Unidad I: Las Sustancias y los Cambios

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1 Colegio 6 D.E. 2 Manuel Belgrano Química 5º 1ª TM; Docente: Álvarez Guerreiro I. Unidad I: Las Sustancias y los Cambios La Diversidad de Compuestos (Sales) Compuestos: Clasificación y Nomenclatura Los elementos químicos se combinan entre sí formando millones de sustancias compuestas (o simplemente se los puede llamar compuestos). Estos compuestos fueron clasificados en orgánicos e inorgánicos. Las sustancias orgánicas son aquellas que contienen el elemento carbono, C, con algunas excepciones, como el dióxido de carbono, CO2. Estas excepciones que luego veremos y todos los compuestos que no contienen C se consideran inorgánicos, que serán los estudiados en este tema. Dentro de las sustancias inorgánicas encontramos otra clasificación. Los compuestos pueden ser óxidos, hidróxidos, ácidos (hidrácidos u oxoácidos) o sales. Iremos viendo cómo pueden formarse estas sustancias compuestas a partir de sustancias simples y la forma en que se los nombra. Número de Oxidación Al analizar la composición de los compuestos, por ejemplo el agua, H2O, se encuentra que hay 2 átomos de hidrógeno por cada uno de oxígeno para formar la sustancia. Esto está directamente relacionado con la necesidad de cada elemento de ganar o perder electrones y así adquirir una mayor estabilidad, cada elemento tiene una determinada cantidad de electrones para ganar o perder dependiendo de diferentes características, algunas propias y otras en común con elementos de su grupo o período. Éste número de oxidación propiamente dicho se dibuja como un número más chico arriba a la derecha de cada elemento dentro de la reacción. Óxidos Óxidos básicos: Pueden formarse a partir de la combinación de un metal con oxígeno, M representa a un metal. Se cruzan los números de oxidación de manera que el compuesto siempre permanezca neutro.

2 -Para metales con 1 solo número de oxidación se nombra: Óxido de+ nombre del metal Siempre hay que corroborar que las ecuaciones estén igualadas anteponiendo los coeficientes estequiométricos. No pueden aparecer o desaparecer partículas luego de una reacción. La cantidad de partículas siempre es la misma antes y después de la reacción, sólo que luego de la reacción se encuentran formando otros compuestos. -Para metales con dos números de oxidación: Se pueden nombrar de distintas maneras: Óxido + raíz del metal + terminación oso, ico (tradicional) Óxido de + nombre del metal + número de oxidación en número romano (numeral de Stock) Nomenclatura por Atomicidad: En este caso, en el nombre del óxido queda en evidencia, la atomicidad de cada elemento, anteponiendo el prefijo que corresponde a cada subíndice: Prefijo correspondiente a la atomicidad del oxígeno + óxido + de + prefijo correspondiente a la atomicidad del otro elemento + nombre del elemento. En el caso que la atomicidad del elemento unido al oxígeno es UNO, no se indica con el prefijo mono. Ejemplos: Monóxido de calcio; Monóxido de dicloro; Trióxido de dicloro; Pentóxido de dicloro; Heptóxido de dicloro. Ésta última forma de nomenclatura se encuentra actualmente en desuso. Óxidos ácidos: Pueden formarse a partir de la combinación de un no metal con oxígeno. N representa un no metal. Al igual que en el ejemplo anterior también se cruzan los números de oxidación de manera que el compuesto sea neutro. Cuando el elemento tiene un solo Nº de oxidación tiene terminación en ICO.

3 Cuando el elemento tiene dos Nº de oxidación el número más chico tiene terminación OSO y el más grande ICO. Cuando el elemento tiene tres Nº de oxidación el número más chico se nombra HIPO OSO, el que le sigue tiene terminación OSO, y el más grande ICO. Cuando el elemento tiene cuatro Nº de oxidación diferentes, el más chico se nombra HIPO OSO, el siguiente tiene terminación OSO, el otro ICO, y el más grande se nombra PER ICO. Nota: En algunos casos la raíz utilizada en el nombre del compuesto proviene del latín, no coincidiendo entonces con el nombre en español. Nombre del elemento Raíz utilizada en la nomenclatura Nombre del elemento Plomo Plumb Cobre Cupr Hierro Ferr Estaño Estann Oro Aur Azufre Sulfur Raíz utilizada en la nomenclatura Hidróxidos Pueden formarse a partir de la combinación de un óxido básico con agua. Se nombran igual que los óxidos, pero reemplazando la palabra óxido por hidróxido. Oxoácidos o Ácidos Pueden formarse a partir de la combinación de un óxido ácido con agua. Son llamados ácidos ternarios ya que están formados por tres elementos. Se nombran al igual que los óxidos pero reemplazando la palabra óxido por ácido. Hidrácidos Pueden formarse a partir de la combinación de un no metal (del grupo VI o VII) con hidrógeno. Son ácidos binarios, ya que están formados por dos elementos.

