Ejercicios formulación

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Apuntes de formulación inorgánica.

I.E.S. Santa aaTeresa

FORMULACIÓN INORGÁNICA

1. TABLA DE VALENCIAS

H

Hidrogeno 1

Valencia cuando se combinan con H y Metal → ‐3 ‐4 ‐3 ‐2 ‐1

Li Litio 1

Be Berilio

2

B Boro 3

C Carbono 2, 4

N Nitrógeno 1,2, 3, 4, 5

O Oxígeno

F Flúor

Na Sodio 1

Mg Magnesio

2

Al

Aluminio 3

Si Silicio 2, 4

P Fósforo 1, 3, 5

S Azufre 2, 4, 6

Cl Cloro 1,3,5,7

K Potasio

1

Ca Calcio 2

Sc Escandio

3

Ti Titanio 2, 3, 4

V Vanadio 2, 3, 4,5

Cr Cromo 2, 3, 6

Mn Manganeso 2, 3, 4, 6, 7

FeHierro2, 3

CoCobalto2, 3

NiNiquel 2, 3

Cu Cobre 1, 2

Zn Cinc 2

Ga Galio 3

Ge Germanio

2, 4

As Arsénico 3, 5

Se Selenio 2, 4, 6

Br Bromo 1,3,5,7

Rb Rubidio

1

Sr Estroncio

2

Ag Plata 1

Cd Cadmio

2

In Indio 3

Sn Estaño 2, 4

Sb Antimonio

3, 5

Te Telurio 2, 4, 6

I Yodo 1,3,5,7

Cs Cesio 1

Ba Bario 2

Pt

Platino2, 4

Au Oro 1, 3

Hg Mercurio

1, 2

Tl Talio 1, 3

Pb Plomo 2, 4

Bi Bismuto 3, 5

Po Polonio 2, 4

Fr Francio

1

Ra Radio 2

2. ÓXIDOS METÁLICOS También llamados óxidos básicos. El metal se une al oxígeno y se intercambian las valencias.

Li O → Li2O 1 2

La fórmula final se simplifica, si se puede, dividiendo los subíndices por el máximo común divisor.

Ba O → Ba2O2 → BaO 2 2 Pt

O

→

Pt2O4 → PtO2

4 2

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Nomenclatura tradicional Se utilizan los prefijos y sufijos siguientes para indicar la valencia con la que actúa el metal.

Per‐ ______ ‐ico

Cuatro valencias

______ ‐ico Una valencia Dos

valencias Tres valencias ______ ‐oso

Hipo‐ ______ ‐oso

Si el elemento sólo tiene una valencia, no hace falta poner el sufijo –ico pues se entiende que sólo puede actuar con esa valencia. Ejemplos: CaO Óxido de calcio (o cálcico) Fe2O3 Óxido férrico FeO Óxido ferroso (El hierro aquí actúa con valencia 2) Hg2O Óxido mercurioso A veces faltan prefijos y sufijos para el número de valencias que tiene el elemento en cuestión. En esos casos se intenta recurrir a otra nomenclatura o bien se intenta hacer caso al significado del prefijo. Mn2O7 Óxido permangánico La relación (2 / 3) se puede nombrar con el prefijo sesqui‐ Fe2O3 Sesquióxido de hierro Nomenclatura de Stock Se nombra como óxido de metal y seguimos con la valencia con la que éste actúe, entre paréntesis y con números romanos. Esto último no es necesario cuando el metal sólo actúe con una única valencia. MnO Óxido de manganeso(II) Mn2O3 Óxido de manganeso(III) MnO2 Óxido de manganeso(IV) MnO3 Óxido de manganeso(VI) SnO2 Óxido de estaño(IV)

