Bien, buenas tardes. Vamos a empezar esta nueva sesión de química en el
grado de física. Y hoy nos toca ver equilibrios iónicos, en definitiva,
reacciones de precipitación. Bueno, las reacciones de precipitación son
un tipo de disoluciones acuosas que se caracterizan por la formación de un
producto insoluble o, en definitiva, por un precipitado. Aquí tenéis un
ejemplo, cuando se hace reaccionar una solución de nitrato de plomo con
una solución de yoduro de potasio, se forma un precipitado amarillo que es
de yoduro de plomo y en disolución acuosa queda nitrato de potasio.
Entonces, para predecir la formación de un precipitado hay que tener en
cuenta la solubilidad del soluto. Y la solubilidad del soluto depende de
los iones, del ión positivo y del ión negativo. ¿Qué es lo que se puede
hacer? ¿Qué se entiende por solubilidad? Pues la máxima cantidad de
soluto que se disuelve en una cantidad determinada de disolvente o de
disolución a una temperatura adaptada. Porque la solubilidad es función
de la temperatura. Como veis en esta gráfica aquí, en general, la
solubilidad de sales y de hidróxidos aumenta con la temperatura. En
general, hay alguna pequeña excepción. Cuando hablamos de solubilidad,
por lo tanto, estaremos hablando de solubilidad a una temperatura
determinada. ¿Qué es el producto de solubilidad? Pues no es más que la
constante de equilibrio, no para el proceso de disociación, de ionización
de un sólido insoluble en agua que se disocia en sus iones. Aquí tenemos,
por ejemplo, la disociación del cloruro de plata en iones cloruro e iones
plata. En la expresión de esta constante de equilibrio, que como toda
constante de equilibrio es función de la temperatura, y por ello cuando
hagamos un problema de solubilidad, nos van a decir a qué temperatura
estamos trabajando, porque el producto de solubilidad del KPS que
calculemos o que nos estén dando será a una temperatura específica y
concreta. Cuando nosotros escribimos la reacción del equilibrio, como veis
aquí, de disociación del cloruro de plata en iones cloruro e iones plata,
nos tenemos que dar cuenta que la concentración de cloruro, de plata
disuelto, el sólido disuelto es constante y la cantidad de AGCL sólido
que se disuelve sin ionizar es una cantidad constante que es función de la
temperatura y que no se incluye en la expresión del KPS. Como es una
constante ya, el KPS incluye esa concentración, de manera que el KPS es
igual a la concentración de las especies iónicas elevadas a los
coeficientes esteicométricos. Cuando tenemos KPS muy grandes, de sales
solubles, no se dan valores de KPS, igual que no se dan valores de
constantes de ácidos muy grandes. Aquí tenéis una tabla con productos de
solubilidad de un número muy significativo de sales y de hidróxidos,
¿vale? ¿Qué es lo que tenemos que entender nosotros? Que cuando
nosotros, por ejemplo, tenemos la reacción de ionización del crudo de
plata, que es la más sencilla de todas ellas, ¿no? Hemos dicho que esto
era la descripción del KPS, ¿no? Entonces, nosotros podemos decir, ¿qué
es una disolución saturada? Una disolución saturada es aquella que ya no
admite mayor cantidad de soluto disuelto en la disolución. Ya no admite
una mayor cantidad de soluto disuelto en la disolución. Esto es una
disolución saturada, ¿vale? ¿Y cuándo tiene lugar esto? Pues cuando la
concentración de los iones, esa Q, si os acordáis del constante de
equilibrio, el cociente de reacción, cuando Q es igual al KPS, decimos que
es una disolución saturada. ¡Saturada! Ya no admite una mayor cantidad de
soluto disuelto, ¿vale? Diremos que una disolución es no saturada cuando
esta Q es menor que el KPS. Si yo introduzco en una disolución una
concentración de iones plata y ion cloruros que es menor que el KPS,
diremos que la disolución es no saturada. ¿Qué quiere decir que sea
igual al KPS? Que ya no admite más cantidad de soluto disuelto, ¿vale? No
admite mayor cantidad de soluto disuelto. ¿Y qué pasa cuando tenemos una
disolución sobresaturada? Pues cuando Q es mayor que el Kps, entonces
precipita sólido hasta que se iguala la Q igual al Kps, hasta que la
disolución vuelve a estar saturada. ¿De acuerdo? Si yo tengo una
disolución sobresaturada, precipita el soluto hasta que se cumple que Q,
la relación de concentraciones de los iones es igual al Kps. Las
disoluciones saturadas se pueden obtener de forma inestable, por ejemplo
cuando se calienta una disolución y se va enfriando, podemos tener que a
una temperatura dada tener una disolución sobresaturada en un equilibrio
que en un momento determinado empieza a precipitar. Bien, vamos a ver qué
entendemos por solubilidad y solubilidad molar. La solubilidad sería la
máxima cantidad de soluto disuelto, en un litro de disolución saturada,
por eso siempre el concepto de solubilidad lo enfocamos en disoluciones
saturadas. Entonces los gramos de soluto disueltos en un litro de
disolución saturada, eso sería la solubilidad en gramos por litro. ¿Y
qué es la solubilidad molar? Pues los moles de soluto disueltos en un
litro de disolución saturada. Siempre nosotros cuando vayamos a sustituir,
en las expresiones de la constante de equilibrio o del producto de
solubilidad en este caso, debemos recordar que siempre debemos incluir
concentraciones molares. Por lo tanto ahí siempre introduciremos
solubilidad molar. Molar nunca en gramos por litro, nunca en miligramos por
litro, sino siempre molar. La solubilidad... de una sal, por ejemplo, y su
producto de solubilidad, están directamente relacionados. De hecho, los
ejercicios que se plantearán lo que hacen es relacionar la solubilidad de
un compuesto con la solubilidad molar, con la concentración de iones y
cationes y con el KPS. Y viceversa, a partir del KPS nosotros podemos
calcular las concentraciones de los iones, la solubilidad molar y la
solubilidad en gramos molitos si nos interesa. ¿De acuerdo? Bueno,
entonces, lo que en definitiva estamos diciendo es que la solubilidad molar
y el propio producto de solubilidad están directamente relacionados y
nosotros podemos obtener una de otra. ¿No? Sabiendo que la solubilidad es
la cantidad de sustancia que se disuelve en una cantidad determinada de
disolución para obtener una disolución saturada. ¿Vale? El producto de
solubilidad es una constante de equilibrio y tiene las propiedades de toda
constante de equilibrio. Entonces, acordémonos del principio de Satellier.
