Reacciones y ecuaciones de combinaciones ternarias y cuaternarias
Don Ramón, albañil de Luque, echa agua a una piedra de cal viva y la piedra se calienta, hierve y se deshace en una pasta blanca: la cal apagada. ¿Qué compuesto se formó? ¿Por qué esa pasta es corrosiva y vuelve azul el papel tornasol rojo? Con las reacciones de esta página vas a poder explicarlo, y además vas a escribir las ecuaciones de formación de hidróxidos, ácidos y sales.
Hidróxidos: óxido básico + agua
Los compuestos ternarios tienen tres elementos distintos. Los primeros que vas a ver son los hidróxidos, formados por un metal y el grupo $OH^-$ (hidroxilo).
Se obtienen cuando un óxido básico (metal + oxígeno) reacciona con agua. Es una reacción de composición: dos sustancias se unen para dar una sola.
¿Por qué? El grupo hidroxilo tiene carga $-1$, y el metal $+n$ necesita $n$ de ellos para que el compuesto quede neutro.
Volvé al principio: la pasta de don Ramón es $Ca(OH)_2$, un hidróxido. Libera iones $OH^-$ en agua, y por eso es básico y corrosivo.
Escribí la ecuación balanceada de formación del hidróxido de sodio a partir del óxido de sodio y agua, y nombrá el tipo de compuesto obtenido.
Escribí la ecuación balanceada de formación del hidróxido de sodio a partir del óxido de sodio y agua, y nombrá el tipo de compuesto obtenido.
Ácidos oxácidos: óxido ácido + agua
Si el óxido es de un no metal (óxido ácido o anhídrido en la nomenclatura tradicional) y reacciona con agua, se obtiene un ácido oxácido. Este lleva hidrógeno, un no metal y oxígeno: $H_aX_bO_c$.
Por ejemplo, el trióxido de azufre con agua: $SO_3 + H_2O \longrightarrow H_2SO_4$. Contá: 1 S, 4 O y 2 H de cada lado. Se llama ácido oxácido porque tiene oxígeno en la molécula (a diferencia de los hidrácidos, como $HCl$). Nombre tradicional: ácido sulfúrico. Moderna: tetraoxosulfato(VI) de hidrógeno.
Orto, piro y meta
Algunos óxidos ácidos (los del fósforo, el arsénico, el silicio, el boro…) forman varios ácidos según cuántas moléculas de agua se añaden. Los prefijos indican ese grado de hidratación:
| Prefijo | Moléculas de $H_2O$ por cada óxido | Ejemplo con $P_2O_5$ |
|---|---|---|
| meta | 1 | $HPO_3$ (ácido metafosfórico) |
| piro | 2 | $H_4P_2O_7$ (ácido pirofosfórico) |
| orto | 3 | $H_3PO_4$ (ácido ortofosfórico) |
El prefijo orto suele omitirse: «ácido fosfórico» es el ortofosfórico.
Escribí la ecuación balanceada de formación del ácido sulfúrico a partir del trióxido de azufre y agua, y explicá por qué se lo clasifica como ácido oxácido.
Escribí la ecuación balanceada de formación del ácido sulfúrico a partir del trióxido de azufre y agua, y explicá por qué se lo clasifica como ácido oxácido.
El pentóxido de fósforo, $P_2O_5$, puede reaccionar con distintas cantidades de agua. Escribí las ecuaciones balanceadas para formar el ácido metafosfórico (1 molécula…
El pentóxido de fósforo, $P_2O_5$, puede reaccionar con distintas cantidades de agua. Escribí las ecuaciones balanceadas para formar el ácido metafosfórico (1 molécula de agua por cada $P_2O_5$ da dos moléculas del ácido meta), el ácido pirofosfórico (2 moléculas de agua) y el ácido ortofosfórico (3 moléculas de agua), y explicá qué diferencia a los prefijos meta, piro y orto.
Neutralización: ácido + hidróxido
Cuando mezclás un ácido con un hidróxido, el $H^+$ del ácido y el $OH^-$ de la base se unen para formar agua, y lo que queda es una sal. Se llama neutralización y es una reacción de doble descomposición: los dos compuestos intercambian sus partes.
Nombre de la sal: si el ácido termina en -hídrico, la sal termina en -uro; si termina en -ico, en -ato; si termina en -oso, en -ito.
Escribí la ecuación balanceada de neutralización entre el ácido clorhídrico y el hidróxido de sodio, y nombrá la sal obtenida y el otro producto.
