TRADICIONAL DE OXISALES. AMPLIACIÓN.

R.I.E.S. Jovellanos Departamento de Física y Química

TRADICIONAL DE OXISALES. AMPLIACIÓN. TEMA 0. FORMULACIÓN III.

CATIONES Y ANIONES Antes de abordar el estudio de la formulación de oxisales, es conveniente conocer las nomenclaturas adecuadas para formular aniones y cationes. CATIONES Cuando un átomo pierde electrones de sus capas más externas adquiere una carga positiva. Las razones para que los átomos ganen o pierdan electrones se estudiarán en temas posteriores. Los metales son los que generalmente forman cationes. Na - 1 e- → Na+ H - 1e- → H+ Ca - 2e- → Ca2+ La especie que se forma es un ión, cuando el ión tiene carga positiva se llama catión. Para nombrar cationes se emplea la palabra catión seguida del nombre del elemento e indicando en nº romanos la valencia del elemento cuando sea necesaria. Na+ es el catión sodio H+ es el catión hidrógeno Ca2+ es el catión calcio. Cuando el elemento tiene varias valencias, como el hierro, que actúa con valencias 2 y 3, es necesario indicar la valencia del elemento en nº romanos. Así: Fe2+ es el catión hierro(II) o ión hierro(II) Fe3+ es el catión hierro(III) o ión hierro(III) Ni2+ es el catión níquel(II) o ión níquel (II) Ni3+ es el catión níquel(III) o ión níquel (III) Existen otras especies que también son cationes, pero al estar formados por varios átomos

se

consideran

cationes

representativos para la Química son: NH4+ catión amonio H3O+ catión oxonio PH4+ catión fosfonio AsH4+ catión arsonio

poliatómicos.

Algunos

especialmente

R.I.E.S. Jovellanos Departamento de Física y Química

TRADICIONAL DE OXISALES. AMPLIACIÓN. TEMA 0. FORMULACIÓN III.

Finalmente, existen algunos cationes con nombres un poco más complejos. Catión

Nombre

Nombre sistemático

NO+

catión nitrosilo

catión monoxonitrógeno(III)

NO2+

catión nitroílo

catión dioxonitrógeno(V)

VO+

catión vanadilo(III) catión monoxovanadio(III)

VO2+

catión vanadilo(IV) catión monoxovanadio(IV)

VO3+

catión vanadilo(V) catión monovanadio(V)

UO2+

catión uranilo(V)

catión dioxouranio(V)

UO22+

catión uranilo(VI)

catión dioxouranio(VI)

ANIONES Se llaman aniones a las especies cargadas negativamente. Los aniones monoatómicos los forman preferentemente no metales y se nombran utilizando el sufijo "uro". ELEMENTO

ANIÓN

NOMBRE

F

F-

Fluoruro

Cl

Cl-

Cloruro

Br

Br-

Bromuro

I

I-

Yoduro

S

S2-

Sulfuro

Algunos de estos aniones le serán familiares al lector dado que ya se estudiaron en las sales binarias. Tienen más interés los denominados aniones poliatómicos. Pueden considerarse provenientes de los ácidos inorgánicos (oxoácidos) y que han perdido uno o más iones de hidrógeno. HNO3 - 1H+ → NO3Por sistemática se nombran utilizando un prefijo (mono, di-, tri-, tetra-, etc ) para indicar el número de oxígenos con la palabra "oxo" seguida del nombre del elemento con la terminación "ato" y añadiéndole entre paréntesis la valencia ó estado de oxidación en nº romanos. Es decir, el NO3- sería el anión trioxonitrato (V). Un ácido sumamente conocido en Química es el ácido sulfúrico, H2SO4. Si pierde los dos hidrógenos forma el anión siguiente:

R.I.E.S. Jovellanos Departamento de Física y Química

TRADICIONAL DE OXISALES. AMPLIACIÓN. TEMA 0. FORMULACIÓN III.