Habrá que ver si ese producto de solubilidad es exotérmico o endotérmico
y entonces veremos la influencia de la temperatura. También el hecho de
que se modifique la concentración de alguna de las especies químicas que
estén en el equilibrio químico, eso hará que el equilibrio se desplace
en un sentido o en otro. Y si nosotros podemos sustraer algunos de los
iones de la disolución en función del pH o por método que se determine,
también podemos obtener una disolución saturada. Modificaremos la
solubilidad. ¿Vale? Siempre la solubilidad molar, la solubilidad y el
producto de solubilidad se refieren siempre a disoluciones saturadas.
Disoluciones saturadas. Ahora bien, ¿cómo afecta el ión común y el pH
en la solubilidad? Bien, la presencia de un ión común hace que disminuya
la solubilidad. Esto es importante y es una consecuencia del principio de
ese atelier. Si nosotros estudiamos la solubilidad del cloruro de plata y
nosotros adicionamos, por ejemplo, una solución de cloruro de potasio,
aumentamos la concentración de ión cloruro, en definitiva, esto hace que
el equilibrio químico se desfase hacia la izquierda y que disminuya la
solubilidad. Al aumentar la concentración de iones cloruro, lo que
provocamos es que disminuya la solubilidad. El equilibrio se desfasa hacia
la izquierda. Por ejemplo, si tenemos el equilibrio de disolución del
hidróxido de magnesio veremos que esto está influenciado con el pH.
Porque en un pH básico, si yo tengo un pH básico, convierto un pH
básico, es decir, estoy aumentando la concentración de OH-. Entonces,
estoy introduciendo un ión común y este equilibrio se desplaza hacia la
izquierda. ¿No? Si aumentamos el pH. Aumentar el pH supone aumentar la
concentración de OH-. ¿Vale? Y viceversa, sin el hidróxido de magnesio
lo que hacemos es acidificar, disminuir el pH, disminuye la concentración
de OH- y por tanto el equilibrio se desplaza hacia la derecha. ¿Vale? Y
aquí, por ejemplo, el fluoruro de bario. El fluoruro de bario hay que
tener en cuenta que ya un fluoruro proviene de un ácido débil y da la
reacción de hidrólisis cuando fluorídico y OH-. Si nosotros acidificamos
esta disolución, vamos a sustraer ionfluoruro del medio porque los
protones se van a combinar con los OH y esto hará que el equilibrio se
desplace hacia la formación de fluoruro de hidrógeno y desaparecerá
ionfluoruro. La solubilidad de esta sal que proviene de un ácido débil y
la solubilidad de cualquier sal que provenga de un ácido débil. Aumenta
al disminuir el pH y viceversa disminuirá al aumentar el pH. Aquí tenemos
la expresión. Si nosotros sustraemos, acidificamos, se unen con los OH y
hace que este conjunto de equilibrio se desplace disminuyendo la
concentración de ionfluoruro y aumentando la solubilidad. Bueno, esto lo
tenéis en el libro, lo que es el producto de solubilidad que se puede
expresar por una parte también en función de las actividades. Tomando la
actividad de la sal. De la sal neutra como la unidad. O también, como
hemos dicho ahora, considerar que esta constante de solubilidad, de KPS, es
la concentración de las especies iónicas. Donde ya la concentración de
la sal, que puede quedar disuelta, que es constante a una temperatura
determinada, pues va incluido dentro del producto de solubilidad. Bien. De
equilibrio iónico el equipo docente nos habla de esta dedicación del
libro, de los apartados, el 2 y el 3. Y vamos a hacer algunos ejercicios
que han salido en PECS y en exámenes de años anteriores. Bueno, aquí nos
dice que el producto de solubilidad en agua del sulfato de calcio y del
sulfato de plata son estos. Y nos pide si en ambos casos se puede disolver
la sal hasta una concentración de 0,01. Vamos a fijarnos que aquí es más
soluble el sulfato de calcio y es menos soluble... Bueno, perdón, el
producto de solubilidad del sulfato de calcio es más grande que el
producto de solubilidad del sulfato de plata. Y alguien podría pensar,
solo mirando estas dos constantes, que va a ser más soluble el sulfato de
calcio que el sulfato de plata. Y esa afirmación no la podemos hacer. Solo
la podríamos hacer si estamos comparando dos sales o dos hidróxidos de la
misma estequiometría. Y no es el caso, porque aquí tengo una
estequiometría CAS4 1SA1 y en otro AG2SO4 2SA1. Entonces, vamos a calcular
la solubilidad de ambas sales teniendo en cuenta su disociación, sabiendo
que en el sulfato de plata se forman dos moles de ion plata por cada molte
ion sulfato y un molte ion calcio. Tenemos la expresión del KPS, la
solubilidad, raíz cuadrada del KPS en el primer caso 5 por S a menos 3 y,
por lo tanto, no llega a alcanzar S a menos 2. En el segundo caso, el KPS
es 1,5 por S a menos 5, aquí la expresión sería, como tenemos de plata
2, sería 2S al cuadrado, 4S al cubo y la solubilidad sale 0,02, sale más
soluble. Curiosamente el sulfato de plata que es el sulfato de calcio y
este sí que cumple que es mayor de 0,01. Este salió en el examen el año
pasado. Dice añadiendo un exceso de sulfato de plata en agua la
disolución saturada resultante es 0,02 molar en dicha sal. Calculo el
producto de sufriría de esta sal en estas condiciones. Bueno, me da la
solubilidad que es 0,02 molar y nosotros escribimos la reacción de
ionización de disociación del sulfato de plata. Que me genera dos iones
plata y un ion sulfato. El Kps es la concentración de ion plata al
cuadrado por la concentración de ion sulfato y tenemos 2s al cuadrado por
s, 4s cubo. Y aquí nosotros podemos calcular a partir de la solubilidad
que es 0,02 el Kps 1,2. A 5 por i clavado a menos 5. Tenemos que ser
capaces de ir de un lado a otro. Lo vemos, ¿no? Calcular la solubilidad a
partir del Kps o calcular el Kps a partir de la solubilidad. Aquí me dice
que la solubilidad del sulfato de calcio y el sulfato de plata. Dice
calcular la solubilidad de estas dos sales en dichas condiciones. Pues
simplemente el sulfato de calcio es 1s a 1s, ese cuadrado, ¿no? La raíz
cuadrada ya tenemos la solubilidad. Y el otro la reacción es 1s a 2. Me
queda 4s cubo. La solubilidad es 1,55. Es más soluble la sal de plata,
esto lo hemos visto antes, a pesar de que su Kps es más pequeño, ¿no?
