Exercicis: Nomenclatura inorgànica IUPAC: binaris i ternaris

A casa tenim substàncies químiques molt diferents: la sal de cuina és $\text{NaCl}$, el gas de les bombolles dels refrescos és $\text{CO}_2$, l'àcid de les bateries és $\text{H}_2\text{SO}_4$ i un adob habitual és $\text{KNO}_3$. La figura representa les partícules de les quatre substàncies.

1. a) Compta quants elements químics diferents formen cada substància.
2. b) Classifica-les en compostos binaris (dos elements) o ternaris (tres elements).

Anomena segons la IUPAC aquestes substàncies tan habituals:

1. a) $\text{NaCl}$, la sal que fem servir per cuinar.
2. b) $\text{CO}_2$, el gas que exhalem en respirar.
3. c) $\text{CaO}$, la calç viva que s'utilitza a les obres.

Escriu la fórmula d'aquests compostos binaris:

1. a) Monòxid de carboni, un gas molt tòxic que surt pel tub d'escapament dels cotxes.
2. b) Diòxid de sofre, el gas que desprenen els volcans.
3. c) Clorur de sodi, la sal de cuina.

Molts desembussadors d'aigüera porten com a ingredient actiu la substància $\text{NaOH}$.

1. a) Escriu el seu nom segons la IUPAC.
2. b) Indica quins elements la formen i quants àtoms de cadascun hi ha a la seva fórmula.

Als horts i a les obres s'utilitza la calç apagada, de fórmula $\text{Ca(OH)}_2$. La figura mostra els seus àtoms agrupats.

1. a) Escriu el seu nom segons la IUPAC.
2. b) Tenint en compte que el subíndex $2$ del parèntesi multiplica tot el que hi ha a dins, indica quants àtoms d'oxigen i d'hidrogen hi ha en una unitat de fórmula.

La bateria d'un cotxe conté $\text{H}_2\text{SO}_4$ i en un refresc obert es forma $\text{H}_2\text{CO}_3$. Escriu el nom d'aquests dos oxoàcids i indica quin element dona nom a cadascun.

El marbre d'un taulell, la closca d'un ou i el guix són, en el fons, la mateixa substància: $\text{CaCO}_3$.

1. a) Escriu el seu nom segons la IUPAC.
2. b) Indica els tres elements que la formen.

A l'etiqueta d'un adob apareixen l'àcid nítric i el nitrat de potassi. Escriu la fórmula de cadascun i assenyala quin element comparteixen els seus noms.

El reixat d'una bicicleta vella es cobreix d'òxid i la pintura vermella d'un quadre porta un altre òxid de ferro diferent: el ferro pot formar $\text{FeO}$ i $\text{Fe}_2\text{O}_3$. La figura mostra com es combinen els àtoms en cada òxid.

1. a) Anomena els dos compostos amb la nomenclatura de Stock (òxid de ferro seguit del nombre d'oxidació entre parèntesis).
2. b) Explica per què en el cas del ferro fa falta aquest nombre i en l'òxid de calci, $\text{CaO}$, no.

L'aire de les ciutats conté gasos procedents del trànsit i de la indústria. Anomena'ls utilitzant els prefixos mono-, di- i tri-:

1. a) $\text{SO}_2$
2. b) $\text{SO}_3$
3. c) $\text{NO}_2$
4. d) $\text{N}_2\text{O}$

El sodi forma sempre l'ió $\text{Na}^+$ i el grup hidròxid és l'ió $\text{OH}^-$. L'esquema representa els ions que hi intervenen, amb la seva càrrega.

1. a) Explica què significa que una fórmula química ha de ser elèctricament neutra.
2. b) Dedueix la fórmula de l'hidròxid de sodi.
3. c) El calci forma l'ió $\text{Ca}^{2+}$. Dedueix, raonant amb les càrregues, la fórmula de l'hidròxid de calci.

La llet de magnèsia és un antiàcid que conté hidròxid de magnesi. El magnesi forma l'ió $\text{Mg}^{2+}$ i l'ió hidròxid és $\text{OH}^-$.

1. a) Dedueix la fórmula de l'hidròxid de magnesi aplicant la regla de compensació de càrregues.
2. b) Comprova que a la teva fórmula les càrregues positives i negatives sumen zero.

El sulfat de sodi, $\text{Na}_2\text{SO}_4$, s'obté a partir de l'àcid sulfúric, $\text{H}_2\text{SO}_4$.

1. a) Compara les dues fórmules i explica què ha canviat.
2. b) L'ió sulfat és $\text{SO}_4^{2-}$. Justifica per què fan falta dos ions sodi, $\text{Na}^+$, a la fórmula de la sal.