H2SO4 - 2H+ → SO42-

SO

24 tetra

sulfato (VI)

oxo

El estado de oxidación del oxígeno siempre es -2 (excepto en los peróxidos). Llamando X al del azufre se tiene que cumplir que: 4 oxígenos . (-2) + X azufres = -2 (carga del anión)→ X= 6, en nº romano VI. Leyendo en el sentido de la flecha (NEGRA Y GRUESA):

ANIÓN TETRAOXOSULFATO(VI) Ejemplo. Nombra sistemáticamente ClO3- anión trioxoclorato (V) SeO42- anión tetraoxoseleniato(VI) S2O72- anión heptaoxodisulfato(VI) Aquí debe de decirse di sulfato dado que hay dos azufres MnO4- Anión tetraoxomanganato (VII) Cr2O72- Anión heptaoxodicromato(VI) ANIONES POR LA TRADICIONAL Es la más recomendable dado que los reactivos que habitualmente se encuentran en los laboratorios siguen utilizando esta nomenclatura. Se basa en utilizar las

R.I.E.S. Jovellanos Departamento de Física y Química

TRADICIONAL DE OXISALES. AMPLIACIÓN. TEMA 0. FORMULACIÓN III.

terminaciones -ITO y -ATO. Se utiliza uno u otro sufijo según el ácido del que provenga.

ÁCIDOS -OSO → SUFIJO "ITO" ÁCIDOS -ICO → SUFIJO "ATO" Observar los siguientes ejemplos: EJ1

H2SO4 Ácido sulfúrico

→

SO42Ión (o anión) sulfato

El azufre actúa con la valencia (VI), la cuál corresponde al sufijo "ico", el anión correspondiente tendrá el sufijo "ato", anión sulfato EJ2

HClO3 Ácido clórico

→

EJ 3

H3PO4 → Ácido (orto)fosfórico

ClO3Anión clorato PO43Anión (orto) fosfato

EL PREFIJO "ORTO" SUELE OMITIRSE. Cuando un químico formula el ácido fosfórico asume que se trata del ácido ortofosfórico. A continuación se muestra con la tabla de los ácidos más habituales en química con su nombre tradicional. ACIDO

FORMULA

ANION

NOMBRE ANION

Acido carbónico

H2CO3

CO32

Carbonato

Acido dicrómico

H2Cr2O7

Cr2O72

Dicromato

Acido crómico

H2CrO4

CrO42

Cromato

Acido mangánico

H2MnO4

MnO42

Manganato

Acido sulfuroso

H2SO3

SO32

Sulfito

Acido ortobórico

H3BO3

BO33

Ortoborato

R.I.E.S. Jovellanos Departamento de Física y Química

TRADICIONAL DE OXISALES. AMPLIACIÓN. TEMA 0. FORMULACIÓN III.

Acido fosforoso(orto)

H3PO3

PO33

Fosfito

Acido fosfórico (orto)

H3PO4

PO43

Fosfato

Acido metabórico

HBO2

BO2

Metaborato

Acido hipobromoso

HBrO

BrO 

Hipobromito

Acido brómico

HBrO3

BrO3

Bromato

Acido perbrómico

HBrO4

BrO4

Perbromato

Acido hipocloroso

HClO

ClO 

Hipoclorito

Acido cloroso

HClO2

ClO2

Clorito

Acido clórico

HClO3

ClO3

Clorato

Acido perclórico

HClO4

ClO4

Perclorato

Acido fluórico

HFO

FO 

Fluorato

Acido hipoyodoso

HIO

IO 

Hipoyodito

Acido yodoso

HIO2

IO2

Yodito

Acido yódico

HIO3

IO3

Yodato

Acido peryódico

HIO4

IO4

Peryodato

Acido permangánico

HMnO4

MnO4

Permanganato

R.I.E.S. Jovellanos Departamento de Física y Química

TRADICIONAL DE OXISALES. AMPLIACIÓN. TEMA 0. FORMULACIÓN III.

Acido nitroso

HNO2

NO2

Nitrito

Acido nítrico

HNO3

NO3

Nitrato

NOMENCLATURA DE OXISALES . Las sales ternarias suelen llamarse oxisales. Son sustancias inorgánicas formadas por tres elementos. Se obtiene por sustitución del hidrógeno de los ácidos por un metal. No obstante, no es el procedimiento químico más habitual. Se obtienen por neutralización de un hidróxido de un metal y un oxoácido. Ejemplo: NaOH + Hidróxido de sodio

HNO3

→ NaNO3

ácido nítrico

+

nitrato de sodio

H2O agua

Por supuesto se pueden nombrar sales por la sistemática aunque se recomienda la tradicional dado que en los laboratorios de química es más habitual utilizar los nombres tradicionales para los productos. A) Nomenclatura sistemática de sales. Se utiliza un prefijo, mono, di, tri, tetra, etc para indicar el número de oxígenos y la palabra OXO, seguido del nombre del no metal terminado en ATO, indicando su valencia en nº romanos y se termina añadiendo el nombre del metal indicando su valencia en nº romanos si fuese necesario.

