordinado? Un enlace covalente donde
el mismo átomo aporta los dos electrones al enlace. Los dos electrones al
enlace. Le he dado atrás, perdonad. Bueno, pues un ejemplo sería aquí el
agua. El agua, ¿no? Tiene un átomo con pares de electrones sin compartir,
puede actuar. Por lo tanto, como base se puede unir a protón, que sería
el ácido de Lewis, para formar esta especie química con una carga
positiva, el ión hidróneo. Ión hidróneo, ¿de acuerdo? El ión
hidróneo, ¿sí? El amoníaco. Con el agua pasa lo mismo. El amoníaco
tiene un par de electrones y puede aceptar un protón y un átomo. Por lo
tanto, actúa de base y formar el ión amonio. ¿De acuerdo? Bueno, aquí
tenéis con el cloruro de aluminio, que el cloruro de aluminio es una
especie química deficitaria de electrones, es un ácido de Lewis, como se
formó en un enlace con el amoníaco, que es una base de Lewis. Bueno,
pensemos que el agua tiene un proceso de autoionización. El agua se
autoioniza. ¿En qué? En sus iones, iones hidróneo e iones hidroxilo.
¿Vale? La constante de equilibrio es la que tenéis en pantalla, pero
tenemos que pensar que la concentración de agua, como se autoioniza muy
poquito, la concentración de agua se puede considerar constante. De hecho,
55,5 molar. Entonces el producto de la Kc por la concentración de agua al
cuadrado, a 25 grados centígrados, tiene un valor de 10 elevado a menos 14
y recibe el nombre del producto iónico del agua, Kw, que tiene este valor
de 10 elevado a menos 14. A 25 grados centígrados. Valor que cambia en
función de la temperatura, como toda constante de equilibrio. Lo tenéis
aquí. Y si nosotros tenemos una disolución de agua pura, evidentemente,
tendremos la misma concentración de iones hidróneo e iones hidroxilo.
Entonces, si es la misma y el producto es 10 elevado a menos 14, cada una
debe ser 10 elevado a menos 7. Y entonces, para transformar esta escala de
acidez, en que se determina la acidez de una disolución, que es una escala
exponencial, y siempre es incómoda para trabajar, se transforma esta
escala en una escala logarítmica. Y definimos el pH como menos logaritmo
de la concentración de hidróneo. No estamos introduciendo ningún
concepto nuevo, pero sí que hay que tener presente, ¿no? Hay que tener
presente que es una escala que está esencialmente concretada de 0 a 14
aunque puede haber pH negativos y es una escala pues mucho más fácil de
trabajar para personas del ámbito científico y para el resto de la
sociedad especialmente lo entendemos ¿no? entonces una disolución neutra
que tendrá un pH 7 ¿por qué? porque la concentración de hidrógeno y de
OH- será la misma para los dos, pero una disolución ácida será mayor
por tanto pH menor que 7 y una disolución básica cuya concentración de
hidrógeno será menor de 10 a menos 7, será una disolución básica ¿no?
mayor que 7 pH mayor que 7, básica pH menor que 7, ácida el concepto de
pH lo podemos hacer igual que en el caso del POH pH y POH se definen de
manera análoga el POH es el logaritmo menos logaritmo de la concentración
de OH podemos trabajar y comprobar esta fórmula que es tan interesante que
la suma del pH más el POH es igual a 14 esta es una fórmula muy útil
¿eh? porque no solo da el producto iónico del agua, que la concentración
de hidrógeno por la concentración de OH- es 10 a menos 14 sino que la
suma de pH más POH es igual a 14, ¿cómo se obtiene esta fórmula? de la
anterior tomando logaritmos a cada miembro y aplicando un signo menos y me
queda menos logaritmo de hidrógeno menos logaritmo de OH que es pH más
POH ¿vale? bien bueno, aquí tenéis un ejemplo de el pH de una
disolución acuosa ¿no? y nos piden cuál será el concepto de
concentración de OH y el POH os invito a que lo hagáis nosotros vamos a
hacer los ejercicios que tengo preparados ¿no? que han caído en PECS y en
exámenes de ácido base si os parece bien entonces tenemos aquí
electrolitos fuertes ¿qué es un electrolito fuerte? un electrolito fuerte
es aquel que está totalmente disociado tengo un ácido o una base es un
electrolito, ¿por qué? porque en disolución acuosa me genera iones
entonces diremos que un electrolito es fuerte que no hay que confundir con
concentrado No confundamos con la palabra concentrado. Una disolución
concentrada es que tiene una relación absoluta de disolución elevada, 1
molar, 5 molar. Y otra cosa es hablar de un electrolito fuerte, que puedo
tenerlo diluido o concentrado. Cuidado. Entonces, electrolitos fuertes son
aquellos que en disolución de una cosa están totalmente disociados.
Recordemos los 7 ácidos que hay que saberse. Hidrohídrico, promídrico,
hidrohídrico, la primera del sulfúrico, el nítrico, la primera del
sulfúrico, el nítrico, el ácido perclórico, y si queréis también os
cuento el permangánico. Entonces, ¿vale? Estos serían los que son
fuertes. El resto son débiles. Ya está. Hidróxidos fuertes, todos los
alcalinos son fuertes. Y después de los alcalinotérreos, pues depende.