Escriu la fórmula d'aquests òxids a partir del seu nom sistemàtic: diòxid de nitrogen, monòxid de dinitrogen i pentòxid de difòsfor. Subratlla a cada nom el prefix que t'ha donat la pista de cada subíndex.

Un altre fertilitzant molt utilitzat és el nitrat de calci. Sabent que el calci forma l'ió $\text{Ca}^{2+}$ i que l'ió nitrat és $\text{NO}_3^-$:

1. a) Dedueix la seva fórmula.
2. b) Indica quants àtoms d'oxigen conté una unitat de fórmula.

La sosa de rentar, que s'utilitza per treure taques difícils, és carbonat de sodi. L'ió carbonat és $\text{CO}_3^{2-}$ i el sodi forma l'ió $\text{Na}^+$.

1. a) Dedueix la fórmula del carbonat de sodi.
2. b) Compara-la amb la del carbonat de calci, $\text{CaCO}_3$, i explica per què l'una porta dos sodis i l'altra un sol calci.

Un alumne escriu al seu quadern que la fórmula de l'òxid de calci és $\text{CaO}_2$, «perquè el calci i l'oxigen són els dos».

1. a) Explica per què està malament, utilitzant les càrregues dels ions $\text{Ca}^{2+}$ i $\text{O}^{2-}$.
2. b) Escriu la fórmula correcta i anomena-la.

Al supermercat i a la farmàcia els productes no porten els noms de la IUPAC: la sosa càustica, l'àcid muriàtic, la calç apagada i l'aigua fort són, en realitat, $\text{Ca(OH)}_2$, $\text{HCl}$, $\text{HNO}_3$ i $\text{NaOH}$, encara que no en aquest ordre.

1. a) Emparella cada nom comercial amb la seva fórmula.
2. b) Escriu el nom IUPAC de les quatre substàncies.
3. c) Proposa un avantatge de posar a les etiquetes el nom sistemàtic en lloc del comercial.

Un adob de jardí declara a la seva etiqueta dos components: nitrat de potassi i sulfat de sodi.

1. a) Escriu la fórmula de tots dos.
2. b) Compta els àtoms d'oxigen de cada fórmula.
3. c) Quin dels dos aporta més oxigen per unitat de fórmula? Raona la resposta.

Compara les fórmules dels tres oxoàcids més habituals: $\text{H}_2\text{SO}_4$, $\text{HNO}_3$ i $\text{H}_2\text{CO}_3$. La figura mostra el model de partícules de cadascun.

1. a) Quins trets comparteixen les tres fórmules? Pensa quins elements apareixen i en quina posició.
2. b) Quin element canvia d'un àcid a un altre i dona nom a cadascun?
3. c) Ordena'ls de menor a major nombre d'àtoms d'oxigen.

El crom és un metall que pot actuar amb dos nombres d'oxidació diferents: forma els ions $\text{Cr}^{2+}$ i $\text{Cr}^{3+}$.

1. a) Escriu les fórmules dels dos clorurs de crom possibles, sabent que el clor forma l'ió $\text{Cl}^-$.
2. b) Anomena els dos compostos amb la nomenclatura de Stock.
3. c) Explica, amb les càrregues, per què en l'un fan falta dos clors i en l'altre tres.

El fuselatge dels avions és d'alumini perquè aquest metall es recobreix d'una capa finíssima del seu òxid, que el protegeix. L'alumini forma l'ió $\text{Al}^{3+}$ i l'oxigen l'ió $\text{O}^{2-}$.

1. a) Calcula quants ions de cada tipus fan falta perquè la càrrega total sigui zero (busca el mínim comú múltiple de les càrregues).
2. b) Escriu la fórmula de l'òxid d'alumini.
3. c) Explica per què no pot ser $\text{AlO}$.

Comptar àtoms també serveix per comprovar fórmules. Respon raonadament:

1. a) Quants àtoms d'hidrogen hi ha en $3$ unitats de $\text{Ca(OH)}_2$?
2. b) Quants àtoms d'oxigen hi ha en $4$ unitats de $\text{H}_2\text{SO}_4$?
3. c) Quants àtoms de sodi hi ha en $2$ unitats de $\text{Na}_2\text{SO}_4$?

L'escaiola que fan servir a l'hospital per immobilitzar una fractura és sulfat de calci. El calci forma l'ió $\text{Ca}^{2+}$ i l'ió sulfat és $\text{SO}_4^{2-}$.

1. a) Dedueix la seva fórmula i explica per què en aquest cas n'hi ha prou amb un ió de cada tipus.
2. b) Escriu-la al costat de la del sulfat de sodi, $\text{Na}_2\text{SO}_4$, i explica la diferència de subíndexs fixant-te en les càrregues.