Escribí la ecuación balanceada de neutralización entre el ácido clorhídrico y el hidróxido de sodio, y nombrá la sal obtenida y el otro producto.
Sales ácidas y sales básicas
Las sales anteriores son neutras: el ácido perdió todos sus $H$ y la base todos sus $OH$. Pero si las cantidades no alcanzan para reemplazarlos a todos, se obtienen sales cuaternarias (cuatro elementos).
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Sal ácida: el ácido tiene más de un $H$ y la base no alcanza para sacarlos todos. Queda algún hidrógeno en la sal.
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Sal básica: la base tiene más de un $OH$ y el ácido no alcanza para sacarlos todos. Queda algún $OH$ en la sal.
En la nomenclatura moderna, la sal ácida lleva el prefijo hidrogeno- ($NaHSO_4$: hidrogenosulfato de sodio; tradicional: sulfato ácido de sodio). La sal básica se nombra con «básico» o con hidroxi- ($Ca(OH)Cl$: cloruro básico de calcio o hidroxicloruro de calcio).
Ácido con varios hidrógenos: el fosfórico
El $H_3PO_4$ tiene 3 $H$, así que da tres sales con $NaOH$ según cuántos reemplazás:
| Moles de $NaOH$ por mol de $H_3PO_4$ | Ecuación | Sal |
|---|---|---|
| 1 | $H_3PO_4 + NaOH \rightarrow NaH_2PO_4 + H_2O$ | dihidrogenofosfato de sodio |
| 2 | $H_3PO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2HPO_4 + 2H_2O$ | hidrogenofosfato de sodio |
| 3 | $H_3PO_4 + 3NaOH \rightarrow Na_3PO_4 + 3H_2O$ | fosfato de sodio (neutra) |
Las dos primeras son sales ácidas porque conservan $H$. Solo la última es neutra: no queda ningún $H$ reemplazable.
Liz hace reaccionar ácido sulfúrico con hidróxido de sodio en distintas proporciones. Escribí las ecuaciones balanceadas para obtener (a) la sal neutra, sulfato de…
Liz hace reaccionar ácido sulfúrico con hidróxido de sodio en distintas proporciones. Escribí las ecuaciones balanceadas para obtener (a) la sal neutra, sulfato de sodio, y (b) la sal ácida, hidrogenosulfato de sodio, y explicá de qué depende que se obtenga una u otra.
Se hace reaccionar hidróxido de calcio con ácido clorhídrico. Escribí las ecuaciones balanceadas para obtener (a) la sal neutra, cloruro de calcio, y (b) la sal básica,…
Se hace reaccionar hidróxido de calcio con ácido clorhídrico. Escribí las ecuaciones balanceadas para obtener (a) la sal neutra, cloruro de calcio, y (b) la sal básica, cloruro básico de calcio (hidroxicloruro de calcio), explicando en cada caso la proporción de reactivos y qué ocurre con los grupos $OH^-$ y los $H^+$.
Un grupo del colegio prepara una sal a partir de ácido fosfórico e hidróxido de sodio. Escribí y balanceá las tres ecuaciones de neutralización parcial o total que dan…
Un grupo del colegio prepara una sal a partir de ácido fosfórico e hidróxido de sodio. Escribí y balanceá las tres ecuaciones de neutralización parcial o total que dan dihidrogenofosfato de sodio, hidrogenofosfato de sodio y fosfato de sodio, y analizá cómo cambia la cantidad de hidróxido necesaria por cada mol de ácido y por qué solo la última es una sal neutra.
Sales de amonio
El amoníaco ($NH_3$) es un compuesto especial: no es un hidróxido ni un ácido, pero al reaccionar con un ácido capta un $H^+$ y forma el ion amonio $NH_4^+$. Ese ion se comporta como un metal de carga $+1$ y forma sales de amonio.
Con ácido nítrico: $NH_3 + HNO_3 \longrightarrow NH_4NO_3$. Contá: 1 N + 1 N = 2 N, 4 H y 3 O de cada lado. El producto es el nitrato de amonio.
También se pueden formar con hidrácidos, por ejemplo $NH_3 + HCl \longrightarrow NH_4Cl$ (cloruro de amonio).
Escribí la ecuación balanceada de formación del nitrato de amonio a partir del amoníaco y el ácido nítrico, y explicá por qué se la clasifica como sal de amonio. Indicá…
Escribí la ecuación balanceada de formación del nitrato de amonio a partir del amoníaco y el ácido nítrico, y explicá por qué se la clasifica como sal de amonio. Indicá también un uso agrícola que pueda tener en los cultivos de soja o maíz del país.