Hay algunos que son fuertes y otros un poquito débiles. A veces, a veces
se consideran siempre fuertes los alcalinotérreos, los hidróxidos. Pero
bueno, el berío y el magnesio es débil. A medida que bajamos en el mismo
grupo, son más fuertes, electrolitos más fuertes. ¿Vale? Y electrolitos
débiles son aquellos que están parcialmente ionizados en disolución
acuosa. El acético nos da acetato y protones o ionisidronio y el amoníaco
nos genera el ionamonio. ¿Vale? Aquí tenéis otra cuestión que yo os
invito a que lo miréis. Está resuelta, ¿no? Porque el ión bicarbonato
puede actuar como ácido, como base. Es que el ión bicarbonato y todas las
especies químicas, ahora ya lo comento de manera general, todas las
especies químicas que provienen de ácidos dipróticos, dipróticos, ¿no?
Pueden actuar como ácidos o como bases. El hidrógeno sulfato, ¿eh?
Fijaos, el hidrógeno fosfato. Aquí este también, porque este también
puede ganar uno o perder uno. Son especies químicas que pueden actuar como
ácido o como base. Es decir, pueden ceder un protón o pueden aceptar un
protón, ¿vale? Se llaman anfóteras o anfolitos, como el agua, ¿eh?
Cuando hablamos de fuerza de ácidos, pues estaríamos hablando de
electrolitos fuertes. Y vemos que un ácido es fuerte cuando está
totalmente disociado, ¿eh? En agua. Fijaos aquí la expresión de la
constante de equilibrio, ¿no? Que sería concentración de productos
partido concentración de reactivos. Y daos cuenta cómo la concentración
de agua... Perdón, la concentración, sí. La concentración de agua va a
permanecer esencialmente constante. ¿Por qué? Porque es el disolvente,
está en exceso, y se va a consumir muy poco por la pequeña cantidad de
ácido que se va a ionizar. Aunque las relaciones estequiométricas sean
unos a uno. Entonces siempre se toma, se considera constante esa
concentración de agua y se define la constante de acidez como el producto
de esa constante de equilibrio por la concentración de agua. Y es igual a
la relación de concentraciones de productos partido reactivos. Es
importante saberlo bien, ¿eh? ¿De acuerdo? Lo que es la casupaz. Y
análogamente... Bueno, pues... Podemos decir que un ácido es fuerte
cuando su constante es mayor de 100, ¿no? Es débil cuando su constante es
menor de la unidad. Bueno, ahí estamos. Son definiciones... Ah, por
ejemplo, el ácido acético que tenéis aquí, su constante es 10 a la
menos 5. Será débil, ¿no? Y las bases, pues igual que lo he dicho hasta
ahora, ¿no? Fijaos, una base con agua para dar BH más más o H menos. El
producto de la concentración de la constante de equilibrio con agua será
la constante de basicidad. Lo tenéis aquí abajo, ¿no? Es producto de las
concentraciones... del BH más, más o H menos partido de la concentración
de base ¿no? está claro que cuanto más pequeña sea una constante de
acidez o una constante de basicidad cuanto más pequeña sea más débil
será el ácido o la base pero también hay otro parámetro que se utiliza
al igual que se ha introducido el pH como menos logaritmo de la
concentración de hidróneo, se define el PK sub A o el PK sub B ¿no? como
menos logaritmo de la concentración no, perdón, menos logaritmo de la
constante de acidez o menos logaritmo de la constante de basicidad ¿vale?
de manera que cuanto más grande sea la K sub A o la K sub B, mayor es la
fuerza del ácido pero entonces el PK sub A el PK sub A y el PK sub B
cuanto más pequeño sea más grande será la fuerza del ácido también,
¿y eso por qué? pues porque si tú tienes un K sub A de 10 a menos 5 el
PK sub A es 5 si tú tienes un K sub A de 10 elevado a menos 10 el PK sub A
es 10 es decir, a menor PK sub A mayor mayor fuerza del ácido ¿de
acuerdo? igual pasa con la base aquí tenéis un ejemplo de cálculo del pH
de una base débil como es el amoníaco os invito a que lo hagáis también
¿eh? creo que no debéis tener problemas y también es interesante que
sepamos, que recordemos cuál es la relación entre la constante de acidez
y la constante de su base conjugada ¿no? claro, es que si planteáis el
equilibrio, aquí lo tenéis en pantalla la K sub A el equilibrio de la
ionización del ácido HA y la K sub B es la constante de ionización de su
base conjugada, el A menos fijaos que las expresiones son muy parecidas
están giradas, lo que hay en el denominador de ácido y base conjugada y
si nosotros multiplicamos ambas expresiones fijaos la cantidad de cosas que
se simplifican concentración de A menos y A menos, concentración de HA
concentración de HA y tenemos el producto iónico del agua concentración
de hidróneo por la concentración de H menos que es K sub W K sub W que es
10 elevado a menos 14 bueno aquí siempre hay que tener en cuenta una
cuestión que es clara, que es cuando hablamos de un ácido débil, mirad,
un ácido fuerte le corresponde a una base conjugada muy débil, igual que
una base fuerte le corresponde a un ácido conjugado muy débil, pero un
ácido débil o una base conjugada débil su ácido o su base conjugada
también será débil y el que sea más o menos débil el que sea más o
menos débil dependerá de la constante de acidez de ese ácido o de esa
base ¿de acuerdo? a veces pues la constante de la base conjugada o del
ácido conjugado también se llama constante de hidrólisis pero bueno,
aquí tenéis un ejemplo de calcular la constante de basicidad de un ácido
recordando que la constante de acidez que la constante de acidez es la
constante de acidez por la constante de basicidad es 10 elevado a menos 14
¿de acuerdo? estamos refiriendo ácidos y bases conjugados ¿no? Bueno,
podemos plantearnos cuando hagamos ejercicios relacionar la constante de
acidez con la concentración de ácido o base conjugada y a su vez con el
grado de disociación. Recordemos que introdujimos el concepto de grado de
disociación en el tema de equilibrio químico. ¿Qué era el grado de
disociación? Los moles, los moles por litro que se ionizan, se disocian de
una especie química por mol. La base de cálculo es 1, pues me queda en
equilibrio 1 menos alfa y me aparecen alfa y alfa. Esto si yo parto de un
mol, si yo parto de una concentración cualquiera, pues me quedará todo
multiplicado por c. Y de ahí que aparezcan estas expresiones de c alfa por
c alfa. Tanto se puede hacer con un ácido como con una base. Normalmente
cuando la constante de acidez o de basicidad es del orden de 10 a menos 5 o
más pequeña, podemos despeciar este 1 menos alfa que tenéis aquí y
ahorrarnos la ecuación de segundo grado. Bueno, pues esto lo podéis
comprobar vosotros. Aquí tenéis un ejemplo de un ejercicio que está
resuelto que os invito también que lo hagáis. ¿De acuerdo? Aquí además
os pone para hacer una dilución. Este apartado aquí es ya prácticamente
el último que a vosotros os va a interesar, que es muy relevante para
vosotros porque se suele pedir en los exámenes y es hablar de la
hidrólisis de sales. Se suele pedir en cuestiones, en preguntas. Decir,
bueno, dígame usted si una disolución de crudo de amonio es ácida o
básica y por qué. O una disolución de acetato de sodio o de potasio.
