Bien, pues buenas tardes. Vamos a iniciar esta nueva sesión de bases
químicas y vamos a trabajar ejercicios de exámenes del tema 4, ácido
base. Vamos con este primer ejercicio que tenemos aquí. Dice calcular el
pH de una disolución de 25 mililitros de clorhídrico 0,1 molar a la que
se le añaden tantos moles de NaOH, suponiendo que el volumen de la
disolución no varía. ¿Qué es lo que tenemos que hacer en primer lugar?
Pues calcular los moles de HCl de ácido clorhídrico que tenemos en este
volumen de disolución. Esto se hace con un factor de conversión,
evidentemente, ¿no? Y tenemos, voy a activar aquí, vale. Entonces
volumen, con volumen se me va y me quedan los moles, ¿vale? Los moles.
Pero claro, estos moles clorhídrico, a su vez, van a reaccionar con el
hidróxido de sodio. Es una reacción de neutralización. Ácido más base
para dar sal más agua. Ponemos la reacción de neutralización,
clorhídrico más hidróxido de sodio para dar clorhídrico y agua. La
relación, la relación, vemos que tenemos 25 por 10 a menos 4 moles de
clorhídrico y 5 por 10 a menos 4 moles de NaOH. Hay un exceso de
clorhídrico. ¿Cuánto sobra? 20 por 10 a menos 4. ¿Y cuánto se forma? 5
y 5 por 10 a menos 4. ¿Cuál será la concentración de ese clorhídrico
que nos sobra? Porque para calcular el pH tengo que saber la
concentración, no los moles. Pues divido los moles, partí por el volumen
expresado en litros. Y como veis, esta división de los moles de
clorhídrico y el volumen, ¿no? Moles de clorhídrico sobran y el volumen
me da la molaridad, 0,08 molar. Y a partir de aquí, el pH sabéis
logaritmo de la concentración de hidronio, ¿no? El pH de una disolución
de un ácido, sabéis, ¿no? Fijaos, este es un ácido monoprótico, es la
concentración de hidronio, que es la misma que la de clorhídrico, ¿vale?
pH menos logaritmo de la concentración de hidronio, que es la misma que la
de clorhídrico al ser un ácido fuerte. Y de ahí, de ahí tendremos,
¿no? De ahí tendremos el pH de la disolución. Vamos a ver este otro
ejercicio, dice aquí, ¿cómo disminuye la fuerza relativa de los
siguientes oxoácidos? Bien, la fuerza relativa de un ácido viene dada por
la estabilidad del anión. Cuanto más estable sea el anión que se genera
en disolución de una cosa, más ácido será. Se estabiliza con la
electronegatividad del no metal, con la electronegatividad del no metal.
¿Cuál es el más electronegativo? El cloro, después el bromo y por
último el yodo. La electronegatividad, sabéis que en un mismo grupo
aumenta hacia arriba. Entonces, ¿cuál será el anión más estable? El
hipoclorito, el ClO menos, es más estable, es más estable que el BrO. Y
que el IO menos. Al ser más estable, la estabilidad, ¿no? Esto está
relacionado con la acidez, con la fortaleza de la acidez, ¿no? De sus
ácidos conjugados y por lo tanto es más, más ácido, ¿no? El ácido
hipocloroso, después el hipocromoso y después el hipoyodoso. Vamos con el
siguiente, dicen, el ácido acetilsalicílico. El ácido acetilsalicílico
es un ácido débil, veis aquí la constante, ¿no? Que es 3,27, pues es a
menos 4. Y tenemos el equilibrio de ionización del ácido. Dice que se
disuelve esta cantidad de ácido acetilsalicílico, ¿lo veis? En agua
hasta un volumen de 250 mililitros de disolución, nos pide el pH. Bien, lo
primero que tenemos que hacer es calcular la concentración inicial de
ácido en moles por litro, gramos, gramos y nos quedan moles por litro.
Hemos utilizado la masa molecular, la masa molecular del ácido
acetilsalicílico es 180, ¿vale? Bien, un momentito que he dejado la
puerta abierta. Muy bien, ya tenemos la concentración inicial de ácido
débil. Entonces escribimos la reacción de ionización de cualquier ácido
débil, aquí lo tenéis, que lo subrayo. Y si tomamos de base, ya tenemos
una concentración inicial. Y al C, en el equilibrio tendremos C menos X, X
y X. Entonces la constante de acidez, sabéis que la constante de acidez
será igual, K sub A, a la concentración de A menos por la concentración
de H3 más partido de la concentración de HA. Esto es la constante de
acidez. Entonces esto será igual a X por X. Partido 0,0144 menos X. Vamos
a considerar que la X es pequeña con respecto a 0,0144 y de esta manera
nos ahorramos la ecuación de segundo grado. Y así, despejando, despejamos
la X que resta, ¿eh? La que resta, nunca la que multiplica. Bueno, y vemos
que no hay nada que multiplicar. Y aquí nos sale 2,17 por X a la menos 3.
Bueno, es unas 10 veces más pequeño solo, ¿eh? Pero bueno, como aquí
tenemos la resolución, ya tengo la X, es la concentración de hidróneo,
hago el pH que es menos logaritmo a la concentración de hidróneo y me
sale 2,7. ¿No? También lo podría haber hecho este ejercicio con el grado
de disociación o ionización alfa. Al final me hubiera dado lo mismo,
¿eh? ¿De acuerdo? Vamos con este otro. Dice que se tiene una disolución
de ácido hipocloroso 100 mililitros que tienen estos moles, ¿vale? Y me
piden cuál es el grado de disociación. Bien, lo primero que te voy a
hacer es calcular la concentración, ¿no? ¿Qué es la concentración? Los
moles partido por el volumen en litros. 0,0001 partido el volumen en
litros. Entonces, 100 mililitros pesado en litros sería 0,0001. ¿Vale?
