4.3. COMPUESTOS TERNARIOS.

Transcripción

1 4.3. COMPUESTOS TERNARIOS ÁCIDOS I. Los ácidos u oxiácidos son compuestos ternarios, formados por tres elementos distintos: hidrógeno, que actúa con su estado de oxidación 1, oxígeno, que siempre actúa con estado de oxidación -2 y un tercer elemento de la tabla periódica, que actuará con un estado de oxidación positivo. La fórmula de los oxiácidos empieza por el símbolo del hidrógeno, a continuación el símbolo del elemento y, finalmente, el símbolo del oxígeno, cada uno con un subíndice de forma que la suma de los estados de oxidación de los átomos de la fórmula sea 0 y recordando que la valencia es el estado de oxidación sin considerar su signo: H a E b O c a + b V E - 2 c = 0 Conocida la fórmula, es posible calcular la valencia del átomo central, sin más que aplicar esa fórmula. Así, para el H 4 P 2 O 7 el fósforo tendrá como valencia: a + b V E - 2 c = V E - 14 = 0 2 V E = V E = 0 2 V E - 10 = 0 V E = 5 PROYECTO ANTONIO DE ULLOA 131

2 En la nomenclatura sistemática, el nombre empieza con el sustantivo ácido, después sigue una palabra que se obtiene con un prefijo que indica el subíndice del oxígeno y que se aplica a la raíz oxo, un prefijo que indica el subíndice del elemento central, y la raíz del nombre de dicho elemento con el sufijo ico y, entre paréntesis y en números romanos, su valencia: H 4 P 2 O 7 H 2 SO 4 Ácido heptaoxodifosfórico(v) Ácido tetraoxosulfúrico(vi) Conocida la fórmula, determinar el nombre es calcular la valencia del elemento central y leer la fórmula de derecha a izquierda: Para determinar el nombre del ácido cuya fórmula es H 2 Cr 2 O 7, determinamos primero su valencia. Recordando que a es el subíndice del hidrógeno, b el del elemento central, VE su valencia y c el subíndice del oxígeno: a + b V E - 2 c = V Cr = V Cr = V Cr = V Cr = = PROYECTO ANTONIO DE ULLOA

3 Una vez conocida la valencia, el nombre es fácil leyendo la fórmula de derecha a izquierda: H 2 Cr 2 O 7 7O2Cr2H 7 - O Cr - 2 -H Hepta - oxo - di - cromo Ácido Heptaoxodicrómico Conocido el nombre sistemático, la determinación de la fórmula es, en esencia, calcular el número de hidrógenos del ácido, lo que se puede realizar como se determinó la valencia del elemento central, empleando la misma ecuación: Si deseamos conocer la fórmula del ácido trioxonítrico(v). Recordando que a es el subíndice del hidrógeno, b el del elemento central, VE su valencia y c el subíndice del oxígeno.: a + b V E - 2 c = 0 a = 0 a = 6 5 a = 1 Ahora escribir la fórmula es leer el nombre de derecha a izquierda: PROYECTO ANTONIO DE ULLOA 133

4 Nítrico - oxo - tri Hidrógeno - Nitrógeno - Oxígeno - 3 HNO 3 En la nomenclatura de Stock se nombran con un prefijo que indica el subíndice del oxígeno y que se aplica a la raíz oxo, un prefijo que indica el subíndice del elemento central, y la raíz del nombre de dicho elemento con el sufijo ato, entre paréntesis y en números romanos, su valencia, y finalmente la preposición de y el sustantivo hidrógeno: H 2 Cr 2 O 7 HClO 4 Heptaoxodicromato(VI) de hidrógeno Tetraoxoclorato(VII) de hidrógeno Conocida la fórmula, el nombre se determina calculando la valencia del átomo central, como se ha visto anteriormente y aplicar las reglas anteriores: Para determinar el nombre del ácido cuya fórmula es H 2 SO 3, determinamos primero su valencia. Recordando que a es el subíndice del hidrógeno, b el del elemento central, VE su valencia y c el subíndice del oxígeno: a + b V E - 2 c = V S = V S = PROYECTO ANTONIO DE ULLOA

5 V S = 4 Una vez conocida la valencia, el nombre es fácil leyendo la fórmula de derecha a izquierda: H 2 SO 3 3OS2H 3 - O - S H Tri - oxo - azufre - hidrógeno Tri - oxo - sulf - hidrógeno Trioxosulfato(IV) de hidrógeno Si lo que se conoce es el nombre, este lleva implícita la fórmula, salvo por el número de hidrógenos, que habría que calcular: Si deseamos conocer la fórmula del pentaoxodifosfato(iii) de hidrógeno. Recordando que a es el subíndice del hidrógeno, b el del elemento central, VE su valencia y c el subíndice del oxígeno.: a + b VE - 2 c = 0 a = 0 a = 10 6 a = 4 Ahora escribir la fórmula es leer el nombre de derecha a izquierda PROYECTO ANTONIO DE ULLOA 135

6 fosfato - di - oxo - penta Hidrógeno - Fósforo Oxígeno - 3 H 4 P 2 O CATIONES. Los cationes son átomos o grupos de átomos que tienen carga positiva. Esta carga positiva es lo que se considera su valencia. Por ejemplo, Na + o Au + son cationes con valencia 1, Fe 2+ y Cd 2+ son cationes con valencia 2 y Al 3+ es un catión con valencia 3. Como se ve, para formular el catión, se escribe el símbolo del elemento correspondiente y se coloca, como superíndice, la carga positiva del catión. Los cationes siempre se nombran siguiendo la nomenclatura de Stock. Pueden presentarse dos casos: Elementos con un único estado de oxidación. Su nombre es el mismo que el del elemento, anteponiendo la palabra catión o ion. Ba 2+ Ag + Catión bario Catión plata 136 PROYECTO ANTONIO DE ULLOA