¿Vale? Bueno, entonces cuando hablamos de hidrólisis de sales, ¿no?
¿No? Bueno, esa hidrólisis sólo puede tener lugar cuando esos aniones o
cationes provienen de bases o ácidos débiles. Ácidos o bases débiles.
Si no provienen de ácidos o bases débiles, no tiene lugar esa reacción
de hidrólisis. Esa reacción de hidrólisis. Entonces, nosotros podemos
tener sales que provengan de un ácido y una base fuerte. En estos casos,
ninguno de los dos iones dará la reacción de hidrólisis. Ninguno de los
dos iones dará la reacción de hidrólisis y el pH de la disolución es 7.
El segundo ejemplo que es el cianuro de sodio. El cianuro de sodio, el ión
sodio proviene de una base fuerte, NaOH, no dará la reacción de
hidrólisis. Pero el ión cianuro proviene de un ácido débil, que es el
ácido cianídrico. Y se establece este equilibrio. ¿Esto qué hace este
equilibrio? Hace que el pH sea mayor que 7. ¿Y el crudo de amonio? La
misma historia. El crudo de amonio. El ión cloruro proviene del
clorhídrico, que no da la reacción de hidrólisis. Pero el amonio sí. El
amonio con agua se establece un equilibrio y da amoníaco más ión
hidróneo. ¿Vale? Entonces será una disolución ácida. Y el último
ejemplo del cianuro de amonio. El cianuro de amonio... Bueno, aquí tenéis
un poquito la explicación anterior. Pero el cianuro de amonio, los dos
iones... Los dos iones provienen de bases y ácidos débiles. Bueno, aquí
tenéis un poco contado el primer ejemplo. ¿No? Aquí el acetato... El
ejemplo del acetato. ¿No? De sodio. Importante. Esto es importante. Ahora
lo vemos en ejercicios que han caído en la prueba. El cloruro de amonio
también, daos cuenta que el cloruro no da la reacción de hidrólisis
porque el cloruro proviene de un ácido fuerte como es el ácido
clorhídrico, pero el amonio sí porque proviene de una base débil como es
el amoníaco. Y en este caso particular del cianuro de amonio los dos
provienen de ácidos o bases débiles. Solo comparando las constantes de
las posibles reacciones de hidrólisis sabremos cuál predomina con
respecto a la otra. Fijaos que en este caso son muy parecidas, ¿no? O no,
no son tan parecidas porque la reacción sería del cianuro es 2 por 10 a
menos 5 y la del amonio por 10 a menos 10. Eso quiere decir que el cianuro,
esa reacción va a darla con mayor extensión y por lo tanto vamos a tener
una disección básica porque el cianuro con agua forma cianídrico y OH-.
Porque la reacción de hidrólisis de bión cianuro tiene una constante de
10 a menos 5 y la de amonio 10 elevado a menos 10. Bueno, ya estamos
finalizando esta parte. Aquí nos dan, pues bueno, un problema de calcular
la constante de hidrólisis, ¿no? O si queréis la constante de basicidad
del bión cianuro que se llamaría lo mismo. Y lo podéis hacer con el
producto que teníamos K sub A por K sub B igual a 10 elevado a menos 14.
Bueno, aquí tenéis este resultado. Este ejemplo de calcular el pH y el
grado de hidrólisis, ¿no? Que os lo dejo para que lo resolváis, ¿eh?
¿De acuerdo? Vamos a... Bueno, está costando un poquito, ¿no? Aquí
tenéis otro ejemplo de hidrólisis de distintos casos que sí que os
sugiero pues que lo vayáis trabajando. Ya sabéis que esto lo podéis
descargar, yo también lo incluyo en el foro con la grabación. Y ahora nos
vamos a poner, bueno, esto es lo que es una disolución amortiguadora
simplemente. Una disolución amortiguadora o una disolución reguladora o
tampón es aquella que está formada por un ácido y una base, un ácido
débil y su base conjugada en concentraciones similares. Ojo, un ácido
débil y su base conjugada en concentraciones similares. Es decir, un
sistema acético acetato de sodio. Un sistema amonio, amoníaco, ¿no?