Esta sería la concentración, 10 elevado a menos 2 molar, una
concentración de 10 elevado a menos 2 molar. Entonces planteamos el
equilibrio de este ácido débil, de ácido hipocloroso en agua para dar
hipoclorito e ion hidróneo. Vamos a tomar de base de cálculo 1, en el
equilibrio me quedará 1 menos alfa, alfa y alfa. Pero si yo multiplico por
C, que es 0,0001. ¿Qué es lo que va a ser? Pues la concentración inicial
de ácido. Y generalizamos para cualquier disolución. De manera que la
expresión de la casupa, como veis aquí a la izquierda, ¿no? Es esta
relación de concentraciones, que lo pongo ya en función de alfa, ¿de
acuerdo? Y, fijaos, simplificando me queda C alfa al cuadrado partido 1
menos alfa. Esta alfa, si la constante de acidez es del orden o menor de 10
a la menos 5 siempre se puede despreciar. Respecto a la unidad. Respecto a
la unidad, ¿eh? Entonces me quedaría aproximadamente C alfa al cuadrado.
A partir de aquí el espejo alfa, que será la raíz cuadrada de casupa
partido por C, esta alfa me sale 1,8 por 10 a menos 3, o lo que es lo
mismo, un 0,18 por ciento. Un 0,18 por ciento. Bueno, en tanto por 1, 1,8
por 10 a menos 3, que es la solución A, ¿de acuerdo? Seguimos. Una
disolución 1 molar de ácido benzoico tiene una concentración de ión
hidróneo, la que tenéis aquí. Determinar la constante de ionización.
Claro, aquí ya me dice la concentración de ión hidróneo que tenemos en
el equilibrio, sería esta X, ¿no? Si yo supongo que inicialmente tengo
una concentración C, en este caso 1 molar, y escribo la reacción de
ionización del ácido benzoico o de forma genérica de cualquier ácido
débil, como veis. No hace falta saber la fórmula del ácido benzoico.
¿Veis? Podemos hacer este ejercicio sin conocer la fórmula del ácido
benzoico. ¿Vale? Entonces, en el equilibrio me quedará C menos X, X y X.
Pero ya sabemos lo que es X. X es 8 por 10 elevado a menos 3. ¿Vale?
Entonces, la constante de acidez será la concentración de las especies
químicas, ¿no?, que tenemos a la derecha, ¿no? Es a menos de 7 o más. X
por X. X cuadrado. Partido 1 menos X, ¿no? 1 menos X porque parto
inicialmente de una concentración 1 molar. Y me queda 6,4 por 10 elevado a
menos 5 que se corresponde con la solución A, como podéis ver. ¿No?
Interesante, ¿no? Seguimos. Ahora tenemos aquí una base débil, en
concreto el amoníaco. ¿Qué nos indica cómo se ioniza esta base débil?
Esta base débil se ioniza, como podéis ver. ¿No? Con el agua. Ión
amonio, ion amonio y a su vez, aparte de ion amonio, nos da ion hidróxido,
ion hidróxido. ¿Vale? ¿Qué tenemos que hacer en primer lugar? Como
siempre, calcular la concentración molar, los moles por litro que tenemos
inicialmente de amoníaco. ¿Y cómo sacamos estos moles por litro que
tenemos inicialmente de amoníaco? Pues serían, divido los gramos partido
por el volumen expresado en litros, que es 0,5 y convierto los gramos a
moles, de manera que, bueno, gramos y gramos se me van, ¿no? Me quedan
moles por litro. Moles partido por litro. Por tanto, es una disolución 0,2
molar. Me dan el pH y al darme el pH me están dando el pOH, que es 14
menos el pH. El pOH es 3,3. La concentración de OH- es 10 elevado a menos
3,3. A partir de aquí tendré que la concentración de OH es 5 por 10
elevado a menos 4 molar. 5 por 10 elevado a menos 4 molar. Eso sería la
concentración de OH. Entonces, si nosotros planteamos el equilibrio
inicialmente 0,2, y en equilibrio 0,2 menos X, X y X, la K sub B, ¿no? Es
la concentración de amonio por la concentración de hidróxilo a partir de
la concentración de amoníaco. Sustituyo esas concentraciones por X, X y
0,2 menos X y sustituyendo numéricamente la X por 5 por ese valor.
Entonces, si la K sub B es igual a menos 4, aquí lo tenéis, me queda una
K sub B de 1,25. A ver, esto tendría que salir 5 por 5, 25, 1,28 pone
aquí por 10 elevado a menos 4. La verdad es que la K sub B del amoníaco
es 1,28 por ahí aproximadamente por 10 elevado a menos 5. En este caso
sería. Fijaos. X y X. ¿Qué sería? 5 por 10 a la menos 4 al cuadrado, 25
por 10 elevado a menos 8, ¿no? Dividido 0,2 que es 2 por 10 elevado a
menos 1, 10 a la menos 7, 12, 10 a la menos 6. Pues sale esto. No cuadra
con ninguno de los valores que tenemos aquí, como podéis ver, ¿vale?
Bueno, es lo que tenemos, ¿vale? Seguimos. Bueno. El pH de una disolución
de ácido nítrico es 1,28. Si a 25 mililitros de esta disolución se
añaden 10 mililitros de una disolución de una base fuerte, ¿no?,
calcular el número de moles de ácido nítrico que queda sin neutralizar.
Bueno, ¿qué tenemos que hacer aquí? Pues saber cuántos moles tenemos de
ácido nítrico en la primera disolución de pH 1,5. ¿Vale? ¿Y esto cómo
lo sabemos? Pues si sabemos el pH, ¿no?, puedo saber la concentración de
hidronio. Y a través de la concentración de hidronio, como es un ácido
fuerte, puedo saber la concentración inicial de ácido nítrico. En este
caso sería 3,16, que hubiese dado a menos 2. Pero cuando yo escribo la
reacción de neutralización, ácido más base, para dar sal más agua,
¿no? Yo lo que tengo que saber es cuántos moles tengo en cada especie
química. Como de ácido nítrico, tengo 25 mililitros. Multiplico esta
concentración por el volumen, que es 25, ¿no?, ¿sí? Y de aquí
obtendré los moles de ácido nítrico, los moles de ácido nítrico que
tenemos inicialmente. Los moles de ácido nítrico que tenemos
inicialmente. ¿Y de KOH? ¿De KOH qué serán? La molaridad por el
volumen. ¿Vale? Tenemos los 10 mililitros, el pesador de litros, ¿no?,
por el volumen. Y fijaos que tenemos un exceso de ácido nítrico.