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Nomenclatura Sistemática Aquí se indica con prefijos (mono‐, di‐, tri‐, tetra‐, penta‐, hexa‐, hepta‐, ...) el número de átomos de cada elemento que existen en el óxido. Nunca se escribe el prefijo mono‐ delante del metal. Cuando se especifica el prefijo del metal no hace falta escribir el prefijo mono‐ en el oxígeno. Cuando el metal tiene una única valencia no se escribe prefijo alguno. MgO Óxido de magnesio PbO2 Dióxido de plomo PbO Monóxido de plomo (no se dice monóxido de monoplomo) Ni2O3 Trióxido de diníquel HgO Monóxido de mercurio CrO Monóxido de cromo Cu2O Óxido de dicobre (no se escribe monóxido de dicobre). MnO2 Dióxido de manganeso Según todo lo anterior, los óxidos (y demás compuestos que veremos) pueden nombrarse de acuerdo con estas tres nomenclaturas: tradicional, de Stock y sistemática; pero es preferible acostumbrarse a estas dos últimas porque han sido recomendadas universalmente por la I.U.P.A.C. (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada). Ejercicios: Completa la siguiente tabla:

Nomenclatura Tradicional

Nomenclatura de Stock Nomenclatura Sistemática

Ag2O

Óxido ferroso

Óxido de bismuto(III)

Trióxido de dioro

Óxido de cinc

Óxido de manganeso(IV)

Óxido cuproso

PbO

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3. ÓXIDOS ÁCIDOS También llamados anhídridos pues tienden a reaccionar con el agua y formar un ácido. Se forman por la unión de un no metal (a veces también un elemento metálico) y oxígeno.

S O → S2O6 → SO3 6 2

La fórmula final se simplifica, si se puede, dividiendo los subíndices por el máximo común divisor. Aquí, la nomenclatura de Stock y la sistemática funcionan igual que con los óxidos metálicos. CO Óxido de carbono(II) Monóxido de carbono SO2 Óxido de azufre(IV) Dióxido de azufre I2O7 Óxido de yodo(VII) Heptaóxido de diyodo En la nomenclatura tradicional se les nombra anteponiendo la palabra anhídrido seguido de la raíz del elemento con los prefijos y sufijos per‐, hipo‐, ‐oso, ‐ico que indican la valencia con la que actúa. Cl2O Anhídrido hipocloroso Cl2O3 Anhídrido cloroso Cl2O5 Anhídrido clórico Cl2O7 Anhídrido perclórico El nitrógeno forma los siguientes óxidos:

N2O Óxido nitroso (gas hilarante o de la risa)

NO Óxido nítrico

N2O2 Dióxido de dinitrógeno

N2O3 Anhídrido nitroso

NO2 Dióxido de nitrógeno

N2O4 Tetróxido de dinitrógeno

N2O5 Anhídrido nítrico

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Ejercicios: Completa la siguiente tabla:


Nomenclatura de Stock

Nomenclatura Sistemática

Sb2O Anhídrido sulfúrico Óxido de fósforo(V) Trióxido de diyodo Trióxido de teluro

Óxido de

manganeso(VII)

Anhídrido crómico B2O3 CO2

4. PERÓXIDOS Se forman por la unión de un elemento con el ion peróxido (O2

2‐).

Ba O2 → Ba2(O2)2 → BaO2 2 2

La fórmula final se simplifica, si se puede, dividiendo los subíndices por el máximo común divisor pero el “2” del ion peróxido no se toca.

Mn O2 → Mn2(O2)4 → Mn(O2)2 → MnO4 4 2

En la nomenclatura de Stock no existe variación respecto de los compuestos anteriores: Cu2O2 Peróxido de cobre(I) SrO2 Peróxido de estaño(II) En la nomenclatura sistemática los nombramos como si fuesen óxidos:

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Cu2O2 Dióxido de dicobre SrO2 Dióxido de estroncio Na2O2 Dióxido de disodio Ni2O6 Hexaóxido de diníquel En la nomenclatura tradicional se les nombra anteponiendo la palabra peróxido seguido de la raíz del elemento con los prefijos y sufijos per‐, hipo‐, ‐oso, ‐ico que indican la valencia con la que actúa. K2O2 Peróxido potásico o peróxido de potasio SrO2 Peróxido de estroncio Na2O2 Peróxido sódico o peróxido de sodio Ni2O6 Peróxido niquélico FeO2 Peróxido ferroso Ejercicios: Completa la siguiente tabla:




Cs2O2

Dióxido de dilitio

Peróxido de bario

Peróxido de cobalto(III)

H2O2 Agua oxigenada H2O2

5. HIDRÓXIDOS Se forman por la unión de un elemento metálico con el ion hidróxido (OH‐).

NH4+ OH‐ → NH4OH

1 1 En la nomenclatura de Stock no existe variación respecto de los compuestos anteriores:

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NaOH Hidróxido de sodio Sr(OH)4 Hidróxido de estaño(IV) Hg(OH)2 Hidróxido de mercurio(II) Al(OH)3 Hidróxido de aluminio En la nomenclatura sistemática los nombramos como siempre: Fe(OH)2 Dihidróxido de hierro Cd(OH)2 Dihidróxido de cadmio CuOH Monohidróxido de cobre En la nomenclatura tradicional se les nombra anteponiendo la palabra hidróxido seguido de la raíz del elemento con los prefijos y sufijos per‐, hipo‐, ‐oso, ‐ico que indican la valencia con la que actúa. Ni(OH)2 Hidróxido niqueloso Sr(OH)2 Hidróxido de estroncio (suena mal decir estróncico) Pt(OH)4 Hidróxido platínico AgOH Hidróxido argéntico Fe(OH)3 Hidróxido férrico Ejercicios: Completa la siguiente tabla:




Sn(OH)4

Trihidróxido de

cromo

Hidróxido plumboso

Hidróxido de manganeso(IV)

Sc(OH)3

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6. HIDRUROS METÁLICOS El metal se une al hidrógeno y le da a este último su valencia como subíndice.

Li O → Li2O 1 2

La nomenclatura es la misma que para los óxidos sólo que aquí se nombran con la palabra hidruro.

Nomenclatura tradicional Nomenclatura de Stock Nomenclatura sistemática

NaH Hidruro de sodio Hidruro de sodio Hidruro de sodio

SnH4 Hidruro estánnico Hidruro de estaño(IV) Tetrahidruro de estaño

FeH3 Hidruro férrico Hidruro de hierro(III) Trihidruro de hierro

CuH2 Hidruro cúprico Hidruro de cobre(II) Dihidruro de cobre

CuH Hidruro cuproso Hidruro de cobre(I) Monohidruro de cobre

7. HIDRÁCIDOS Aquí, el orden de los elementos en la fórmula es el contrario de los hidruros metálicos.

HvalenciaX

Sólo son los elementos del grupo del oxígeno y del flúor. Son compuestos gaseosos que cuando están disueltos en agua adquieren propiedades ácidas, por eso se llaman hidrácidos. Tienen dos tipos de nomenclatura

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En disolución acuosa Nomenclatura sistemática

HF Acido fluorhídrico Fluoruro de hidrógeno

HCl Acido clorhídrico Cloruro de hidrógeno

HBr Acido bromhídrico Bromuro de hidrógeno

H2S Acido sulfhídrico Sulfuro de hidrógeno

H2Se Acido selenhídrico Seleniuro de hidrógeno

H2Te Acido telurhídrico Telururo de hidrógeno

El HCl forma parte del jugo gástrico

8. HIDRUROS VOLÁTILES Se forman por la unión de un semimetal e hidrógeno. Los elementos que forman estos compuestos son N, P, As, Sb, C, Si, B.

Nomenclatura sistemática Nombre común

H2O Óxido de dihidrógeno Agua

NH3 Trihidruro de nitrógeno Amoniaco

N2H4 Tetrahidruro de dinitrógeno Hidrazina

PH3 Trihidruro de fósforo Fosfina

P2H4 Tetrahidruro de difósforo Difosfina

AsH3 Trihidruro de arsénico Arsina

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SbH3 Trihidruro de antimonio Estibina

CH4 Tetrahidruro de carbono Metano

SiH4 Tetrahidruro de silicio Silano

Si2H6 Hexahidruro de disilicio Disilano

BH3 Trihidruro de boro Borano

B2H6 Hexahidruro de diboro Diborano

9. SALES BINARIAS Se forman por la sustitución de los hidrógenos de un hidrógeno por un metal. También es muy común que los hidrógenos se sustituyan por el ion amonio (NH4

+).