Que la sal de calcio, ¿eh? Porque depende de la estequiometría. Dice en
200 centímetros cúbicos de agua a 25 grados centígrado se disuelven
0,136 gramos de sulfato de calcio. ¿Vale? Hallar el producto de
solubilidad del sulfato de calcio a esa temperatura. A mí me dan los
gramos de sulfato de calcio que se disuelve en un volumen determinado de
disolución. En este caso agua, asumiremos como disolución 0,2 litros.
¿Vale? Esto que es la cantidad máxima que se disuelte, que se disuelve,
esto es la solubilidad. Y tenemos que convertir siempre esta solubilidad en
moles por litro. ¿Vale? Hay que convertir estos gramos por litro en moles
por litro con la masa molecular. Calcio 40, azufre 32, oxígeno 16 por 4.
El KPS es la concentración de ion calcio por la concentración de ion
sulfato. Y a partir de aquí calculo el KPS 2,5 por 10 elevado a menos 5.
Dice aquí, añadiendo un exceso de cloruro de plata, la disolución
saturada es 1,95 por 10 elevado a menos 5. Calculo el producto de
solubilidad. El producto de solubilidad, que es la concentración de ion
plata por la concentración de ion cloruro, ¿no? La solubilidad es 1,25
por 10 elevado a menos 5. El KPS es concentración de ion plata por
concentración de ion cloruro, igual a S cuadrado. Luego el KPS será 1,56
por 10 elevado a menos 10. ¿Vale? La disolución saturada dice que es
1,25. Eso es la solubilidad, ¿eh? El producto de solubilidad del flujo de
calcio calcula la máxima concentración de cal que puede haber disuelta.
Bueno, este AF2, acordemos de la formulación, aunque aquí nos dan la
fórmula del compuesto. CAF2, ion calcio y ion fluoruro igualamos tomamos
de base el cálculo 1 retribuimos 1-SS y 2S o también nos queda en este
caso KPS4S³ la solubilidad sería 1,89 por CA-4 ¿y por qué? esto es la
solubilidad porque esto es la concentración de ion calcio y por cada ion
calcio que se forma proviene de un mol de fluoruro de calcio la relación
estequiométrica es 1-1 y serían los moles politos de fluoruro de calcio
que se pueden disolver al poner el óxido de calcio en agua se forma el
óxido de calcio un sólido poco sólido de máxima solubilidad 0,02 dice
que es una base fuerte las moléculas disueltas en agua están totalmente
disociadas calcula el producto de solubilidad de este hidróxido bueno,
será fuerte pero todavía tiene una constante de equilibrio definida
planteamos el equilibrio 1-s, s y 2s ¿no? y el Kps otra vez 4s³ siendo
ese la solubilidad la solubilidad es 0,02 moles por litro luego el Kps
será 3,2 por 10 elevado a menos 5 ¿vale? ¿y cuál es el pH de solución?
bueno, sabemos que la concentración de OH es 2s 4 por 10 elevado a menos 2
entonces luego el pOH será 1,4 y el pH 12,6. Acordaos que esto se obtiene
de que el pH más el pOH es igual a 14. O con el producto iónico del agua
también. Dice, deduzca si es posible que el hidróxido de bario esté
disuelto en agua a 25 grados o una concentración 0,5 molar sabiendo que su
producto de seguridad es 1,3 polizada menos 2. Escribimos la reacción de
ionización del hidróxido de bario. 1 es a 2, ¿no? S2 es al cuadrado, 4
es el cubo. La solubilidad nos queda 0,144. La solubilidad es menor, es de
0,5 y por lo tanto no es posible. Los compuestos iónicos se consideran
poco solubles en un disolvente si la concentración máxima es inferior a
0,01. ¿Cuánto vale la producción de vida para los siguientes sulfuros?
En el caso hipotético de que su solubilidad... Justo fuera es el límite
de 0,01. Bueno, pues el sulfuro de hierro 2 sería Kps, producto de la
concentración de iones, ¿no? Sería S por S, ese cuadrado, 10 a menos 4.