¿Cuánto nos sobra de ácido nítrico? Como la relación estequiométrica
es 1, esa 1, pues evidentemente me sobran 7,9 menos 4, 3,9 pulizas menos 4
moles, que son los que hay, digamos, sin neutralizar o en exceso. Vamos con
este otro ejercicio. Dice, acerca del ácido acético señale la respuesta
correcta. ¿Es un ácido fuerte? Falso. Es un ácido débil. ¿En agua se
disocia casi totalmente? No. Porque al ser un ácido débil se disocia
parcialmente. ¿Debe sus propiedades ácidas al grupo KOH? Efectivamente.
Las propiedades ácidas se deben a este grupo KOH, ¿eh?, porque esto en
distribución acuosa, ¿no? Nos genera ión hidróneo RCO menos, el RCO
menos, ¿no?, que sería un carboxilato, ¿vale? Seguimos. ¿Qué volumen
de distribución 0,1 normal de KOH se necesita para neutralizar 25
centígrados cúbicos de sulfúrico 0,5 normal? Bueno. Aquí. Lo que
podemos hacer es. Recordar que en toda neutralización ácido-base se
cumple que la normalidad del ácido por el volumen del ácido es igual a la
normalidad de la base por el volumen de la base. Daos cuenta que aquí
tenemos la normalidad de las dos disoluciones. La normalidad de las dos
disoluciones que es 0,1 y 0,5. 0,5 de ácido y 0,1 de KOH. De base. ¿Y
qué volumen tenemos de sulfúrico? 25 mililitros. 25 mililitros tenemos el
volumen de ácido. Entonces, aplicando esta fórmula, aplicando esta
fórmula obtendremos el volumen de base, ¿no?, y que sale 12,5, perdón,
125 centímetros cúbicos, 125 centímetros cúbicos de disolución de KOH.
Que se precisa para neutralizar este volumen de ácido sulfúrico 0,5
normal. Bueno, este ya lo habíamos hecho previamente. Veamos este, dice.
25 mililitros de un ácido monoprótico fuerte, 0,08 molas, se diluye en
agua a 100 mililitros. Calcular el pH. Bueno, aquí tenemos una dilución.
Es un problema de disoluciones con ácido base. Fijaos. Si nosotros 25
mililitros de un ácido fuerte lo diluimos en agua hasta 100, ¿qué hemos
hecho? Aumentar el volumen 5 veces. Luego la concentración tiene que
disminuir en 5 veces. Tiene que disminuir en 5 veces. ¿O no? No, en 4
veces. ¿No? Porque si pasamos de 25 a 100, diluimos 4 veces. Entonces, la
concentración tiene que disminuir 4 veces. ¿De acuerdo? 4 veces. ¿Sí?
Sí. Entonces, en toda dilución se cumple que la molalidad por el volumen
de la disolución concentrada es igual a la molalidad por el volumen de la
disolución diluida. ¿Vale? Concentrada y diluida. Aplicamos aquí los
datos que tenemos en este ejercicio, ¿no? Y sacamos la concentración de
la disolución diluida que como veis es 4 veces menor. Entonces, ¿cómo
saco después el pH? Bueno, pues es un ácido fuerte. Pongo genérico esta
reacción. ¿No? Este equilibrio. Si tenemos inicialmente esta
concentración 0,02 molar, diluido en hidróneo obtendré la misma
concentración 0,02 molar. Como tengo la misma concentración de diluido en
hidróneo, el pH directamente será menos logaritmo de esta concentración
de hidróneo. Será 2,3. ¿De acuerdo? Bien. El pH de una disolución de un
ácido monoprótico de 2,3. De concentración 5 por h elevado a menos 3 es
2,3. ¿Se trata de un ácido fuerte o débil? ¿Qué tenemos que hacer?
Calcular qué vale el pH de un ácido fuerte de esta concentración. ¿No?
Supongamos que sea fuerte. Eso quiere decir que la concentración de
hidróneo será la misma que la concentración de HA. Que es 5 por h
elevado a menos 3. Luego el pH es menos logaritmo de la concentración de
hidróneo. De la concentración de ácido débil, perdón, de ácido fuerte
o del ácido en concreto. ¿No? ¿Qué hacemos que coincida con la
concentración de hidróneo? De entrada suponemos, como vemos que me sale
un pH igual, que me indique el enunciado que es un ácido fuerte. Si no
hubiera sido un ácido fuerte, me hubiera dado un pH más alto de 2,3. Lo
cual me hubiera indicado que el ácido estaría parcialmente ionizado, que
la concentración de ión hidróneo sería menor y por lo tanto el pH
mayor. Dice, se tiene una disolución 100 mililitros de un ácido
monoprótico 0,02 normal. Si me hablan de un ácido monoprótico 0,02
normal, normal, ojo, normal, y es monoprótico, hablar de normalidad y
molaridad de un ácido monoprótico es lo mismo. 0,02 molar. Y se valora
con hidróxido de sodio 0,1 molar. ¿No? Dice calcular el pH al agregar 10
mililitros de base. Bueno, vamos a ver cuántos moles estamos adicionando
aquí. ¿Cuántos moles de ácido, no de este ácido monoprótico tenemos
en estos 100 mililitros? Pues tenemos estos moles, la molaridad por el
volumen. ¿Y los moles de NaOH? Los moles de NaOH sería el volumen por la
molaridad. 10 elevado a menos 2 por 0,1. 10 elevado a menos 3. Los serían
los moles de NaOH y los moles de HA. ¿Vale? Entonces la resta entre los
moles de ácido y los moles de base serán los moles que hay en exceso de
ácido. Que como veis es 1 por 10 elevado a menos 3. Como esto es un ácido
monoprótico. Y suponemos, ¿no? Suponemos que es un ácido fuerte. Y
nosotros dividimos estos moles de HA por el volumen total de la
disolución. Que serán los 100 mililitros más los 10. 110 mililitros,
0,11 litros. Tendré que el pH es menos logaritmo de 9 por 10 elevado a
menos 3. Es decir, un pH de 2,02. ¿Vale? Esto sería el pH de la
disolución resultante. ¿Vale? El pH de la disolución resultante. Fijaos
que tenemos un exceso de HA, de ácido. ¿No? Que es la diferencia entre lo
que tengo inicialmente menos lo que es el neutralizar. Bien. Hemos hecho
unos cuantos de ácido. ¿No? Aquí tenéis más. ¿No? Este otro dice que
tiene dos disoluciones acuosas. Ácido salicílico y ácido benzoico. Si la
concentración de los dos es la misma, ¿cuál de los dos ácidos es más
débil? Bueno. El ácido más débil. Es el que tiene el grado de la K sub
A más pequeño. Entonces, el ácido más débil es el ácido benzoico.