7 Elementos con más de un estado de oxidación. Además de anteponer al nombre del elemento la palabra catión o ion, hay que añadirle la carga del catión entre paréntesis y en números romanos. Pb 2+ Au + Catión plomo(ii) Catión oro(i) Un caso especial es el ión amonio, cuya fórmula es NH ANIONES. Los aniones son átomos o grupos de átomos que tienen carga negativa. Esta carga negativa es lo que se considera su valencia. La mayoría de los aniones se pueden considerar derivados de un ácido al que se le eliminan los átomos de hidrógeno, quedando con tantas cargas negativas, que se colocan como superíndice, como átomos de hidrógeno se han quitado. H2SO4 H4P2O7 HClO SO4 2 - P2O7 4- ClO - Los aniones, como los cationes, siempre se nombran siguiendo la nomenclatura de Stock. A partir del nombre del ácido se antepone la palabra anión o ion y se elimina de hidrógeno. Así, para los iones anteriores: PROYECTO ANTONIO DE ULLOA 137

8 H2SO4 H4P2O7 HClO Tetraoxosulfato(VI) de hidrógeno Heptaoxodifosfato(V) de hidrógeno Oxoclorato(I) de hidrógeno SO4 P2O7 4- ClO - Anión tetraoxosulfato(vi) Anión heptaoxodifosfato(v) Anión oxoclorato(i) SALESI. Producidas por la neutralización de una base y un ácido, las sales pueden considerarse como resultado de la unión de un catión y un anión. Para formular una sal, se escribe, sin indicar la carga, en primer lugar el catión, después el anión, y se intercambian las valencias. Si se puede, los subíndices se simplifican y si alguno vale 1 no se escribe. Catión Anión Sal Al +3 SO4 Al 2 (SO 4 ) 3 Fe +2 SeO4 Fe2(SeO4)2 FeSeO4 Pb +2 P 2 O7 4- Pb 4 (P 2 O 7 ) 2 Pb 2 P 2 O PROYECTO ANTONIO DE ULLOA

9 Para nombrar las sales se emplea habitualmente la nomenclatura de Stock. En primer lugar se nombra al anión, después se usa la preposición de y se pone el nombre del catión. Para las sales anteriores: Al +3 SO 4 Ion aluminio Ion tetraoxosulfato(vi) Fe +2 SeO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 Tetraoxosulfato(VI) de aluminio FeSeO 4 Ion hierro(ii) Ion tetraoxoseleniato(vi) Tetraoxoseleniato(VI) de hierro(ii) Pb +2 P2O7 4- Pb 2 P 2 O 7 Ion plomo(ii) Ion heptaoxodifosfato(v) Heptaoxodifosfato(V) de plomo(ii) Si conocemos el nombre de la sal, determinar su fórmula debe hacerse en varios pasos. En primer lugar se escribe la fórmula del catión, después la del anión, y finalmente se unen intercambiándo las valencias y simplificando si es necesario: Si la sal es el trioxocarbonato(iv) de hierro(iii). Determinamos la fórmula del catión: hierro(iii), así que el catión tiene valencia 3 y otras tantas cargas positivas: Fe +3 Determinamos la fórmula del anión: trioxocarbonato(iv). Primero debemos determinar la carga,empleando la fórmula de los ácidos, ya que las cargas negativas serán el número de hidrógenos que tenía el ácido (a). Como el PROYECTO ANTONIO DE ULLOA 139

10 número de oxígenos (c) es 3, porque tiene el prefijo tri y hay un único elemento central con valencia 4: a + b V E - 2 c = 0 a = 0 a = 0 a = 2 La fórmula del anión será: CO3 Uniendo los iones e intercambiando valencias, la fórmula de la sal resulta: Fe2(CO3)3 En realidad no es necesario escribir los iones, basta con conocer sus valencias, e intercambiarlas SALES II. Conocida la fórmula de una sal, determinar su nombre requiere identificar los iones que la forman. Pueden presentarse dos opciones. Catión con una única valencia. Si el catión sólo tiene una valencia, se conoce inmediatamente las valencias del catión y del anión, ya que las valencias se intercambian y, salvo simplificación, serán los subíndices de los iones. Una vez determinado el catión y el anión, basta nombrarlos según sus propias reglas de nomenclatura. 140 PROYECTO ANTONIO DE ULLOA

11 Obsérvese como, en la fórmula, las valencias aparecen intercambiadas en los subíndices de los iones, salvo simplificación. (NH 4 ) 2 SO 4 Al 2 (CO 3 ) 3 BaCr 2 O 7 Catión NH 4 + Al 3+ Ba 2+ Amonio Aluminio Bario Anión SO 4 CO 3 Cr 2 O 7 Tetraoxosulfato(VI) Trioxocarbonato(IV) Heptaoxodicromato(VI) Catión con varias valencias. Si el catión tiene varias valencias, no es posible conocer, de forma inmediata, las cargas del catión y el anión, habrá que probar hasta determinar cuál es la valencia correcta. Para eso, la valencia del átomo central del anión debe ser correcta: CuSO 4 Catión Cu + Cu 2+ Cobre(I) Anión SO 4 1- Cobre(II) SO 4 Tetraoxosulfato(VII) Tetraoxosulfato(VI) Como el azufre tiene valencia 6 pero no valencia 7, es la segunda opción la correcta y, por lo tanto, el nombre es Tetraoxosulfato(VI) de cobre(ii). PROYECTO ANTONIO DE ULLOA 141