Estos son, pueden formar disoluciones amortiguadoras, disoluciones
reguladoras de un ácido débil y su base conjugada. Tiene que ser débil,
no puede ser, ¿eh? Si no son débiles no se forma una disolución
reguladora. ¿Qué propiedad tiene esta disolución? Tiene la propiedad de
que su pH permanece esencialmente constante, su pH permanece esencialmente
constante al adicionar un ácido. Un ácido o una base fuerte, la misma.
Esto es muy interesante, ¿eh? Porque permite mantener disoluciones pH
esencialmente constantes, que no se ven influenciadas por el hecho de
adicionar un ácido o una base fuerte. ¿De acuerdo? Pues aquí os he
dejado ya para el final, pues una gráfica, ¿no? Una gráfica que nos da
la variación del pH al añadir pequeñas cantidades de hidróxido de sodio
o de clorhídrico. En el caso de añadirlo en agua, ¿veis cómo va
incrementándose el pH? Pero en el caso de una disolución amortiguadora
prácticamente no se incrementa algo el pH hasta el final, ¿lo veis? E
igual en la gráfica de la derecha, donde tenemos agua con clorhídrico,
vamos aumentando la concentración de clorhídrico y nos damos cuenta...
nos damos cuenta que en una disolución amortiguadora prácticamente ni
varía ese pH, solo al final un poco, como veis. ¿Sí? ¿De acuerdo? Bien.
Pues esto sería una parte, la primera parte, y permitidme que ahora os
ponga... A ver si lo encuentro. Bueno. Momentito. Aquí está. Bueno, este
es un archivo que tiene ejercicios que han salido en pruebas, en exámenes
y en PECS. ¿Vale? Entonces... Permitidme que me ponga aquí a hacer unos
cuantos. Bien. Pues estos ejercicios que han ido saliendo en exámenes, en
pruebas, no sé si esto... Ha quedado que no se ve bien el... Ahora, ¿no?
Sí, era yo. Bueno, pues vamos a empezar, como siempre empiezo por el
principio, ¿no? Y por el principio siempre no llego al final, y al
principio muchos están resueltos, pues permitidme que me vaya a las
últimas hojas, ¿no? Y así pues esta vez compensamos, ¿no? Dice aquí.
Razones en la preparación de una disolución acuosa de nitrato de sodio,
el pH del agua cambia cuando se adiciona esta sal. Es decir, lo que me
está pidiendo aquí es... Yo tengo un recipiente, ¿vale? Tengo... Agua.
¿Sí? Tengo agua... en el recipiente. ¿Vale? Tenemos agua en el
recipiente. ¿Sí? Y metemos, adicionamos nitrato de sodio. Va a cambiar el
pH. Mirad, ya hemos dicho que si tenemos... Eso va a depender del tipo de
sal. Bueno, vamos a ir por partes. Y eso es muy importante que nos demos
cuenta qué tipo de sal tenemos aquí. Si es una sal neutra, ácida o
básica. El ión sodio y el ión nitrato son los iones que se generan al
disolver el nitrato de sodio. ¿Vale? Ión sodio y ión nitrato. El ión
sodio con agua no da nada. ¿Por qué? Porque se formaría el NaOH, que es
una base fuerte y no tiene lugar. El ión nitrato con el agua tampoco da la
reacción de hidrólisis. ¿Por qué? Porque se formaría el ácido
nítrico, el cual no tiene lugar porque es un ácido fuerte. Los ácidos
fuertes y las bases fuertes no se forman nunca por hidrólisis. Entonces,
ni el ión sodio, ni el ión nitrato dan la reacción de hidrólisis.
Entonces contestaremos que como esto es una sal neutra en que los iones,
ninguno de los iones da la reacción de hidrólisis, el pH no se verá
alterado. Y ya está. Se acabó. Esto salió en febrero del 2018. Bueno,
vamos con este otro que tenemos aquí abajo. Dice, calcular la variación
de pH que tiene cuando un litro de agua pura se le añaden 5 mililitros de
NaOH. Fijaos. Tengo un litro de agua pura un litro de agua pura ¿Cuál
será el pH de un litro de agua pura? Pues un litro de agua pura, un
mililitro, 100 mililitros, lo que sea, me da igual la cantidad. El pH de
agua pura es 7. Y punto. Ahora bien, a un litro de agua pura se le añaden
5 mililitros de NaOH. ¿De qué concentración? 0,3 molar. Y me pide
¿Cuál es la variación de pH? Bueno, pues si calculamos el pH 0,3 molar.
De esta disolución mezclada el agua con el NaOH, la variación de pH será
el final menos el inicial. Y ya estaría. Entonces, lo que hay que tener
claro es que aquí cojo 5 mililitros y lo añado a un litro de agua. Aquí
hay un proceso de dilución. Dilución. ¿Os acordáis un poco de las
disoluciones? Entonces, ¿cuál será realmente la concentración de NaOH?
No es esta. A ver, serán... ¿Cuántos moles tenemos? 0,3. Por 5. ¿Por
qué 5? Bueno, 5 porque son 5 mililitros. Si caéis en litros, por 10
elevado a menos 3. Estos serían los moles que yo tengo de NaOH. La
molaridad por el volumen. ¿Y cuál es el volumen total? Pues un litro y
los 5 mililitros. Pues será 1,005 litros. Entonces, ¿cuál es la
concentración real que tengo de NaOH? Pues 3 por 5, 15. Entonces, 1,5 por
10 elevado a menos 3 partido por 1, esencialmente, ¿no? 1,5 por 10 elevado
a menos 3 molar. Molar. ¿Eh? Molar. Entonces, tengo que calcular, en
definitiva, el pH de una disolución de esta concentración de NaOH. NaOH,
en disolución acuosa, está totalmente disociado en Na+, más OH-. ¿Sí?