En el sulfuro de plata es una estequiometría 1 a 2, quedaría 4s³, y a 4
puede irse elevado a menos 2a. Y en el caso del sulfuro de hierro 3,
cuidado que aquí cuando disociamos la estequiometría es más tediosa. Me
da 2 de ion hierro y 3 de ion sulfuro. El sulfuro sería 2s² y 3s³. 4 y 3
al cubo es 27, 108, 108, 8 a la quinta... Y por lo tanto el KPS sería 1,08
colizal menos 8. Bien, y cuál de las siguientes dos sales es más soluble
en agua. ¿Cuál es la concentración máxima de la sal disuelta? ¿El
fosfato de bario o carbonato de cambio? A partir del valor de sus
productos, de su lubridad. Bueno, el fosfato de bario, fijaos este que
metía 3S a 2, 3S, 2S, me quedaría KPS 108 S a la quinta. La solubilidad
no hay quinta de KPS entre 108. Y el carbonato de cambio, este que metía
1S a 1, KPS, concentración de ion cambio como acción de carbonato, es
igual a la licuada de KPS. A partir de los valores de los KPS se puede
determinar cuál es más soluble. Bueno, aquí yo pondría que hemos
llegado, de solubilidad quedan más ejercicios por corregir. Fijaos este,
por ejemplo, ha salido en 3 años. Yo creo que ya hemos hecho suficientes
prácticas. Que podáis hacer, porque hay muchos que son parecidos. Y
tenemos que introducirnos ya en las reacciones de transferencia de
electrones. O también llamadas reacciones redox. Bueno, aquí está.
Reacciones de transferencia de electrones, reacciones redox. Vamos a ver
una parte y la siguiente sesión veremos la segunda parte de pilas y
electroquímica y electrólisis, esencialmente. Bueno, sabéis que el
término oxidación se utilizaba inicialmente, tuvo su origen cuando un
compuesto incorporaba oxígeno. Y el término reducción lo contrario,
cuando perdía oxígeno, disminuía la porción de oxígeno en su
compuesto. Sin embargo, evidentemente, hoy en día tenemos otros
parámetros químicos para determinar cuándo un compuesto químico se
oxida y cuándo se reduce. Veremos que el proceso de oxidación es un
proceso de pérdida de electrones y veremos que el proceso de reducción es
un proceso de ganancia de electrones. También hay que tener presente que
vamos a definir el estado de oxidación de los elementos y cómo se calcula
el estado de oxidación de los elementos. El estado de oxidación de
aquellos elementos que de entrada no esté preestablecido, no se pueda
saber a priori, porque tienen distintos estados de oxidación. ¿Qué se
entiende por estado de oxidación o número de oxidación? O valencia
también, se creía más así. La carga que tendría un átomo si todos sus
enlaces fueran iónicos. Bueno, en el caso de ser covalentes polares
habría que suponer que la pareja de electrones compartidos está
totalmente desplazado hacia el elemento más electronegativo. El estado de
oxidación no tiene por qué ser la carga negativa. No es real, ni mucho
menos. Aunque puede coincidir. Entonces hay que saber que todos los
elementos en estado neutro, sin combinar, tienen estado de oxidación cero.
El oxígeno, cuando forma óxidos, ácidos, sales... ¿No? Hidróxido tiene
estado de oxidación menos 2. Salvo después, el oxígeno tiene estado de
oxidación menos 1. ¿Menos 1 cuándo? En los peróxidos. El hidrógeno
tiene estado de oxidación menos 1 en los hidruros metálicos, sólo en los
hidruros metálicos. En los hidruros metálicos, por ejemplo, NAH, aquí el
hidrógeno tiene estado de oxidación menos 1. Pero en el resto de
compuestos, son la mayoría, en los, por ejemplo, cloruro de hidrógeno o
ácido clorhídrico, si está en disolución acuosa, tiene estado de
oxidación más 1. El hidrógeno cuando se combina normalmente está de
oxidación más 1 con el agua, también más 1, excepto con los hidruros
metálicos que es menos 1. Y los metales, que forman parte de moléculas,
siempre tienen estado de oxidación positivos e igual a su valencia. E
igual a su valencia. ¿No? Hay que saber que la suma de los estados de
oxidación de todos los elementos de una molécula neutra ha de ser 0. Por
ejemplo, aquí tenemos el sulfato de zinc, ¿no? Y queremos saber cuál es
el estado de oxidación del azufre en este compuesto. Hay que saber que el
zinc, que es un metal, tiene como estado de oxidación siempre más 2. Yo
tendría más 2 más X más O4, ¿no? Sería menos 2, que es el oxígeno,
por 4 y esto es igual a 0. De manera que X sale más 6. Aquí el azufre
actuaría con más 6. Unión monoatómico, como veías en el ión calcio,
pues... Entonces, su estado de oxidación o número de oxidación es su
carga. Al CO2, ¿cuál es el estado de oxidación del carbono aquí? Pues
pensemos, el oxígeno cuando está combinado es menos 2. Menos 2 por 2 más
X es igual a 0, siendo X el estado de oxidación del carbono. Por lo tanto,
X es igual a más 4. El estado de oxidación del carbono en el CO2 es de
más 4. Esto sobre todo es muy útil cuando tenemos compuestos que tienen
varios estados de oxidación, como es el azufre. Más 2, más 4, más 6.
¿Cuál es la definición actual de oxitocinol? Pues es una semirreacción,
es un proceso en el cual se produce una pérdida de electrones. Una especie
química pierde electrones. ¿Y qué es la reducción? Pues otra
semirreacción. Es una de ganancia de electrones. Ganancia de electrones.
Por ejemplo, el ión plata ganando un electrón para dar plata a metal.