Porque tiene la constante de acidez más pequeña. ¿Y cuál de los ácidos
tiene un grado de disociación mayor? Pues a igualdad de concentración.
Suponemos que los dos tenemos la misma concentración. Es la misma. Lo dice
el enunciado. El menos débil tendrá mayor grado de disociación. Es
decir, el ácido salicílico tendrá un mayor grado de disociación que el
ácido benzoico. Porque tiene una constante mayor. Es más débil el ácido
benzoico porque tiene una constante más pequeña. Y tiene un grado de
disociación mayor el ácido salicílico. ¿Vale? El ácido salicílico.
Repetimos. El más débil, que tiene la constante más pequeña, es el
benzoico. Y el que tiene el grado de disociación mayor será el ácido
salicílico porque tiene mayor constante de acidez. Bien. Ahora, si os
parece, vamos a cambiar de tema y nos pasamos a problemas del tema 5.
Exámenes. ¿Eh? Bueno, tenemos aquí este ejercicio. Nos habla de la
solubilidad del crudo de plata en agua. Que tiene este valor. Estos
miligramos por 100 mililitros. Que evidentemente habrá que pasar a moles
por litro. ¿Eh? Tendremos que pasar a moles por litro. Y nos pide cuál
que va a dar su solubilidad en presencia del crudo de calcio. El crudo de
calcio nos presenta un ión común. Un ión común. ¿No? De hecho, el
crudo de calcio es CaCl2. ¿No? Bueno, transformas. En primer lugar. Nos da
la solubilidad en agua. ¿Eh? A 25 grados. Esta solubilidad en agua la
debemos de pasar a moles por litro. Tenemos miligramos por litro. Pasamos a
gramos. Un gramo mil miligramos. Un mol todos estos gramos. Y tenemos la
molaridad. ¿Vale? Esto sería la solubilidad en moles por litro. De
acuerdo. Entonces, esta solubilidad en moles por litro a continuación
¿qué se hace? Pues mira. Lo que hacemos es miramos la reacción de
iniciación del crudo de plata. ¿No? Y, ojo, previamente tenemos que ver
el crudo de calcio qué concentración nos aporta de ión común. La
concentración que nos aporta de ión común, el crudo de calcio, es 0,8 de
calcio pero 1,6 de cloruro. Este es el ión común. 1,6 de cloruro.
Entonces cuando estudio el equilibrio de ionización del crudo de plata
tengo que tener en cuenta inicialmente una concentración de ión cloruro
de 1,6. 1,6. Luego tendremos 1 menos S', S' y S' más 1,6. Eso sería la
expresión del Kps, que es el producto de la concentración de ión plata
por la concentración de ión cloruro. ¿No? Sería S'. ¿No? Por S' más
1,6. ¿Vale? Entonces, ¿qué tenemos? Que S' va a ser un valor muy
pequeño, de hecho menor que 10 elevado a menos 5 por efecto de ión común
y puedo despreciar el S' que suma. Pero ojo, nunca el que multiplica, sólo
el que suma. Pues desprecio el que suma. ¿No? Y a partir de aquí S' sale
1,125 por 10 elevado a menos 10. ¿Vale? ¿Qué se correspondería? Con la
solución C. Seguimos. Cuando se disuelven estos gramos de dióxido de
calcio en agua, la disolución tiene un pH de 12,4. Pide calcular el Kps.
Bueno. Bien. Lo que nosotros tenemos, si nos da el pH... ¿No? Vamos a ver.
Si el pH es 12,4, nosotros podemos calcular la concentración de OH-. ¿No?
Porque del pH puedo obtener el pOH, que será 1,6. ¿No? Y la
concentración de OH será 10 elevado a menos 1,6. Por lo tanto, 0,025
molar. 0,025 molar. ¿Vale? Entonces, la concentración de dióxido de
calcio... La concentración de dióxido de calcio en el equilibrio. Fijaos.
Este equilibrio... Si nosotros sabemos ya la concentración de OH- porque
me da el pH a partir del pOH, nosotros sabemos que el Kps es el producto de
la concentración de ion calcio por la concentración de OH al cuadrado.