Es decir, que la concentración de OH-, que me genera en disolución, es la
misma que la de NaOH. Es decir, 1,5 por 10 elevado a menos 3 molar. Pues ya
no me queda más que calcular el pH directamente, menos logaritmo de esa
cantidad. ¿No? El pH será menos logaritmo de esa cantidad. ¿Eh? De 1,5
exponente menos 3. Es decir... Pues 2 con 8, ¿no? 2 con 82. Más de dos
cifras decimales nunca dice un pH, ¿eh? 2,82. pOH, 2,82. Entonces, ¿cuál
será el pH? Pues 14 menos 2,82. El pH es 14 menos el pOH. Por lo tanto,
será 11,18. Entonces, ¿cuál será la variación de pH en este ejercicio?
¿Cuál será la variación de pH? Voy a poner aquí, incremento de pH.
Será el pH final, 11,18, menos el pH inicial, que es 7. Por lo tanto,
será 4,18. 4,18 será la variación de pH. 4,18. ¿De acuerdo? Bueno,
vamos a ver otro ejercicio. A ver, creo que en la siguiente página hay
alguno. ¿No? Ah, muy bien. Pues vamos hacia atrás, ¿os parece? Veamos
aquí. Esto también. Aquí estamos. Vamos con este ejercicio. Dice,
calcular el pH de una disolución resultante de añadir 40 mililitros de
NH01 molar con 10 mililitros de clorhídrico 0,242 molar. Bueno, vamos a
ver. Esto es una reacción de neutralización. Ácido más base para dar
sal más agua. El ácido es el clorhídrico. La base es el hidróxido de
sodio. Para dar cloruro de sodio y agua. ¿Vale? Es un problema de
disoluciones y estequiometría y de pH. El tema de ácido base se presta
bastante a ello, igual que después es de solubilidad, ¿no?, también.
Estas cuestiones. Bueno, entonces para saber cuál es el reactivo
limitante, cuál es este en exceso, vamos a calcular en primer lugar
cuántos moles tenemos de clorhídrico y de NaOH. Pues venga, número de
moles de HCl será la molaridad por el volumen, 10 por 10 elevado a menos
3, ¿no?, por 0,42, ¿vale?, por 0,42. Es decir, 10 elevado a menos 2, 10
elevado a menos 3. 4,3 por 10 elevado a menos 3 moles, ¿vale? 4,3 por 10
elevado a menos 3 moles. ¿Es correcto esto? 40 mililitros. No sé por lo
del 4,3, me he equivocado, ¿no? Sí, discúlpate. A ver, y no sé por qué
he puesto aquí un 2. Porque son, ah, porque el clorhídrico son 0,42, eso
está bien. Pero será 4,2 por 10 elevado a menos 3, ¿no?, 4. Sí. Ay,
perdón. 4,2, sí, vale, gracias. Voy, lo corrijo rápidamente. Bueno. Y de
número de moles de NOH, pues será la molaridad, ¿no?, son 40 por el
volumen. El volumen son 40 mililitros y la molaridad 0,1. esto sale 4 por i
cedada menos 3 nos damos cuenta que tenemos exceso de clorhídrico
¿cuánto? la resta 0,2 por i cedada menos 3 moles ¿vale? 0,2 por i cedada
menos 3 moles es el exceso de clorhídrico si yo quiero calcular la
concentración que tengo de clorhídrico tengo que dividir estos moles que
me sobran por el volumen total de la disolución que son 50 mililitros 50
por i cedada menos 3 ya solo nos queda dividir 0,2 entre 50 si me lo decís
y ya tendremos la concentración de clorhídrico ¿vale? 0,2 entre 50 sale
4 por i cedada menos 3 muy bien pues ya tenemos la molaridad del
clorhídrico que está en el centro pues ya directamente ahora no haría
falta escribir esto clorhídrico más agua para dar cl menos más h3o más
la relación es 1 es a 1 luego esto también será igual a la
concentración de hidróneo y si alguien quiere hacer el menor logaritmo de
esto ¿no? pues atendemos el pH y ya está menor logaritmo de 4 puede ser a
menos 3 y dará un pH pues que estará por encima entre 3 y 2 ¿no? está
claro ¿vale? bien bueno pues vamos a ver con el siguiente ejercicio dice
formule las siguientes especies e indique de acuerdo con la teoría de
Brosted y Lowey si pueden actuar como bases 239 muy bien gracias Amanda 239
sin unidades como decía aquí se trata de acuerdo con la teoría de
Bronsted se actúan como ácidos o bases y esto es el carbonato,
bicarbonato sulfuro, amonio hidrógeno sulfuro, hidrógeno sulfato ¿no?