NaNO3

TRI OXO NITRATO (?) DE SODIO

La valencia del sodio es +1, la del oxígeno es -2 y la del nitrógeno x. Se cumple que: 1(+1) + x +3(-2)=0 →x=5. Luego el símbolo ? se sustituye por el nº romano V EJEMPLO. Nombra las siguientes sales: KNO2; K2SO4; Pb SO3; AuClO4 KNO2 = diooxonitrato(III) de potasio K2SO4=tetraoxosulfato(VI) de potasio PbSO3= trioxosulfato(IV) de plomo(II)

R.I.E.S. Jovellanos Departamento de Física y Química

TRADICIONAL DE OXISALES. AMPLIACIÓN. TEMA 0. FORMULACIÓN III.

AuClO4= tetraoxoclorato(VII) de oro(I) Si el anión tuviera subíndices, se emplean unos prefijos ligeramente diferentes a los ya conocidos: 2 = bis

5 = pentakis

3 = tris

6 = hexakis

4 = tetrakis

7= heptakis etc.

EJEMPLO. Nombra sistemáticamente. Pb(ClO4)2

Bis[tetraoxoclorato(VII)] de plomo (IV)

Au2(SO3)3

Tris[trioxosulfato(IV)] de oro(III)

Pt(NO2)4

tetrakis[dioxonitrato(III)] de platino(IV)

b)Nomenclatura de sales ternarias por tradicional. A estas alturas de la formulación, al lector le deberían de resultar ya sumamente conocidos algunos aniones de los ácidos. Por ejemplo, el anión derivado del ácido sulfúrico es el anión sulfato. Formulemos sales derivadas de este ácido. b1) SULFATOS Son sales del ácido sulfúrico, H2SO4; luego se forman con el anión sulfato SO42-. Así, si tenemos que formular el sulfato de sodio haríamos: Na+

SO42-

El catión sodio actúa con estado de oxidación +1 o valencia 1 El sulfato tiene estado de oxidación -2, o valencia 2. INTERCAMBIA VALENCIAS: Na2SO4

R.I.E.S. Jovellanos Departamento de Física y Química

TRADICIONAL DE OXISALES. AMPLIACIÓN. TEMA 0. FORMULACIÓN III.

Si tenemos que formular el sulfato de plomo(IV) haríamos: Pb4+

SO42-

El catión plomo actúa con estado de oxidación +4 o valencia 4 El sulfato tiene estado de oxidación -2, o valencia 2. INTERCAMBIA VALENCIAS: Pb2(SO4)4 → Pb(SO4)2

Un último ejemplo, el sulfato de aluminio. Al3+

SO42-

El catión aluminio actúa con estado de oxidación +3 o valencia 3 El sulfato tiene estado de oxidación -2, o valencia 2. INTERCAMBIA VALENCIAS: Al2(SO4)3

b2) Nitratos. Son sales del ácido nítrico. Dado que el ácido nítrico es HNO3, las sales de nitrato son sales del anión NO3-. Si deseamos formular el nitrato de oro (III), la mecánica es parecida a los sulfatos. Au3+

NO3-

El catión oro actúa con estado de oxidación +3 o valencia 3 El nitrato tiene estado de oxidación -1, o valencia 1. INTERCAMBIA VALENCIAS: Au(NO3)3

R.I.E.S. Jovellanos Departamento de Física y Química

TRADICIONAL DE OXISALES. AMPLIACIÓN. TEMA 0. FORMULACIÓN III.

b3) CASO GENERAL. La sales tiene un protocolo de formulación parecido al de los aniones, si el ácido del que provienen es un ácido -oso, la sal que se forma utilizará el sufijo -ito. Si la sal proviene de un ácido -ico, la sal utilizará el sufijo -ato. Por supuesto, los prefijos hipo- y per- se mantienen en los nombres de las sales. Veamos algunos ejemplos. SAL