Sabemos, con las trigonometrías, que la concentración de OH es el doble
que la concentración de ion calcio. Entonces, lo puedo poner todo en
función de la concentración de OH, que es conocida . La concentración de
ion calcio será la mitad de la concentración de OH. Por lo tanto,
desarrollando esta relación de concentraciones... ¿No? Tenemos que el Kps
es 0,025 al cubo partido por 2. ¿No? Y a partir de aquí nosotros podemos
calcular el Kps. ¿Y se puede calcular de más formas? Sí. Por ejemplo con
la solubilidad. ¿No? Porque la solubilidad del dióxido de calcio, que lo
puedo poner aquí abajo. Siempre recordemos que tenemos la concentración
de OH-. ¿Vale? En el equilibrio tendremos 1 menos S, S y 2S. Si sabemos la
concentración de OH-, sabemos 2S y por lo tanto sabemos S. ¿No? Es que el
Kps sería la concentración de ion calcio... Por la concentración de OH-
al cuadrado. Es decir, S por 2S al cuadrado. 4S cubo. ¿Vale? Eso te ha
formado tener el Kps. Seguimos. Una disolución continúa ion calcio de
esta concentración. Calcular la concentración de ruro mínima para que
comience a precipitar. Bueno, ¿cuál es la condición para que comience a
precipitar una sal? Pues que el producto... Todas las concentraciones de
las especies iónicas elevado a los coeficientes estequiométricos sea
mayor o igual que el Kps. Vemos, ¿no? Tenemos la concentración de ion
calcio por la concentración de ion fluoro al cuadrado tiene que ser mayor
o igual que el Kps. Mayor o igual que el Kps. Despejando de aquí tenemos
que la concentración de ion fluoro... ¿No? Es Kps partido la
concentración de ion calcio, pues al cuadrado. Y por lo tanto... Ya
despejando la concentración de ion fluoruro... La concentración de ion
fluoruro... Ha de ser igual a 6,24 por 10 elevado a menos 5. O al menos
igual... ¿No? La mínima concentración para que empiece a precipitar ha
de ser 6,24 por 10 elevado a menos 5 molar. ¿Vale? Al disolver un litro de
A en un litro 2 por 10 elevado a menos 4 moles de fluoro de calcio se
produce una disolución saturada. Claro, con esto nos está dando la
solubilidad si ya me dice que es una disolución saturada. La solubilidad
del fluoro de calcio a esta temperatura serían los moles disueltos partido
por el volumen. La concentración en moles por litro. Por lo tanto,
tendríamos... La concentración de fluoro de calcio... Equilibrio para dar
ion calcio e ion fluoruro. ¿Vale? Y tendríamos 1 menos S, S y 2S. 1 menos
S, S y 2S. De manera que el Kps sería... La concentración de ion calcio
por la concentración de ion fluoruro al cuadrado. Y... Sería S por 2S al
cuadrado. ¿No? Por lo tanto, 4S cubo. Pues el Kps lo podemos calcular
directamente. Será 32 por 10 a menos 12 o 3,2 por 10 a menos 11. Es lo
mismo. Bien, seguimos. Dice aquí... A 20 grados la solubilidad del yodo de
plomo es 0,64 gramos por litro. Calcular el producto de solubilidad. Bien.
Para calcular el producto de solubilidad a partir de la solubilidad lo
primero que tenemos que hacer es convertir esta solubilidad que me dan a
mí en gramos por litro a moles por litro de yodo de plomo. Entonces, si
tenemos aquí la solubilidad en gramos por litro con la masa molecular...
Con la masa molecular del... La masa molecular del yodo de plomo... Con la
masa molecular del yodo de plomo puedo convertir esta solubilidad en moles
por litro. Una vez hecho esto y tratamos el equilibrio del yodo de plomo en
ión plomo y ión yoduro donde la relación es 1... ¿No? 1 menos S, S y 2S
¿No? Nos queda en el equilibrio S por 2S al cuadrado. ¿No? El Kps. S es
la concentración de ión plomo y 2S la concentración de ión yoduro que
lleva al cuadrado. Por lo tanto, si nosotros sustituimos por la solubilidad
obtendremos el Kps. ¿Vale? Que es 1,1 por 10 elevado a menos 8. ¿De
acuerdo? Ahora quien nos pide calcular la solubilidad del fluoruro de plomo
en agua pura. Nos da en el Kps. Pues escribimos la relación de
disociación del fluoruro de plomo en ión plomo y ión fluoruro nos damos
cuenta que hay que poner un 2 delante del fluoruro para igualar ¿No? En el
equilibrio tendremos 1 menos S, S y 2S y el Kps el Kps sería la
concentración de ión plomo por la concentración de ión fluoruro al
cuadrado. ¿Vale? La concentración de ión plomo por la concentración de
ión fluoruro al cuadrado. ¿Si? Entonces ¿Qué tendríamos? Pues la
concentración de ión plomo sería S y la concentración de ión fluoruro
sería 2S 2S ¿De acuerdo? Sería 2S Por lo tanto sería S por 2S cuadrado
¿No? Sería 4S cubo 4S cubo sería digamos el Kps 4S cubo Entonces a
partir de aquí puedo despejar la solubilidad que es lo que buscamos raíz
cúbica del Kps por 4 y obtenemos una solubilidad por 10 a la menos 3 2,14
que se corresponde a la A ¿No? Seguimos Venga Dice Una disolución de
nitrato de plomo se le añade ioduro potásico hasta una concentración
determinada y nos piden si precipitará o no Bueno para que precipite una
sal en este caso el iodo de plomo escribamos la reacción de precipitación
ión plomo con ión yoduro ¿Vale? para dar ioduro de plomo aquí la
tenemos ¿Vale? Entonces para que precipite esto es la Q el cociente de
reacción ¿No? Q que es la concentración de ión plomo por la
concentración de ión yoduro al cuadrado ha de ser mayor que el Kps
¿Vale? Entonces de nitrato de plomo que es la concentración de plomo es
10 elevado a menos 5 y de ioduro es 10 elevado a menos 2 al cuadrado ¿Qué
ocurre? Esto es 10 elevado a menos 9 como el Kps es más grande y esta
concentración es menor el Kps no precipitará El producto de solubilidad
del sulfato de bario es 1,1 por 10 elevado a menos 10 ¿Cuál es la
solubilidad expresada en gramos por litro? Pues calculemos primero la
solubilidad en moles por litro ¿No? La solubilidad de moles por litro es
la raíz cuadrada del Kps ¿Vale? Esto sería la solubilidad ¿No? Y
después lo que tenemos que hacer es expresar esto en gramos por litro La
masa molecular del sulfato de bario es 233 Un mol son 233 gramos Por lo
tanto la solubilidad sería 2,45 por 10 elevado a menos 3 ¿Vale? Hallar la
solubilidad molar del sulfato de bario en una disolución 0,2 molar de
sulfúrico Hay que suponer que el sulfúrico es un ácido fuerte ¿Vale? El
sulfúrico disociado en una disolución 0,2 molar ¿Vale? del sulfato nos
genera esta concentración 0,2 molar ¿Vale? Entonces tenemos un efecto ion
común Pues cuando yo estudio el equilibrio de disolución del sulfato de
bario tengo que tener en cuenta inicialmente una concentración 0,2 molar
En el equilibrio tendré 1-S S y ojo 0,2 lo que tenía más S ¿Vale?