carbonato bicarbonato del sulfuro y del sulfato ¿no? carbonato, sulfuro,
sulfato y después del amonio voy a cambiar a la pizarra ay perdón bueno,
voy a hacer desde lo perdón a ver voy a cambiar a la pizarra y así
tendré más espacio para hacerlo a ver bien vamos a ver si son ácidos o
bases o las dos cosas ¿no? teníamos el carbonato el bicarbonato o
hidrógeno carbonato el sulfuro hidrógeno sulfuro el amonio y el sulfato e
hidrógeno sulfato ¿vale? pues vamos a verlo ¿qué es? bueno, el
carbonato ¿no? puede dar la reacción de hidrólisis con agua para dar
hidrógeno carbonato y OH-. Entonces, ¿qué ha actuado esto? Como una
base. ¿Por qué? Porque ha aceptado un protón dentro de la teoría de
Brostedt, ¿no? Entonces es una base. Y sólo puede actuar como base porque
no puede ceder protones. Sin embargo, el bicarbonato, ¿no? Con el agua,
tiene dos vías, ¿no? Puede por una parte ceder o puede aceptar. Soy
también equilibrios, ¿eh? ¿Vale? Entonces el bicarbonato puede actuar
como ácido o como base. Fijaos, esto es una base, la base conjugada. Esto
es el ácido conjugado. ¿De quién? Del bicarbonato. Que puede actuar como
ácido y como base. Pues igual lo explicaríamos con el sulfuro y el
hidrógeno sulfuro. El sulfuro con el agua establece un equilibrio para dar
hidrógeno sulfuro y OH-. Y el hidrógeno sulfuro, con el agua, tenemos dos
posibles reacciones. Una para dar el hidrógeno sulfuro, H3O+, o aquí
está actuando como ácido, ¿eh? O sea que esto es reversible. O para dar
el sulfídrico y OH-. Luego aquí actúa como base. Es decir, aquí actúa
como ácido y aquí actúa como base. ¿Vale? Ácidos y bases de Bronsted,
Lowry. ¿Vale? Y nos quedaría el amonio, por ejemplo. ¿No? El amonio con
agua se establece un equilibrio para actuar como ácido de Bronsted. Para
formar el amoníaco y el ión hidróneo. Solo puede actuar como ácido.
Ácido. ¿De acuerdo? Como ácido. Ácido de Bronsted. ¿Vale? ¿De
acuerdo? Bueno. Y nos quedaba el sulfato y el hidrógeno sulfato. Pero yo
creo que esto ya, este ya no lo, no creo que sea necesario porque en
realidad... Pues va a ser lo mismo, ¿no? Que en el caso del hidrógeno
sulfuro o del bicarbonato. Pero bueno, rápidamente. A ver. El sulfato con
el agua. Pues me va a dar... Hidrógeno sulfato más o H menos. Luego
actúa como una base de Bronsted. ¿Y el hidrógeno sulfato? El hidrógeno
sulfato con agua tiene dos opciones. ¿No? Puede dar el ácido sulfúrico,
lo cual actuaría como base. Es poco probable porque el sulfúrico es
fuerte, ¿eh? El equilibrio está totalmente desplazado hacia la izquierda.
Hacia abajo. ¿Eh? O bien el sulfato. ¿Vale? Evidentemente que esta
especie química... ¿Vale? Aquí actuaría como base y abajo actuaría
como ácido. ¿Vale? Y seguiría siendo una especie de anfótela. ¿Vale?
Es decir, teóricamente puede actuar como ácido y como base. Bien.
Volvamos si acaso al documento. ¿Vale? ¡Ay! Me he equivocado. Un
momentito. Es este. Bueno, este ya lo hemos hecho. Vamos a seguir yendo
hacia atrás, si os parece. Bueno, dice aquí. Indique la base o el ácido
conjugado en solución acuosa de las siguientes especies. Escriba en cada
caso la reacción ácido-base. Bueno, vamos a hacerlo rapidito esto, ¿no?
Porque ya tenemos práctica, ¿no? Pero fijaos cómo ha ido saliendo este
tipo de preguntas, ¿eh? No salgo a despreciar, ni mucho menos, ¿eh?
Venga. Con el agua. El amoníaco. ¿Qué hace el amoníaco con el agua?
Pues tal vez un equilibrio porque es una base débil. Lo que hace es
aceptar un protón. El cianuro. El cianuro también, como proviene de un
ácido débil. Ácido cianídrico. Más OH-. El fluo hídrico, HF, con
agua, para dar el ión fluoruro y el ión hidróneo. Y sería un ácido.
Los dos primeros serían bases y el tercero serían ácidos. Pero, si os
dais cuenta, el bicarbonato ya lo hemos hecho en el anterior apartado. Así
que ya no lo vuelvo a hacer, que es un anfótero. Voy a actuar como ácido
o como base. Y el agua, cuidado. El agua es también una sustancia
anfótera o anfolito. Nos da ión OH y H3O+. Esto sería, si queréis la
reacción ácido-base del agua por separado, bueno, pues que esta es la
única forma también de ponerla, ¿no? Esto sería la base y el ácido
conjugado, ¿no? Porque el agua actúa como ácido y como base. Como ácido
y como base. Entendíamos la base y el ácido conjugado. Bueno, pues aquí
tenemos otro ejemplo ya hecho. Seguimos, para atrás. Dice aquí, una
disolución de ácido monoprótico de concentración 5,4 tiene un pH de
3,3. ¿Es de ácido débil o es fuerte? Bueno, podemos pensar lo siguiente.
Yo calculo, supongamos que es un ácido fuerte. Si es un ácido fuerte,
¿no? Si es un ácido fuerte... Si es un ácido fuerte, HA más agua nos
daría A menos más H3O más. ¿Sí? Entonces, la concentración de ion
hidróneo sería la misma que la concentración de ácido. ¿Qué
concentración sería? 5 por H elevado a menos 4. ¿Alguien quiere calcular
el menor logaritmo de 5 por H elevado a menos 4? Que sale el menor
logaritmo de 5 por H elevado a menos 4. Pues saldrá, pues, 3,3. Muy bien.
Gracias, Amanda. 3,3. Ah, pues coincide, ¿no? Coincide el pH y luego será
un ácido fuerte. Vale, es un ácido fuerte. ¿Qué pasa si hubieran dicho,
tiene un pH de 3,5, de 3,8, de 3,9? ¿Qué diríamos? Ah, un pH más alto.