¿Vale? Sería una semirreacción de reducción. De reducción. Hay que
tener muy presente que siempre que se produce una reacción o una
semirreacción de oxidación, a la vez, a la par, se produce una
semirreacción de reducción. La oxidación y la reducción van juntas. Van
juntas. No puede, no puede, digamos... ir una sin la otra. ¿Eh? Tienen que
ir juntas. ¿Vale? Se producen simultáneamente. De hecho, cada una de
estas reacciones se le denomina semirreacción, porque la relación global
es el conjunto de la semirreacción de reducción y la semirreacción de
oxidación. Bien, ¿qué pasa cuando introducimos un trozo de cobre en una
disolución de nitrato de plata? Pues de forma espontánea, el cobre se
disuelve. Se disuelve en forma de ión cobre 2. Mientras que el ión plata
que hay en disolución se reduce pasando a plata metal. Tenemos una
semirreacción de oxidación, que es de cobre a cobre 2+, y una
semirreacción de reducción de ión plata a plata metálica. ¿Sí?
Oxidación y reducción. Otra vez, otra cosa parecida. Metemos una barra de
zinc en una disolución de nitrato de plomo. ¿Qué pasa? Que el zinc se
disuelve. El zinc pasa a ión zinc. Y se deposita plomo sobre la barra de
zinc. Tenemos el zinc al disolverse al zinc 2+, experimenta la
semirreacción de oxidación. Y el ión plomo, al reducirse a plomo metal,
experimenta la semirreacción de reducción. ¿Y qué pasa cuando
introducimos zinc con clorhídrico? Bueno, sabemos que en la reacción de
zinc con clorhídrico, ¿no? En una disolución acuosa. Se forma cloruro de
zinc más hidrógeno molecular gaseoso, ¿no? Que es un gas inflamable.
Entonces, ¿qué es lo que ha pasado aquí? Pues que el zinc se oxida, pasa
a zinc 2+, y los protones del clorhídrico se reducen para pasar a
hidrógeno molecular. Volvemos a tener una reacción redos, una
semirreacción de reducción y una de oxidación. Aquí nos dicen comprobar
que la reacción de formación del hierro es una reacción redos. Indicar
el estado de oxidación. ¿Cómo puedo saber si una reacción es redos?
Porque tengo que ver que tengo una semirreacción de reducción y una
semirreacción de oxidación. O si queréis, en definitiva, es una
reacción de transferencia de toneladas, donde hay cambios de estado de
oxidación de los reactivos. Vamos a ver. Bueno, el oxígeno es menos 2,
menos 2 por 2 es menos 4, para que la suma de 0, el carbono es más 4, más
4 entre 1, más 4. Aquí está, más 4. El hierro, como es un elemento sin
combinar en forma neutra, es 0. 0 por 1 es 0. El oxígeno combinado, menos
2 por 1, menos 2, para que la suma de 0, más 2. Más 2 entre 1, más 2.
Venga, oxígeno. De los óxidos, menos 2 por 3, menos 6, para que la suma
de 0, más 6. Más 6 entre 2, más 3. ¿Qué ha pasado aquí? Pues que el
hierro pasa de hierro 3 más a hierro 0. Ha experimentado la semirreacción
de reducción. ¿Y qué hace el carbono? Pasa de más 2 a 4. pierde
electrones. Ha experimentado la semirreacción de oxidación,
semirreacción de reducción y semirreacción de oxidación. ¿Qué es un
oxidante? ¿Qué es un reductor? Un oxidante es una sustancia capaz, ¿no?,
de oxidar a otra. Un oxidante se reduce. Un oxidante es aquella especie
química que experimenta la semirreacción de reducción. Oxida a otra
sustancia. Ella se reduce, gana electrones. ¿Qué es una sustancia
reductora? Una sustancia capaz de reducir a otra. ¿No? Una sustancia
reductora se oxida. Una sustancia reductora pierde electrones. Experimenta
la semirreacción de oxidación. ¿Vale? En esta reacción que tenemos
aquí, zinc con ión plata, para dar ión zinc y plata metálica, el zinc
pasa a zinc 2+. Esta reacción... En una vez igualada, vemos que tenemos
más dos electrones a la derecha o menos dos a la izquierda, como queráis.
Es una semirreacción de oxidación y el zinc se llama reductor porque él
se oxida. Y el ión plata pasa a ganar electrones y pasa a plata metálica.
¿No? Se reduce. Experimenta la semirreacción de reducción. Luego él
actúa. El ión plata actúa como oxidante. Actúa como oxidante. No
confundamos esto. Bueno, aquí dice ver cuáles de estas reacciones son
redos. ¿No? Son redos aquellos que hay cambios de estado de oxidación.
Aquí vemos en la C, sí que hay cambios de oxidación, ¿no? Bueno, pero
porque el cloro que está en cloruro menos uno más uno, el sodio es cero,
el cloro sin combinar es cero, hay cambios, ¿no? Aquí con sulfúrico y
zinc también nos damos cuenta enseguida que es una reacción redox, porque
el hidrógeno tiene esta oxidación cero, ¿no? Cero por uno es cero, el
oxígeno menos dos, menos dos por cuatro menos ocho, pero el zinc ya hemos
dicho que es más dos, que es su único estado de oxidación, más seis del
azufre, más seis. Zinc sin combinar es cero, cero por uno es cero, y
sulfúrico menos dos, menos ocho, más uno más dos, el azufre más seis.