Entonces si el Kps es esta expresión que tenemos aquí fijaos que tengo
que tendría que resolver una ecuación de segundo grado pero siempre la
solubilidad es un valor muy pequeño y siempre voy a poderlo despreciar
frente al término que está sumando en este caso 0,2 Entonces yo desprecio
sólo la que suma nunca la que multiplico Entonces 0,2 más S es
aproximadamente igual a 0,2 Luego tendré un Kps que es S por 0,2 Luego S
es el Kps partido 0,2 y nos damos cuenta ¿No? Que esto nos queda el
resultado B 5 por 10 elevado a menos 8 ¿No? ¿O no? Sí ¿Vale? Bien Si os
parece ahora vamos a pasarnos al tema siguiente Era el 6 Vamos a ver el
tema 6 que es de reacciones de transferencia de electrones y pilas ¿No?
Vamos a ver aquí Dice En un proceso electrolítico de una distribución de
nitrato de plata en la que se obtiene plata indica si son verdaderas o
falsas cada una de las siguientes afirmaciones Si se obtiene plata fijaos
que la reacción que tiene lugar es ion plata más plata ¿No? Que es la
reacción de reducción que es el cátodo Como es un proceso electrolítico
será el polo negativo ¿Eh? Venga Dice Para obtener un mol de plata se
requieren dos moles de electrones No Porque la reacción es uno es a uno Un
mol de plata un mol de electrones En el ánodo se produce la oxidación de
los protones de la plata No En los protones de la plata nunca se pueden
oxidar Los protones del agua nunca se pueden oxidar porque no pueden perder
electrones solo se pueden reducir En el ánodo se liberará oxígeno Como
veis aquí indicado Tres El cátodo se produce oxígeno No En el cátodo
que es la reducción se deposita plata De momento las tres son falsas Los
catrines de plata se reducen en el cátodo Eso sí que es verdad La cuatro
es verdad ¿Vale? Y Ya está Solo es la cuatro la verdadera ¿Vale? De
acuerdo La reducción de la plata se produce en el cátodo y es el polo
negativo Seguimos ¿Cuál es el potencial estándar de una pila si se
produce la siguiente reacción de oxidación reducción? Fijaos La
reacción es el ion hiero 3 con talio para dar hierro 2 y talio más Nos
dan los potenciales de reducción del hierro 3 a hierro 2 y de oxidación
fijaos de talio a talio más ¿Vale? De oxidación de talio a talio más La
reacción global ¿Cuál es? Si nos damos cuenta es la reacción de
reducción del hierro tres y la reacción de oxidación del talio a talio
más Realmente yo esto lo puedo expresar de diferentes formas Uno como la
suma de estas dos reacciones ¿No? Y de hecho para que el número de tres
bueno y de hecho con la suma de las dos reacciones nos da la reacción de
arriba y el potencial total sería la suma de los potenciales cero setenta
y siete más cero treinta y cuatro es una opción me daría o uno con once
positivo o bien considerar los potenciales de reducción sólo siempre el
de hierro ya me lo da de reducción pero el del talio me da el de
oxidación el de reducción sería menos cero coma treinta y cuatro
entonces también hay una fórmula genérica que dice que la de una pila es
la E del potencial de reducción del polo positivo menos el potencial de
reducción del polo negativo cero setenta y siete menos menos cero treinta
y cuatro y saldría uno con uno ¿De acuerdo? Bueno aquí el siguiente
también es del mismo tipo de pila como podéis ver ¿no? y dice calcular
el potencial estándar de esta pila otra vez ¿no? y será uno con once
otra vez ¿no? indicar la notación de la pila la notación de la pila pues
a la izquierda siempre se pone el ánodo la semirreacción de oxidación
que sería aquí de talio talio más a la derecha que se pone la
semirreacción de reducción es el cátodo del polo positivo de hierro tres
a hierro dos bien dice aquí ¿puede el cloro oxidar el catión hierro dos
a hierro tres? bueno pues el cloro el cloro cero dos para pasar a cero
menos uno coma treinta y seis voltios y de hierro tres a hierro dos cero
setenta y siete voltios ¿no? entonces vamos a ver si esta reacción es
posible es decir el cloro tiene que reducirse ¿no? es el que actuaría
como oxidante el potencial E sería E del sistema cloro cloruro menos la E
del sistema hierro tres más hierro dos más y hay que ver si esto es
positivo o no y por lo tanto si puede reducir ¿no? perdón si se produce
esta reacción el cloro se reduce a cloruro y oxida el hierro dos a hierro
tres ¿vale? aquí lo tenéis ¿no? ¿quién actúa como oxidante? el cloro
¿quién actúa como reductor? el hierro dos es importante que nos demos
cuenta para que la reacción sea espontánea incremento de G ha de ser
menor que cero pero es que incremento de G es menos NF por el potencial
normal de la pila si el potencial normal de la pila o de nuestro sistema
redox es positivo incremento de G será negativo seguimos indicar las
afirmaciones verdaderas sobre una reacción redox los oxidantes oxidan y
son reducibles un oxidante oxida a otra especie química y ella se reduce
el número de oxidación de algún elemento del oxidante disminuye la
reacción redox si el número de oxidación disminuye ¿por qué? porque
gana electrones ¿no? puede pasar de yo que sé de más cinco a más dos
por tanto disminuye su número de oxidación porque gana electrones o de