4 Sales Pueden formarse a partir de la combinación de hidróxidos y de ácidos. A esta reacción se la llama neutralización, porque se combina un elemento ácido con uno alcalino para dar una sal de acidez neutra. Si el ácido es ternario, la sal que se formará es ternaria: Si el ácido es binario, la sal que se formará es binaria: La reacción siempre da una sal + agua. Las sales se nombran de la siguiente forma: Si proviene de un ácido nombrado HIPO OSO la sal pasa a nombrarse HIPO ITO. Si provienen de un ácido con terminación OSO la sal pasa a tener terminación ITO. Si proviene de un ácido con terminación ICO la sal pasa a tener terminación ATO. Si proviene de un ácido nombrado PER ICO la sal pasa a nombrarse PER ATO. Si proviene de un ácido con terminación HÍDRICO la sal pasa a tener terminación URO. Escribir el nombre de los siguientes compuestos:

5 Nota 2: Tanto el hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, como todos los halógenos (flúor, cloro, bromo, iodo); son moléculas diatómicas. Ácidos y bases: La definición de ácidos y bases ha ido modificándose con el tiempo. Al principio Arrhenius fue quien clasificó a los ácidos como aquellas sustancias que son capaces de liberar protones (H+) y a las bases como aquellas sustancias que pueden liberar iones OH-. Esta teoría tenía algunas limitaciones ya que algunas sustancias podían comportarse como bases sin tener en su molécula el ion OH-. Por ejemplo el NH3. Aparte para Arrhenius solo existía el medio acuoso y hoy es sabido que en medios distintos también existen reacciones ácido-base. Bronsted y Lowry posteriormente propusieron otra teoría en la cual los ácidos y bases actúan como pares conjugados. Ácido es aquella sustancia capaz de aportar protones y base aquella sustancia capaz de captarlos. No tiene presente en su definición al ion OH-. Simbólicamente: El ph, abreviatura de Potencial Hidrógeno, es un parámetro muy usado en química para medir el grado de acidez o alcalinidad de las sustancias. Esto tiene enorme importancia en muchos procesos tanto químicos como biológicos. Es un factor clave para que muchas reacciones se produzcan o no. Por ejemplo, en biología las enzimas responsables de reacciones bioquímicas tienen una actividad máxima bajo cierto rango de ph. Fuera de ese rango decae mucho su actividad catalítica. Nuestra sangre tiene un ph entre 7,35 y 7,45; apenas fuera de ese rango están comprometidas nuestras funciones vitales. En los alimentos el ph es un marcador del buen o mal estado de este. Éstas son sólo algunas de las aplicaciones. La escala del ph va desde 0 a 14. Los valores menores que 7 indican el rango de acidez y los mayores que 7 el de alcalinidad o basicidad. El valor 7 se considera neutro. Matemáticamente el ph es el logaritmo negativo de la concentración molar de los iones hidrógeno o protones (H+) o iones hidronio (H3O+). p H = -log [H+] o ph = -log [H3O+]

6 Electrolitos fuertes y débiles: Los electrolitos son las sustancias que contienen iones libres, por lo tanto estos pueden descomponerse, generalmente en una solución. Los fuertes se disocian o se separan en un 100% y los débiles en un muy pequeño porcentaje. Al separarse en iones muchos de ellos pueden aportar iones OH- o iones H+, afectando el ph en cierta medida. Por lo tanto también existe un potencial oxhidrilo (poh) por haber iones OH-. poh = -log [poh] La suma entre el ph y el poh siempre nos da 14; ph + poh = 14 Veamos algunos ejemplos con electrolitos fuertes, es decir, ácidos y bases fuertes: Ácido Clorhídrico (HCl) 0,04 M: En este caso la concentración molar de 0,04 M del ácido también será 0,04 M del ion H+ y 0,04 del Cl-. De manera que el ph será: ph = -log [0,04] ; ph=1,4 Hidróxido de Bario 0,06 M (Ba(OH)2):

7 La concentración del ión OH- es el doble que la del Ba(OH)2 porque un mol de hidróxido genera dos moles de OH-. Calculamos a continuación el poh: poh = -log [0,12]; poh = 0.92 ph+poh=14; ph=14-poh; ph=14-0,92; ph=13,08