Luego será un ácido débil. Porque los ácidos débiles dan pHs más
altos que los ácidos fuertes, recordadlo. ¿Por qué? Porque la cantidad,
la concentración de hidróneo que generan es menor. A menor concentración
de hidróneo que generen, pH más alto. ¿Sí? ¿Vale? Bueno, ahora dice
aquí, si a una disolución de pH 3 se le añade agua, ¿qué le ocurre al
pH? Si diluimos una disolución, si diluimos una disolución, ¿qué pasa
si diluimos una disolución? Que la disolución será baja. La disolución
será menos, tendrá un pH más alto, ¿no? Porque, es decir, tú
imagínate que la llevas de 5 por 10 a menos 4, la llevas, yo qué sé, a
10 a menos 5. ¿Vale? A 10 a menos 5. Imagínate que es 10 a menos 5 molar.
¿Cuál será el pH? Pues 5. ¿No? Es decir, cuando diluimos una
disolución, la disolución es menos concentrada de un ácido, ¿no? El pH
aumenta. ¿Por qué el pH aumenta? Porque la concentración de iones y
hidróneo es menor. ¿Por qué el pH? Depende de la concentración, no de
la cantidad de moles. El pH es el menor logaritmo de la concentración de
hidróneo. Si tú le vas metiendo agua, la estás diluyendo. Ya no es 5 por
10 a menos 4. Puede ser 5 por 10 a menos 5. Y el pH de una disolución de
un ácido fuerte de 10 a menos 5, ¿qué es? 5. Entonces, cuando diluimos
un ácido, su pH aumenta. Aquí tenemos otro. Dice, ¿cómo varía el pH
del agua si se añaden estas disoluciones? A ver. Esto fue una PEC. Que no
está contestada, ¿no? ¿Veo? Bueno. No. Bueno. Pues os lo hago en un
momentito. Dice, ¿cómo varía el pH del agua si se añaden estas
sustancias? Bueno, aquí dice... Ah, perdón, no está contestada. Claro
que está contestada. Nada. Ácido-ácido no varía ácido-base. Vale.
Disculpad. Es que no ha escrito la reacción. La voy a escribir yo. Bueno,
¿qué pasa cuando añado ácido cianídrico? Pues ácido cianídrico con
agua se establece este equilibrio. Y por lo tanto, efectivamente, se
hace... La disolución se vuelve ácida. ¿Eh? Se acidifica. El
clorhídrico con agua, otro tanto de lo mismo. ¿Eh? La disolución se
acidifica. Sin embargo, cuando metemos cloruro de sodio, que es una sal
neutra, no pasa nada. El pH no varía. Seguimos. Cuando introducimos el
cloruro de amonio, tenemos el ión amonio y el ión cloruro con agua. Aquí
nada. Y aquí da la reacción de hidrólisis. De amoníaco con H3O. Eso
más. Y el hipoclorito de sodio, NACLO, ¿no? El ión sodio no da la
reacción de hidrólisis, pero el ión hipoclorito con el agua da HClO más
OH-. ¿Vale? Es una disolución básica. Se vuelve básica. ¿Vale? ¿Vale?
Se vuelve básica. Lo veis ahora, os ha salido en pantalla, ¿no? Bueno,
pues ahí lo veis, ¿no? Es que el silipoclorito no es uno de los 7 ácidos
fuertes, luego es débil. Y a la reacción de hidrólisis hay que desayunar
los 7 ácidos fuertes que hemos mencionado antes. Bueno, este es un
problema resuelto, dice calcular el pH de una disección 0,1 molar de
cloroacético. ¿No? La constante de acidez. Pues fijaos, establecemos el
equilibrio, ¿no? ¿Vale? Fijaos que la constante de acidez es del orden de
10 a la menos 3. Habrá que resolver la ecuación de segundo grado, tanto
si lo llevo con la X o no. ¿Sí? ¿De acuerdo, no? Entonces, si planteamos
el equilibrio, ¿no? 0,1, 0 y 0, pues en el equilibrio tendremos 0,1 menos
X, X y X. ¿No? Entonces tenemos una cuarentena. Es una ecuación de
segundo grado. ¿Eh? Aquí. Y habría que resolverla. No podemos aproximar
de entrada. ¿Por qué no? Porque la constante no es más pequeña de 10 a
la menos 5, es 10 a la menos 3. Entonces se resolvería y cogeríamos el
valor de X. Ojo, que esto es importante. El valor de X que sea positivo y
más pequeño que 0,1. Porque no me pueden quedar moles negativos nunca.
¿Eh? ¿De acuerdo? Pues una vez que tengo X. Tengo la concentración de
hidróneo y a partir de aquí el pH, que sale 1,95. pH significativamente
ácido. ¿Eh? Pues el cloro acético tiene una constante de 10 a la menos
3, ¿eh? Bueno, aquí tenemos otro. ¿Qué concentración debería tener
una disolución acuosa de un ácido monoprótico para tener el mismo pH que
una disolución acuosa de ácido clorhídrico? Bueno. Ese tiene su interés
también, ¿no? Veamos. Tiene que tener el mismo pH que una disolución
acuosa de clorhídrico. Una disolución acuosa de clorhídrico, ¿qué pH
tiene? 2. Es un ácido fuerte. Tiene que tener el mismo pH, pH 2. ¿Y cuál
es la concentración de hidróneo? Tiene que tener pH 2. Es decir, la
concentración de hidróneo es 10 elevado a menos 2 molar. 10 elevado a
menos 2 molar. Es la concentración de hidróneo. Entonces, ¿qué
concentración tenemos que tener de ácido débil? ¿No? Fijaos que tiene
aquí 1,5 por 10 a menos 5. Ácido débil, si queréis. Voy a poner HA.
Más. Más agua. Para dar A menos más H3O más. ¿Sí? Fijaos que esto si
planteo el equilibrio sería C por 1 menos alfa, C alfa y C alfa. ¿Sí?