Nos damos cuenta que el azufre no ha cambiado, pero sí el hidrógeno. El
hidrógeno ha pasado de H más H2. Se ha experimentado la segunda reacción
de reducción, y por lo tanto es poco oxidante. ¿Vale? El zinc es el
reductor, el cual se oxida. Y arriba pues fácilmente es comprobable que no
hay cambio de estado de oxidación, menos dos por cuatro menos cuatro, el
carbono más cuatro, más cuatro entre cuatro, uno. Bueno, menos dos por
uno, menos dos, el calcio más dos, menos dos por tres, menos seis, el
calcio cuando se ha combinado siempre es más dos, portando el carbono como
más cuatro. Nos damos cuenta como en esta segunda reacción, el carbono
siempre con más cuatro y el calcio siempre con más tres. Bien, un método
de ajuste de las reacciones redox es lo que se llama el método
ion-electrón, en la que se trabaja con las especies iónicas siempre que
sea posible, disociar o ionizar un compuesto químico. ¿Qué es lo que se
puede disociar o ionizar? Pues los compuestos iónicos, los ácidos, los
hidróxidos y las sales. Se basa este método en la conservación de la
carga y en la conservación de la masa. ¿Vale? ¿Cómo se trabaja? Pues
primero de todo hay que averiguar cuáles son las especies químicas que
cambian de estado de oxidación. Y a partir de aquí escribir las
semirreacciones redox, la semirreacción de reducción y la semirreacción
de oxidación. Ambas semirreacciones hay que escribirlas. Hay que
igualarlas en materia y luego igualarlas en carga. Después habrá que
multiplicar por números específicos. Una u otra reacción para que el
número de electrones transferidos sea el mismo. Porque al final no pueden
quedar electrones sueltos. Eso no es viable. Bueno, aquí tenemos con este
ejemplo sencillo las etapas del ajuste de una reacción redox. Como es el
zinc que pasa a zinc 2+, el ión plata que pasa a plata metálica. Como
esto ya lo hemos comentado antes, que en cambio de estado de oxidación ya
lo hemos dicho. ¿No? Dos semirreacciones. La semirreacción de oxidación,
donde el zinc metal pasa a zinc 2+, y es semirreacción de oxidación
porque pierde electrones o gana electrones los productos, como queráis. Y
el zinc, evidentemente, actúa como reductor. En la segunda reacción, el
dión plata actúa como oxidante y experimenta la semireacción de
reducción, ganando un electrón, ganando el plata metal. Ahora bien, para
que el número de electrones ganados y perdidos sea el mismo, nosotros
debemos multiplicar la semireacción, toda la semireacción de la plata,
por dos. Entonces tenemos zinc, ¿no?, por una parte, que ha transferido
dos electrones, la plata también, y al sumar las dos semireacciones me da
la reacción global, cancelándose siempre los electrones. Ahora nos queda
transferir en la ecuación molecular inicial estos coeficientes que hemos
visto que nos han salido, 2 de dión plata y 2 de la plata metal. Entonces
ya trasladaríamos estos números y ponemos un 2 delante del integrador. Y
así, de esta manera, la reacción queda igualada. ¿Qué pasa si tenemos
reacciones en medio ácido y en medio básico? Pues que la falta de
hidrógenos se iguala añadiendo tantos protones como hidrógenos hagan
falta. Si nosotros necesitamos 3 protones, 3 hidrógenos, pues añadido 3
protones hasta que quede igualado el hidrógeno. Siempre es lo último que
se hace en las semireacciones. Igualar los hidrógenos. Bueno, lo último
es lo último. Lo penúltimo, los oxígenos. Bueno, ¿y los oxígenos cómo
se igualan? Pues añadiendo tantas moléculas de agua como oxígeno son
precisos. Se añaden tantas moléculas de agua como oxígeno son precisos.
¿Y qué pasa si se iguala el medio básico? Mira, con lo más sencillo es
igualar el medio ácido y después añadir a cada miembro de la reacción
global. Si nosotros hemos igualado el medio básico, si nosotros igualamos
el medio ácido, pero me dicen igualar el medio básico, lo que hacemos es
introducir a cada miembro de la reacción global los mismos números de
iones OHs e igual a los protones que tengamos ahí sueltos. Entonces, los
OHs con los protones, ¿qué me dan lugar? A la formación del agua. Y los
OHs, pues, quedan ahí. ¿No? Quedan ahí los OHs. ¿De acuerdo? El medio
básico. Bien, pues vamos a ver ya algunas preguntas que han ido saliendo.
Esta. Este tema, ¿no? Y que sin duda, pues, os podrían ayudar, ¿no?
Dicen, la hidrólisis del cloro produce una mezcla de ácido clorhídrico y
ácido hipocloroso. Mucho cuidado, es muy irritante. Calcule el número de
oxidación de los elementos en cada uno de los compuestos que intervienen
en la reacción y diga si esta es una reacción redox. Bien, vamos a verlo.
A ver, lo que está aquí escrito lo voy explicando, ¿eh? El cloro es un
elemento, está sin combinarse. Esta es la reacción 0. 0 por 2, 0. El
oxígeno combinado menos 2, menos 2 por 1, menos 2, más 2 que dé 0, más
2 entre 2, más 1. Por lo tanto, el hidrógeno más 1. El cloro de
hidrógeno clorhídrico. Si el hidrógeno es más uno, más uno por uno,
uno, el cloro tiene que ser menos uno. Menos uno. A la derecha sigo el
hidrógeno más uno, ¿no? El oxígeno menos dos, para que la suma de cero,
el cloro tiene que ser más uno. ¿Qué nos estamos dando cuenta aquí? Que
tenemos un elemento químico, como es el cloro molecular, ¿no? ¿Qué pasa
por una parte? Hay un cloruro. Hay un cloruro. Y también hay un
hipoclorito. ¿Por qué? Porque el clorhídrico se disocia en H+, más L-.
No podemos poner toda la estructura, hay que poner el ión. Eso se llama
método ión-electrón. El clorhídrico sería H+, y CL-. ¿Vale? Y el
HClO, pues H+, más Cl-. Protones e ión hipoclorito. Ión hipoclorito.