NaCl (sal común)

El nombre de las sales binarias sigue las mismas reglas que para los óxidos, hidruros…

Nomenclatura tradicional

Nomenclatura de Stock Nomenclatura sistemática

LiF Fluoruro de litio Fluoruro de litio Fluoruro de litio

CaF2 Fluoruro de calcio o

cálcico Fluoruro de calcio Fluoruro de calcio

AlCl3 Cloruro de aluminio o

alumínico Cloruro de aluminio Cloruro de aluminio

CuBr2 Bromuro cúprico Brumuro de cobre(II) Dibromuro de cobre

Fe2Te3 Telururo férrico Telururo de hierro(III) Tritelururo de

dihierro

SiF4 Fluoruro de silicio o

silícico Fluoruro de silicio

Tetrafluoruro de silicio

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(NH4)2Se Seleniuro de amonio o

amónico Seleniuro de amonio Seleniuro de amonio

10. OXOÁCIDOS Resultan de la reacción de un óxido no metálico y agua.

CO2 + H2O → H2CO3

N2O3 + H2O → H2N2O4 → HNO3 La fórmula general para un oxoácido es:

HaXbOc

Ácido sulfúrico H2SO4

En la nomenclatura tradicional se empieza con la palabra ácido y se sigue con la raíz del elemento utilizando los prefijos y sufijos que indican la valencia con la que actúa (per, hipo, ico, oso). El carbono en el CO2 utiliza la valencia (IV)

CO2 + H2O → H2CO3 Ácido carbónico

El nitrógeno en el N2O3 utiliza la valencia (III)

N2O3 + H2O → H2N2O4 → HNO2 Ácido nítroso El nitrógeno en el N2O5 utiliza la valencia (V)

N2O5 + H2O → H2N2O6 → HNO3 Ácido nítrico

Importante: “El nitrógeno en los oxoácidos sólo utiliza las valencias 3 y 5.” El manganeso en el Mn2O7 utiliza la valencia (VII)

Mn2O7 + H2O → H2Mn2O8 → HMnO4 Ácido permangánico Hay una fórmula con la que se puede calcular la valencia del elemento:

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ba ‐ c ∙ 2

X de Valencia =

Ejemplo: Calculemos la valencia con la que actúa el cromo en el H2CrO4:

6 1

2 ‐ 4 ∙ 2 Cr del Valencia ==

Como el cromo tiene valencias 2, 3 y 6, estaremos hablando del ácido crómico. HClO V=1 Ácido hipocloroso HClO2 V=3 Ácido cloroso HClO3 V=5 Ácido clórico HClO4 V=7 Ácido perclórico Prefijos meta‐, piro‐, orto‐ Estos prefijos pueden aparecer en algunos oxoácidos (ácido ortofosfórico, ácido metabórico…). Cuando la valencia con la que actúa es impar:

Meta + 1 H2O Ácido metafosforoso P2O3 + 1 H2O → H2P2O4 → HPO2

Piro + 2 H2O Ácido pirofosfórico P2O5 + 2 H2O → H4P2O7

Orto + 3 H2O

Ácido ortofosfórico o ácido fosfórico

(se suele omitir el prefijo orto‐). Igual sucede en el ácido ortobórico o ácido bórico

P2O5 + 3 H2O → H2P2O4 → HPO2

Cuando la valencia es par:

Meta + 1 H2O Ácido metasilícico SiO2 + 1 H2O → H2SiO3

Orto + 2 H2O Ácido ortosilícico o ácido silícico SiO2 + 2 H2O → H4SiO4

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Prefijos di‐, tri‐, tetra‐, … Estos ácidos se formulan hallando el ácido como si no estuviera ese prefijo; a continuación, se multiplica el ácido obtenido por el número correspondiente al prefijo (di=2, tri=3…) y, al resultado se le elimina 1 molécula de agua menos de lo que indica el prefijo. Ejemplo: Acido dicrómico CrO3 + H2O → H2CrO4; 2∙( H2CrO4) – 1 H2O → H2Cr2O7 Ácido trifosfórico P2O5 + 3 H2O → H3PO4; 3∙(H3PO4) – 2 H2O → H5P3O10 Importante: Los ácidos con el prefijo piro‐ se formulan como los di‐ácidos. Así, el ácido pirosulfúrico se formula como el ácido disulfúrico. Ácido disulfúrico SO3 + H2O → H2SO4; 2∙(H2SO4) – 1 H2O → H2S2O7 La nomenclatura sistemática y tradicional son muy parecidas aquí:

Nomenclatura sistemática Nomenclatura funcional

(empieza con la palabra ácido)

HClO2 Dioxoclorato(I) de hidrógeno Ácido dioxoclórico(I)

H2SO4 Tetraoxosulfato(VI) de hidrógeno Ácido tetraoxosulfúrico(VI)

H3PO4 Tetraoxofosfato(V) de hidrógeno Ácido tetraoxofosfórico(V)

H2Cr2O7 Heptaoxodicromato(VI) de hidrógeno Ácido heptaoxodicrómico(VI)

H2S2O7 Heptaoxodisulfato(VI) de hidrógeno Ácido heptaoxodisulfurico(VI)

11. PEROXOÁCIDOS Se obtienen al sustituir un oxígeno del oxoácido por el ion peróxido O2

2‐. H2CO3 → H2CO4 Ácido peroxocarbónico HNO3 → HNO4 Ácido peroxonítrico

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12. TIOÁCIDOS Se obtienen sustituyendo átomos de oxígeno por átomos de azufre en los oxoácidos:

H2SO4 → H2S2O3 Ácido tiosulfúrico

HNO3 → HNO2S Ácido tionítrico

H5P3O10 → H5P3O8S2 Ácido ditiotrifosfórico. La nomenclatura sistemática y tradicional para estos ácidos es la siguiente:

Nomenclatura sistemática Nomenclatura funcional

H5P3O8S2 Octaoxoditiotrifosfato(V) de hidrógeno

Ácido

octaoxoditiotrifosfórico(V)

13. SALES DE LOS OXOÁCIDOS (OXISALES) Se forman por la sustitución de los hidrógenos del oxoácido por un metal.

NH4+ HNO3 → NH4NO3

Valencia=1

1 hidrógeno

Zn H3PO4 → Zn3(PO4)2

Valencia=2

3 hidrógenos

Al H2Cr2O7 → Al2(Cr2O7)3

Valencia=3

2 hidrógenos

Aquí sólo veremos la nomenclatura sistemática y la tradicional. En la nomenclatura sistemática se nombra igual que en los oxoácidos, sólo que hay que indicar el subíndice del catión (lo que queda del oxoácido) con un prefijo numeral

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(bis‐: 2; tris‐: 3; tetrakis‐: 4; pentakis‐: 5…) y por último se sustituye la palabra hidrógeno por el nombre del metal sin indicar nada más.

NaClO Oxoclorato(I) de sodio Sn(MnO4)2 Bistetraoxomanganato(VII) de estaño ZnSO3 Trioxosulfato(IV) de cinc Pb3(AsO4)4 Tetrakistetraoxoarseniato(V) de plomo Na3BO3 Trioxoborato(III) de sodio

Lejía

(Disolución de NaClO) En la nomenclatura tradicional se empieza con el nombre del ácido del que proviene sustituyendo los siguientes sufijos:

Se sustituye por:

Per‐ ‐ico Per‐ ‐ato

‐ico ‐ato

‐oso ‐ito

Hipo‐ ‐oso Hipo‐ ‐ito

A continuación se escribe la raíz del metal con los prefijos y sufijos que indiquen la valencia con la que actúa. K2S2O3 Tiosulfato potásico (o de potasio) Na2SO4 Sulfato sódico (o de sodio) CuPO3 Metafosfato cuproso KMnO4 Permanganato potásico MnSiO4 Ortosilicato mangánico

14. SALES ÁCIDAS En las sales binarias y sales de oxoácidos hemos visto que todos los hidrógenos quedaban sustituidos por un metal. En las sales ácidas, no todos los hidrógenos se sustituyen:

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a) Sales ácidas de los oxácidos:

De los dos hidrógenos del ácido sulfúrico, sólo se sustituye uno por el magnesio. Algunos otros ejemplos:

Na H3PO4 → NaH2PO4

Valencia=1

1 hidrógeno sustituido

Na H3PO4 → Na2HPO4

Valencia=1

2 hidrógenos sustituidos

Al H2Cr2O7 → Al(HCr2O7)3

Valencia=3


Aquí sólo veremos la nomenclatura sistemática y la tradicional. En la nomenclatura sistemática se nombra igual que en las oxisales, sólo que hay que indicar el número de hidrógenos en el anión con su prefijo: Li2H2P2O5 Dihidruropentaoxodifosfato(III) de litio Ba(H2PO2)2 Bisdihidrurodioxofosfato(I) de bario NaH2PO4 Dihidrurotetraoxofosfato(V) de sodio NaHSO4 Hidrógenotetraoxosulfato(VI) de sodio Fe(HCrO4)3 Trismonohidrurotetraoxocromato(VI) de hierro La nomenclatura tradicional refleja también el número de hidrógenos del anión en la fórmula: NaHSO4 Hidrógenosulfato sódico o de sodio Ca(HCO3)2 Hidrógenocarbonato cálcico o de calcio NaH2PO4 Dihidrógenofosfato sódico Li2H2P2O7 Dihidrógenopirofosfato de litio

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A veces puede aparecer el prefijo bi‐ para indicar que se han sustituido la mitad de los hidrógenos del oxoácido: Ca(HCO3)2 Bicarbonato cálcico (Ya que se han sustituido la mitad de los H del H2CO3)

b) Sales ácidas de los hidrácidos:

De los dos hidrógenos del ácido sulfhídrico, sólo se sustituye uno por el hierro. Algunos otros ejemplos:

Na H2Se → NaHSe

Valencia=1


Fe H2S → Fe(HS)2

Valencia=2


Al H2Te → Al(HTe)3

Valencia=3


Aquí sólo veremos la nomenclatura sistemática y la tradicional. En la nomenclatura sistemática se nombra igual que en los hidrácidos, sólo que hay que indicar el subíndice del anión con los prefijos bis‐, tris‐, tetrakis‐, pentakis‐… y el número de en el anión con los prefijos di‐, tri‐, … NH4HTe Hidrógenotelururo de amonio Ba(HS)2 Bishidrogenosulfuro de bario

15. SALES DOBLES Los hidrógenos son sustituidos por cationes diferentes. Se ordenan de menor a mayor valencia.

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Ejemplos: KLiCO3 Carbonato doble de potasio y litio NH4Cr(SO4)2 Sulfato doble de amonio y cromo(III) CdFeSiO4 Ortosilicato doble de cadmio y hierro(II)

16. SALES BÁSICAS O HIDROXISALES Son hidróxidos en los que se han sustituido algún/os grupos OH‐ por un anión. Ejemplos: Ca(OH)2 → Ca(OH)Cl Hidroxicloruro de calcio Sn(OH)2 → Sn(OH)NO3 Hidroxinitrato de estaño(II) Al(OH)3 → Al(OH)SO4 Hidroxisulfato de aluminio Al2(OH)4SO4 Tetrahidroxisulfato de dialuminio

Fuerte del Rey (Jaén), a 14 de marzo de 2010

Ejercicios formulación

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