Entonces, a partir de aquí, sabemos por una parte que K sub A es 1,5. A 5
por 10 a menos 5 es igual a C alfa por C alfa partido de C por 1 menos
alfa. C alfa cuadrado partido de 1 menos alfa. ¿No? Y 10 elevado a menos 2
molar es C por alfa. Es un sistema de dos ecuaciones con dos incógnitas. Y
aquí, como es del orden de 10 a menos 5, podéis aproximar y poner C alfa
cuadrado. Con todo, tenéis la solución aquí. ¿No? Que sale que C es
6,67 molar. ¿Se puede hacer de otra manera? Bueno, esta es la forma más
rápida para hacerla. Aquí abajo tenéis otro tipo de nomenclatura.
¡Gracias! Pero bueno, tanto una como la otra es correcta. Yo prefiero
hacerlo con C alfa en un principio para que tengáis una sistemática, pero
como lo hace aquí también es correcto, faltaría más. La razón es una
disolución en agua de las siguientes sales es ácida, da lugar a una
disolución ácida. Bueno, el amonio, el cloruro de amonio, sabéis que
está disociado del amonio y cloruro, y el amonio ya sabéis que da la
reacción de hidrólisis, porque proviene de una base débil. Por lo tanto,
sí que experimenta la reacción de hidrólisis. El ion amonio y por lo
tanto nos genera iones hidróneo, y al generarnos iones hidróneo, ¿no?,
vamos a tener una disolución ácida, porque el cloruro proviene de un
ácido fuerte que es el clorhídrico, y el cloruro no puede dar la
reacción de hidrólisis, porque los aniones o los cationes no pueden
formar nunca por hidrólisis el ácido o la base fuerte del cual provienen.
Tengámoslo claro esto, ¿eh? Un ión positivo o negativo. Un cloruro que
proviene de una base fuerte o de un ácido fuerte no va a dar la reacción
de hidrólisis. El cloruro no lo va a dar. El caso B, que es cloruro de
potasio, pues casi ya lo he contestado. ¿Por qué? ¿Qué ocurre? Pues
estamos diciendo que el cloruro de potasio, el ión potasio proviene de una
base fuerte que es el dióxido de potasio, y el ión cloruro proviene de un
ácido fuerte que es el ácido clorhídrico. En ninguno de los dos casos va
a dar la reacción de hidrólisis y por lo tanto tendremos una disolución,
perdón, neutra. Bueno. Aquí vemos que hay alguna cosita más. Dice,
¿cuál es...? Tenemos una disolución de nitrato de amonio, ¿no? ¿Cuál
es la concentración de ión hidróneo? Nos piden. Es una PEC muy antigua,
¿no? Como veis. El nitrato de amonio es una sal, ¿no? Un momentito. Lo
voy a poner aquí también. bueno aquí estamos decía que el nitrato de
amonio es una sal de manera que el nitrato proviene de un ácido fuerte y
no da la relación de hidrólisis pero el amonio con el agua establece un
equilibrio y da amoníaco e ión hidróneo ¿sí? ¿sí? bueno ¿de
acuerdo? entonces nosotros estudiamos el equilibrio del amonio con el agua
¿y eso qué es? ojo una constante de hidrólisis la constante de
hidrólisis porque esto es una base la constante de hidrólisis será 10 a
la menos 14 partido de la constante de que de basicidad del amoníaco
porque esto es un ácido sí que es cierto que últimamente no salen de
estos problemas de hidrólisis ¿eh? eso es verdad pero bueno ahí está,
con esta constante de hidrólisis lo tenéis resuelto en la página
siguiente podéis calcular ¿no? eh podéis calcular el pH ¿no? hay que
resolver la ecuación de segundo grado ¿no? la constante vale 5 por 5, 5,5
veces menos 10 y se despejará a X y ya lo tendréis ¿no? aquí tenéis un
ejemplo yo creo que ya es el último que comentamos ¿eh? al principio de
este PDF también aparece aparece eh bueno, esto es razonar si el cianuro
de sodio en agua es ácida o básica o neutra bueno, el cianuro me da ion
sodio e ion cianuro como el ion sodio proviene de una base fuerte no da la
reacción del hidrólisis porque proviene de una base fuerte sin embargo el
cianuro con el agua sí que da la reacción del hidrólisis el hidrólisis
se forma cianídrico y OH- un equilibrio ¿vale? entonces la disolución
será básica pH mayor que 7 y en la siguiente lo dejamos que se nos vaya
el tiempo tengo que empezar aquí tenéis escribir las reacciones si se
producen cuando se disuelve agua los siguientes compuestos mira, CO2 y agua
sí, se forman ácido carbónico y por lo tanto disminuimos el pH aunque
este es un proceso irreversible en sentido contrario ¿eh? solo pensar que
el CO2 con el agua es una disolución ácida ¿eh? amoníaco con agua es
una disolución básica se nos forma amonio y OH- sin embargo el metano
nada el metano no da ninguna reacción del hidrólisis el SO2 con el agua
daría el ácido sulfuroso por lo tanto disminuiría el pH pH menor que 7
el nitrógeno como tal con el agua nada el nitrógeno necesita condiciones
extremas para reaccionar con el hidrógeno por ejemplo y formar amoníaco y
el óxido de calcio con agua daría el hidróxido y el hidróxido es un pH
básico aumenta el pH ¿vale? bueno pues hemos estado trabajando esto os
quedan algunas actividades más las primeras hojas muchas están resueltas
espero que os pueda ser útil para repasar y cualquier duda que tengáis
pues estoy a vuestra disposición ¿eh? como siempre bueno pues muchas
gracias