hierro dos de hierro tres perdón a hierro dos ¿ves? gana electrones
oxidantes se reduce disminuye su estado de oxidación los oxidantes pierden
electrones no los oxidantes se reducen y ganan electrones pues las
correctas serían uno y dos indicar el número de oxidación del azufre
aquí bueno en el primero el sulfuro como tiene carga menos dos será la
carga que tiene no menos dos en el sulfato fijaos el oxígeno cuando está
combinado es menos dos menos dos por cuatro menos ocho entonces para que la
suma de menos dos será x menos ocho igual a menos dos luego x es más seis
aquí el hidrógeno cuando está combinado con uno metal es más uno más
uno por dos más dos para que la suma de cero menos dos un elemento sin
combinar tiene estado de oxidación cero indicar cuál de las siguientes
reacciones son redox mirad la primera es una reacción ácido base si os
dais cuenta y sacáis el estado de oxidación de todas las especies
químicas del hidrógeno de sodio ácido nítrico y nitrato de sodio y agua
vemos que no hay cambios de estado de oxidación el estado de oxidación de
todos los elementos permanece constante invariable y por lo tanto no es una
reacción redox sin embargo la segunda reacción vemos por ejemplo que el
oxígeno cambia de estado de oxidación cero a menos dos y el carbono por
ejemplo que está en el metano como menos cuatro el hidrógeno es más uno
más uno por cuatro más cuatro para que la suma de cero el carbono será
menos cuatro a la derecha con el CO2 aquí el carbono con el metano es
menos cuatro pero con el CO2 el carbono es más cuatro el carbono es más
cuatro por lo tanto pasa de menos cuatro a más cuatro de menos cuatro a
más cuatro hay un cambio de estado de oxidación igual que el oxígeno que
pasa de cero a menos dos vale se dispone de una pila formada por un
electrodo de zinc y otro de plata sumergidos en una disolución uno molar
de sus respectivos iones ion zinc e ion plata cuál de las siguientes
afirmaciones es correcta bueno fijaos una pila formada por un electrodo de
zinc y otro de plata sumergido en la disolución uno molar vale bueno pues
que tenemos aquí que el ion zinc y el ion plata cuál es la reacción que
tiene lugar qué es el oxidante que tiene potencial mayor pues es el ion
plata no evidentemente que oxida al zinc al zinc dos más y la plata se
reduce para que el número de otros ánodos secretos sea el mismo un dos
venga la plata es el cátodo y el zinc es el ánodo eso es verdad porque la
semirreacción de reducción se corresponde con el cátodo y el polo
positivo y la semirreacción de oxidación es el ánodo y el polo negativo
el potencial de la pila es 0,04 esto ya no va a ser así fijaos el
potencial de la pila es el potencial de reducción del sistema ion plata
plata vale menos el potencial de reducción del sistema zinc dos más zinc
porque en realidad se oxida y vemos que es 1,56 esto es farso en el ánodo
de la pila en el ánodo de la pila tiene lugar la reducción del oxidante
en el ánodo de la pila no tiene lugar la reducción del oxidante en el
ánodo tenga lugar la reducción de la oxidante en el ánodo la oxidación
del reductor. El zinc pasa al zinc 2+, se oxida, el zinc es el reductor.
Luego, la afirmación correcta será la A. La A será la correcta. La A.
Vamos con este otro, que es una pila. Tenemos a la izquierda el ánodo, que
es un ánodo de hidrógeno, un helicóptero de hidrógeno, que pasa al
protón, la semirreacción de oxidación. Y a la derecha está el cátodo,
la semirreacción de reducción de cobre 2+, a cobre. Dedicar cual de las
siguientes afirmaciones es falsa. El potencial estándar de la pila es
0.34. Bueno, el potencial estándar de la pila efectivamente es 0.34. ¿Por
qué? Porque es el potencial del polo positivo, la semirreacción de
reducción, que es cobre 2+, a cobre. Por lo tanto, es 0.34. Menos el
potencial de reducción, menos el potencial de reducción del sistema H+,
H2. ¿No? Que es 0. Efectivamente, esto sale 0.34. El ion cobre tiene más
tendencia a captar eléctrons que el protón, efectivamente. Tiene un
potencial de reducción más grande, y por lo tanto tiene más tendencia a
captar un protón. A tendencia a captar eléctrons que el protón. Y el
electrón de hidrógeno actúa como cátodo. Este es la falsa. Porque aquí
el electrón de hidrógeno actúa como ánodo, polo negativo, porque es la
semirreacción de oxidación de hidrógeno a protón. Dicen, si los
potenciales estándares de reducción de ion plata-plata es 0.8 y de zinc
2+, a zinc 19.076, ¿no? Y del magnesio menos 2.37, ¿cuál de los iones
será más oxidante? ¿Cuál es? ¿Cuál unión? ¿Cuál unión oxidante es
el que tiene mayor tendencia, más oxidante sea el que tenga más tendencia
a reducirse? Por lo tanto, el que tenga un potencial de reducción más
grande. ¿Cuál es el que tiene un potencial más grande de reducción de
los tres? Es la plata, el ion plata. ¿No? Por lo tanto, el más oxidante
sería el ion plata que pasa plata-metal. Dados los potenciales estándar
de reducción del ion magnesio-magnesio, y de ion plomo-plomo, justifiquen
en qué sentido tiene lugar esta reacción. Es decir, ¿la reacción tiene
lugar magnesio 2+, más plomo para dar magnesio y plomo 2+, o es al revés?