ANIÓN

CATIÓN

NOMBRE

PROCEDENCIA

TRADICIONAL

NaClO

ClO-

Na+

hipoclorito de sodio

NaClO3

ClO3-

Na+

Clorato de sodio

NaClO4

ClO4-

Na+

Perclorato de sodio

K2SO3

SO32-

K+

Sulfito de potasio

K3PO4

PO43-

K+

(orto) fosfato de potasio

Dado que el anión sulfato es ya muy conocido, es fácil deducir la forma o aspecto del ión sulfito. Así, si nos piden formular el sulfito de plomo(IV), bastaría con pensar que si el sulfato es SO42-; el sulfito es SO32-, es decir, tiene un oxígeno menos que el sulfato, pero su estado de oxidación o valencia es la misma. catión plomo(IV); Pb4+

anión sulfito SO32-

INTERCAMBIA LA VALENCIA 4 DEL PLOMO Y LA 2 DEL SULFITO. Pb2(SO3)4 → Pb(SO3)2 El contenido de oxígenos es muy claro en el caso de los aniones de los halógenos, perclorato es ClO4-; clorato es ClO3-, clorito es ClO2- y hipoclorito es ClO-. Puede ser útil a la hora de formular sales de estos aniones, o los del bromo o los del yodo.

R.I.E.S. Jovellanos Departamento de Física y Química

TRADICIONAL DE OXISALES. AMPLIACIÓN. TEMA 0. FORMULACIÓN III.

COMPUESTOS CUATERNARIOS. SALES ÁCIDAS. Los compuestos cuaternarios son las combinaciones de cuatro elementos distintos que entran a formar parte de una molécula. De los más conocidos son las mal denominadas sales ácidas. Ya hemos visto que los aniones se forman a partir de los ácidos cuando se eliminan todos los hidrógenos del ácido. Así, para el sulfato: H2SO4

- 2 H+ →

Ácido sulfúrico

SO42anión sulfato

Los aniones provienen de los ácidos con pérdida de todos los protones. Sin embargo, los ácidos con más de un hidrógeno no ceden todos los protones con igual facilidad. Así el ácido sulfúrico forma dos aniones: H2SO4

- 1H+ →

Ácido sulfúrico

HSO4-

→ SO42-

Se nombran anteponiendo

sulfato

la palabra hidrógeno: hidrogenosulfato Un ejemplo muy conocido de sal ácida es el NaHCO3, conocido hasta hace unos años como bicarbonato de sodio (famoso antiácido). Hoy no se acepta el prefijo "bi" y se nombraría según las reglas IUPAC como hidrogenocarbonato de sodio. El ácido carbónico, H2CO3, al tener dos protones tiene dos posibles aniones: CO32- Anión carbonato H2CO3 HCO3- Anión hidrogenocarbonato Las sales que forman estos aniones se llaman compuestos cuaternarios porque como se puede apreciar tienen cuatro elementos. Se les llama habitualmente sales ácidas, aunque no es el nombre más apropiado. Veamos ejemplos, por tradicional y sistemática (recuerda que es similar a las sales pero anteponiendo la palabra hidrógeno delante del anión correspondiente. NaHSO3

Hidrogenosulfito de sodio

hidrogenotrioxosulfato(IV) de sodio

Fe(HSO4)2

hidrogenosulfatodehierro(II) bis[hidrogenotetraoxosulfato(IV)]de hierro(II)

Sc(HSO4)3

hidrogenosulfato de escandio

tris[trioxosulfato(IV)] de escandio

KH2PO4

dihidrogenofosfato de potasio

dihidrógenotetraoxofosfato(V) de potasio

R.I.E.S. Jovellanos Departamento de Física y Química

TRADICIONAL DE OXISALES. AMPLIACIÓN. TEMA 0. FORMULACIÓN III.

SALES DE CROMO Y MANGANESO Por supuesto, si hay ácidos de cromo y manganeso tiene que existir las correspondientes sales de éstos ácidos. H2CrO4

→ CrO42-

→

ácido crómico

anión cromato

H2Cr2O7

→ Cr2O72-

ácido dicrómico

anión dicromato

HMnO4

→ MnO4-

Ácido permangánico

anión permanganato

K2CrO4 cromato de potasio

→

K2Cr2O7 dicromato de potasio

→

KMnO4 permanganato de potasio