¿Vale? Entonces, fijaos las dos semillas. Esto, evidentemente, se trata de
una reacción redox. Porque tenemos el cloro, que pasa de cero a menos uno,
actúa como oxidante, experimenta la semigración de reducción. Pero a la
vez, el mismo elemento químico, el cloro, pasa de cloro cero a cloro más
uno, experimenta la semigración de oxidación, actúa como reductor. Son
casos singulares de especies químicas, ¿no? Que se disocian en dos
conjuntos. Puestos de distinto estado de oxidación. Bien, aquí están las
semigraciones igualadas. Cloro a cloruro. Y fijaos cómo se iguala la
segunda semigración de cloro a ión hipoclorito. El cloro hay un
hipoclorito. Fijaos cómo somos igual a esta reacción. Primero ponemos un
2 delante del hipoclorito, igual que arriba, un 2 delante del cloro. Y
después la falta de oxígeno se corresponde añadiendo dos aguas. Y la
falta de protones, que son cuatro, añadiendo cuatro protones a la derecha.
Como el número de electrones ganados y perdidos es el mismo, en nuestro
caso, pues no tenemos que multiplicar por ningún número más. Y se
trataría de sumar las dos semirreacciones para dar la reacción global. Y
vemos que sí, que se trata de una reacción redosa. Porque ha habido una
transferencia de electrones, una semirreacción de reducción y otra de
oxidación. Digo cuáles son los números de oxidación de los elementos en
las siguientes combinaciones. El hidrógeno es cero. El calcio tiene un
estado de oxidación. El número de oxidación. Igual a su valencia o
carga, que es más 2. Por lo tanto, dos cloruros son menos 2. Son menos 2,
pero como tengo 2, menos 2 entre 2, menos 1. Siempre para pasar de abajo a
arriba, multiplicamos por el coeficiente que tiene el átomo. Pero si
queremos pasar de arriba a abajo, dividimos por ese coeficiente. En el caso
del agua, pues menos 2 el oxígeno. Menos 2 por 1, menos 2. A la izquierda,
por lo tanto, será más 2. Más 2 entre 2, más 1. En el metano, el
hidrógeno, más 1. Cuando está combinado, más 1 por 4, más 4. El
carbono, menos 4. Para que la suma de cero, más 4 entre 1, menos 4. Y así
sucesivamente. En el sulfato de sodio, el sodio es más 1, más 1 por 2,
más 2. El oxígeno es menos 2, menos 2 por 4 es menos 8. Para la suma de 0
el azufre es más 6. Más 6 entre 1 es más 6. Esta oxidación sería más
6. Para cada uno de los siguientes compuestos del azufre, es decir, si
puede actuar siempre como oxidante, siempre como el reductor o de ambas
formas. Bueno, el azufre tiene estado de oxidación menos 2, 0, 2, 4 y 6.
Actúa como oxidante cuando gana electrones y actúa como reductor cuando
pide electrones. Esto hay que tenerlo presente. El oxidante también
disminuye su número de estado de oxidación y el reductor lo aumenta.
Bien, K2S. El azufre tiene estado de oxidación menos 2. Solo puede
aumentarlo. Pasar de menos 2 a 0, 0 más 2. Como solo puede aumentarlo,
experimenta la asembración de oxidación y actúa aquí como reductor.
Como reductor. El SO2. El azufre tiene más 4. Estamos ahí intermedio.
Tanto se puede oxidar como se puede reducir. El SO2, ¿no? Igual que el
SO3. El SO3 le pasa lo mismo que el SO2. Bueno. Exactamente. Porque el SO3
ya tiene más 6. El SO3 lo único que puede hacer... el SO3 que viene del
sulfato de sodio NO2SO4, solo actúa como oxidante solo puede ganar
electrones, solo puede reducirse el NO2SO3 aquí sí que puede actuar por
ambos caminos porque tiene esta dos selección más 4 puede pasar a más 6
o puede disminuir a más 2 2 a 0 menos 2, puede actuar como oxidante o como
reductor bueno, esto es el mismo de antes dice aquí, ajuste la reacción
cuando el ion yoduro es oxidado a iodo mediante el dicromato en medio
ácido bueno, el ion yoduro dice que pasa a iodo molecular esquivó la
semireacción y veo que tiene que perder dos electrones y por lo tanto es
una semireacción de oxidación el dicromato dice que tiene que pasar a ion
cromotrizado fijaos la semireacción como hay que hacer para igualarla que
esta es tediosa porque el cromo de la izquierda, CR2O7, tiene dos cromos el
de la derecha no lo solemos dejar igual un 2 delante del cromo 3 más
entonces, para igualar los oxígenos añado 7 aguas a la derecha y para
igualar los protones añado 14 protones a la izquierda si sumamos las dos
semireacciones previamente hemos multiplicado la primera por 3 para que el
número de electrones grados y perdidos sea el mismo ¿no? y sumamos aquí
no hay nada que simplificar Tenemos el oxidante, que es el 2-oxidante, y el
reductor, que es el ion yoduro. El oxidante se reduce en ion cromo, el
yoduro, que es el reductor, se oxida en iodo molecular. Dice, ajuste la
reacción de oxidación del iodo a iodato mediante permacanato y medio
ácido, que se reduce a ion manganeso 2. Y detalle los pasos. Vamos a
hacerlo. Dice que el yodo pasa a iodato. Sí, a iodato, ¿no? Es que ahora
he visto arriba yoduro, y se supone que ha sido un laxos en un momento
determinado, pero esto es iod3. Abajo está bien puesto. Y después del
permacanato van a ser esos dos. De yodo a iodato hay que igualar. Una de
las opciones es poner un medio delante del i2 para no poner números muy
grandes, o se pone un 2 delante del iod3-. Entonces, el yodo, para pasar el
iodato, hay que meter tres aguas, hay que introducir tres aguas a la
izquierda, porque nos faltan tres oxígenos. Esto implica introducir seis
hidrógenos a la izquierda, por lo tanto, a la derecha tengo que poner seis
protones. Por lo tanto, a la izquierda tengo carga cero y a la derecha
tengo uno negativo y seis positivas, son cinco positivas. Tengo que pasar
de carga cero a más cinco. Hay que perder cinco electrones. Seminolación
de oxígeno. El permacanato pasa a manganeso 2+. Cuatro moléculas de agua,
a la derecha cuatro moléculas de agua y ocho protones a la izquierda.