Pues tenemos que mirar el sistema que nos dé un potencial normal de
reducción positivo. Y siempre actúa como cátodo o semirreacción de
reducción aquel que tiene el potencial de reducción más grande. ¿Y qué
es más grande, menos 2.36 o menos 0.126? Menos 0.126. Por lo tanto, aquí
la semirreacción de reducción que vamos a tener lugar es la
semirreacción de reducción del Pb2+, con el magnesio, para dar Pb más
Mg2+. Fijaos que esta es la reacción en sentido contrario de la que está
escrita. ¿No? Pues aquí tendríamos un potencial de menos 0.126, menos
menos 2.36. ¿No? Bueno, pues aquí tendríamos ese potencial redox. Sí,
que sería evidentemente positivo en este otro sentido. Por lo tanto,
diríamos que el sistema evolucionaría hacia la izquierda. Seguimos. Un
base continuo de disolución de cationes aún más. Ese cation se reduce y
se oscila simultáneamente a oro y oro 3+. Esa gota. Calcular el potencial
de esta reacción. Bueno, pues de AU más AU, ¿no? Es 1.70, según he
anunciado. Y de AU3 más AU más es 1.25. ¿Cuál es la semirreacción de
reducción de AU más AU? 1.70 menos la semirreacción de oscilación de AU
más AU3 más. 1.70 menos 1.25 es 0.45. ¿Vale? Pues el potencial de este
sistema sería más 0.45. Más 0.45 sale un potencial positivo y, por lo
tanto, es una reacción espontánea en este sentido. Seguimos. Todos los
potenciales estándar de reducción del magnesio y del plomo justifiquen
que el sentido tiene lugar. O sea, ya lo hemos visto, ¿no? Hace un
momento, ¿no? ¿De acuerdo? A ver. Esta es una reacción de nitrato de
plata con hierro para dar hierro 2+, y plata metálica. Dice. Bien. Los
cationes y un plata actúan como... reductores. ¿No? Eso es falso porque
el ion plata pasa a plata metálica, actúa como oxidante, se reduce. Los
aniones nitrato actúan como oxidantes. El nitrato no actúa como oxidante
porque aquí no cambia la estado de oxidación. El que actúa como oxidante
es el ion plata. El hierro actúa como oxidante. No, actúa como reductor
porque pierde electrones. El hierro se oxida a hierro 2+. El hierro se
oxida a hierro 2+, porque pierde electrones. Eso sí que es verdad. Los
cationes y ion plata se han reducido a plata metálica, ¿verdad? También.
Esa es mi reacción de reducción. ¿Cuáles son verdaderas? La 4 y la 5.
¿De acuerdo? En la siguiente ecuación, indicar el elemento que se oxida y
cuál se reduce. Por ahí hay que mirar el estado de oxidación de cada una
de las especies químicas que intervienen en esta semirreacción. ¿Vale?
El nitrato vemos que pasa de más 5 a más 2 cuando pasa a NO. De más 5 a
más 2. Por lo tanto, experimenta la semirreacción de reducción. De más
5 a más 2, más 3 electrones. Y el sulfuro pasa a azufre. ¿No? De menos 2
a 0. ¿Vale? Es la semirreacción de oxidación. Entonces, decimos que
nitrato es el nitrato. Si el nitrógeno se reduce, pues pasa de más 5 a
más 2. Eso es verdad. Y el azufre se oxida ya que pasa de menos 2 a 0.
También es verdad. Esta primera ya es verdadera. ¿Eh? ¿De acuerdo? El
nitrógeno dice que pasa de más 5. ¿Se oxida? No. No se oxida porque gana
electrones. ¿Eh? Y el azufre tampoco se reduce, se oxida. ¿Vale? Venga. A
ver este. Indicar cuáles de las siguientes afirmaciones son verdaderas.
¿La dureza del agua se debe principalmente a la presencia de iones
metales? No. Casi magnesio. ¿La biomasa no está considerada energía
renovable? Sí. Es energía renovable. ¿El agua es el único compuesto que
a temperatura ordinaria existe en los tres estados? De materia, sólido,
líquido y gas. Otras moléculas tienen punto triple. Ninguna es verdadera.
¿No? ¿Vale? De las siguientes afirmaciones decir cuáles son verdaderas.
La polarización energética, la energía asociada al proceso de
combustión es recuperación con pilas energéticas. Si existen elementos
que contienen el mismo número de protones y el mismo número de neutrones
que se llaman isotopos, también los efectos perjudicados del ozono se
deben ser fuerte carácter reductor. No. Fuerte carácter oxidante.
Calcular el potencial de la siguiente pila. Fijaos, tenemos sistema
hidrógeno protón, que es el ánodo, la simulación de oxidación, y a la
derecha, la semigración de reducción, ion plata-plata. ¿Vale? Aquí
tendríamos el sistema polo positivo, ion plata-plata, menos el polo
negativo, H+, H2. 0,8 menos 0, 0,8. Indique si el Ni2+, tiene capacidad
para oxidar el cromo al estado cromo 3+, sabiendo que los potenciales
normales de reducción son los siguientes que veis aquí. ¿Vale? Bueno,
miramos el potencial, ¿no?, si el Ni2+, bueno, pues vamos a ver el
potencial de este procesador de 2, va a actuar como oxidante el Ni2+, y
como reductor el cromo. Pues hay que mirar si la diferencia entre el
potencial de reducción del Ni2+, Ni, menos el potencial de reducción de
cobre de cromo 3+, cromo, esto es positivo o negativo. ¿Qué tenemos? El
Ni2+. El Ni2+, es menos 0,25, menos 0,74. Esto sale negativo y por lo tanto
no va a tener lugar esta reacción. Bueno, aquí tenemos, dado este
equilibrio, un aumento de la temperatura, hacia dónde se desplaza. Bueno,
esto es de equilibrio químico, ¿no? Se atendía, ya lo vimos en la otra
sesión, ¿no? Y aquí abajo, que está juntita, las siguientes reacciones,
¿cuáles son las redox? La primera no lo es, es ácido base. La segunda
sí. Sí, porque cambia de estado de oxidación el nitrógeno y el
oxígeno. Y la tercera también, porque cambia de estado de oxidación el
nitrógeno, el carbono, y entonces las dos últimas son redox. ¿De
acuerdo? Bueno, pues hasta aquí hemos llegado, si os parece bien. Hemos
hecho una revisión de estos ejercicios. Yo os invito a que reviséis todos
los archivos que hemos visto en distintas sesiones de ejercicios nosotros,
de exámenes de otros años. Que también, pues reviséis todas las PES o
que las hagáis, porque también eso os ayudará a sumar y aprobar la
asignatura. Venga, muchos ánimos y suerte.