¿Qué carga tenemos? A la izquierda tenemos una negativa y ocho positivas,
son más siete. Y a la derecha tenemos dos positivas. ¿Qué tenemos que
hacer? Pasar de más siete a más dos, más cinco electrones. Entonces nos
damos la casualidad, se da la casualidad de que el número de electrones
ganados y perdidos en cada semirreacción es el mismo. Menos cinco y cinco.
Entonces no hace falta multiplicar por nada cada semirreacción y
directamente sumamos. Sumamos y simplificamos. Nos damos cuenta que aquí
tenemos... ...seis protones y ocho protones, luego nos quedarán solo dos
protones a la izquierda. Por otra parte tenemos cuatro aguas. Tenemos
cuatro aguas, ¿no? Por un lado y por otro lado tres aguas. Pues me
quedará un agua a la derecha. Y entonces ya tenemos la semirreacción
redox igualada correctamente. Siguiendo todos los pasos indicados por...
...por bueno. Bien. Yo aquí ya no tengo más. Quería poneros algún
ejemplo más de cómo determinar el estado de oxidación, ¿no? De la
distinta sustancia. Mira, FSO4, ¿no? O F2SO43. Claro, para saber esta
oxidación, o también podemos saber el formulario. Si sabemos el
formulario, sabemos que esto es el sulfato de hierro 2 y el sulfato de
hierro 3. Y a partir de ahí, he hecho la mitad del trabajo. Pues mira,
menos 2 por 4, menos 8. El hierro aquí tiene que actuar con 2, porque
tiene 2 y 3. Tiene que haber una simplificación, porque el sulfúrico es
H2SO4. Sería más 2, más 2, que el azufre es más 6. Más 6 entre 1, más
6. Es una forma de averiguar cuál es esta oxidación del azufre. O si me
supiera la de la azufre, cuál sería la del hierro. La de abajo es un
poquito más complicada. ¿No? Por eso 3 y ese 2 que tenemos ahí. Tenemos
menos 2 por 4. 4 menos 8 por 3, menos 24. El hierro aquí tiene que actuar
con valencia 3, porque es F2, un paréntesis y un 3. Y por lo tanto
será... Más 3 por 2 más 6. Es más 3. ¿Y qué valdrá el azufre? Pues
mira, menos 24 más 6, menos 18. ¿No? Bueno, ponemos más, ¿no? Más 18.
Porque tengo que hacer para que la suma de 0, ¿eh? Por lo tanto, pasa al
otro miembro. Es decir, es 6 más X menos 24 igual a 0. X igual a 24 menos
6, 18. Pero ojo, 18 serían los desazufres. Como tenemos desazufres,
serían 18 entre 3 más 6. Más 6. ¿Vale? Hago un ejemplo más. Por
ejemplo, el agua oxigenada. El agua oxigenada que es el peróxido de
hidrógeno. El oxígeno es menos 1 por 2, menos 2, más 2, más 1. Si no
queréis empezar por el oxígeno, porque no lo identificáis, empezáis por
el hidrógeno. Hidrógeno más 1 por 2, más 2. O 2 sería menos 2, pero 2
entre 2, menos 1. ¿Vale? Importante. En estos óxidos de nitrógeno, en
estos compuestos de nitrógeno, vamos a ver cuál es el estado de
oxidación y ya acabamos. Y lo dejamos. Oxígeno menos 2. Por 2, menos 4.
Por lo tanto, el nitrógeno más 4. 4 entre 1, más 4. Oxígeno menos 2 por
1, menos 2, más 2, más 2 entre 1, más 2. Amoníaco. Más 1 por 3, más
3. La suma de 0, menos 3, menos 3 entre 1, menos 3. Fijaos aquí el
nitrógeno con menos 3. Y aquí el amonio, más 1 por 4, más 4. Para que
la suma de más 1, porque esto es unión, cuidado. Entonces x más 4 ha de
ser igual a 1, luego x ha de ser igual a menos 3. Menos 3 entre 1, menos 3.
Igual que el amoníaco. Tiene el mismo estado de oxidación el amoníaco
que el ionamonio. ¿Por qué? Pues porque el amoníaco y el ionamonio se
diferencian solo y se ha captado un protón. No ha habido ningún cambio de
estado de oxidación. De acuerdo. Esto es importante tenerlo presente.
Presente, ¿no? En este sentido. Claro, en un ácido nítrico, por ejemplo,
un ácido nitroso, nos damos cuenta de que es menos 2 por 3, menos 6. El
hidrógeno más 1 por 1, más 1. La suma de 0, más 5. Más 5 entre 1, más
5. Ácido nítrico con 5. Oxígeno menos 2 por 2, menos 4. Hidrógeno más
1 por 1, 1. La suma de 0, más 3. Más 3 entre 1, más 3. Y así se saca
los estados de oxidación. ¿Qué tenemos en vez de hidrógeno o metales?
Pues la valencia con la que actúa. Y eso ayuda mucho a tener saber
formulación. Lo básico de formulación. Es importante tenerlo presente,
la formulación. Y también todo esto os ayuda para formular. Porque el
estado de oxidación es la valencia definitiva. Y os ayudará para saber si
esto se llama nítrico, nitroso, permangánico, manganico. Muy bien, pues
lo vamos a dejar por hoy. Muchas gracias.