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Revista depalique Intercentros
Química:Formulación y Gases ideales.
Autor Fernando Sánchez Marchán
jueves, 27 de mayo de 2010
Introducción
La fórmula química es la representación de los elementos que forman un compuesto y la proporción en que se encuentran, o
del número de átomos que forman una molécula. También puede darnos información adicional como la manera en que
se unen dichos átomos mediante enlaces químicos e incluso su distribución en el espacio. Para nombrarlas, se emplean
las reglas de la nomenclatura o formulación química. A continuación se explicará cómo formular los diferentes compuesto.
{mospagebreak title=Binarios.}
Compuestos binarios Combinación de dos elementos distintos:
1.- Hidrógeno con los distintos elementos: a) Hidruros no metálicos: Es una combinación de hidrógeno con no metales
(elementos de los grupos 13, 14 y 15)
I. Amoniaco : NH3 II. Fosfina o Fosfamina : PH3III. Arsina : AsH3
IV. Estibina : SbH3 V. Silano : SiH4VI. Metano : CH4
b) Hidruros metálicos : Combinación de hidrógeno con metales (elementos del grupo 1 hasta parte del 14 y 15 de la tabla
periódica)
Para formularlos debemos saber:I. Grupo 1, su fórmula es XHII. Grupo 2, su fórmula es XH2III: El resto de los metales cn
el número de oxidación que aprece en la tabla periódica.IV. Para nombrarlos se utiliza la nomenclatura de Stock,
indicando la valencia del elemento con números romanos.IMPORTANTE: Si el elemento tiene sólo una valencia no se
pone nada.
- 2. Oxígeno con los distintos elementos: a) Óxidos metálicos: Anion O-2 con los cationes metálicos. se utilizarán las
valencias que aparecene en la tabla de los grupos 1 al 12 más el alumino,estaño y plomo. Se formularia así:
I. para nombrarlos se utiliza las nomenclatura de stock (poniendo la valencia con números romanos).II. Nomenclatura
estequiométrica: se utilizan los prefijos mono, di ,tri, tetra, penta, etc. Aunque la nombración con esta nomenclatura es
menos frecuente.
El elemento que aarece en la imagen, se normbría como tróxido de aluminio o óxido de aluminio ( No se pone la valencia
porque el aluminio solo tiene valencia 3).
b)Óxido no metálicos: Combinación de oxígeno con la valencia 2 con elementos de los grupos 17 más azufre, nitrógeno y
fósforo.I. para nombrarlos se utiliza mayoritariamente la nomenclatura estequiométrica. Se colocan los prefijos mono, di,
tri, tetra, etc.
c) Los peróxidos: se combina el oxígeno con valencia 2 con hidrógeno y con los elementos de los grupos 1 y 2.para
nombrarlos es muy sencillo, se dice: peróxido y en nombre del elemento.
- 3. Sales sin oxígeno:Es la combinación de cationes metálicos con aniones no metálicos como el nitrógeno, fósforo,
azufre...etc. También pueden combinarse los halógenos, en especial el cloro y el fluor, con no metales como el fósforo, el
nitrógeno y el carbono.a) Para nombrarlos debemos saber:I. los de no metal con no metal mediante el sufijo -uro y
prefijos mono, di, tri, tetra, penta, etc.II. Los de metal con no metal se puede utilizar para nombrarlos:1.- La
nomenclatura de stock: si el metal puede tener diferentes valencias, se utilizarán números romanos.2.- También
puede utilizarse la nomenclatura sistemática o estequiométrica con lo prefijos mono, di, tri, tetra,etc.
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- 4. Iones especiales: Son combinaciones de metales con cargas eléctricas.a) El más importante es el ión amonio, que
funciona como un elemento del grupo 1, por tanto tiene valencia 1 como por ejemplo el hidrógeno, que se sitúa en el
primer grupos. El amonio es así: NH4.
{mospagebreak title=Ternarios.}
Compuestos ternarios.
Los compuestos ternarios es una combinación de tres o más elementos distintos.1. Hidróxidos: Los hidróxidos son una
combinación de el anion (OH) con valencia -1 metálico.
a) Para nombrarlos se utiliza más frecuentemente la nomenclatura de Stock indicando la valencia del metal con
números romanos si el metal tiene mas de una valencia. Hay que formar los aniones correspondientes.
En la foto podemos observar una muestra de hidróxido de calcio.
2. Oxoácidos: Para formar los oxoácidos, tenemos que combinar oxígeno, un elemento que puede ser no metálico(
boro, carbono, silicio, nitrógeno, fósforo, azufre, arsenio, azufre, cloro, bromo y el yodo, o con elementos metálicos como
el cromo y en manganesio.
En la foto, aparece un enlace de ácido sulfúrico, un compuesto muy conocido (H2SO4).
a) Para nombrarlos, la IUPC aconseja nombrarlos con la nomenclatura clásica:I - En los ácidos de los halógenos, las
valencias pueden ser 1, 3, 5 y 7 y para nombrarlos se utilizan los prefijos y sufijos del mas pequeño al más grande;
hipo-oso, -oso, -ico e hiper-ico.II- En el azufre, las valencias son 4 y 6, por tanto se utilizarán solo los sufijos -oso e ico.III- En el fósforo, las valencias son 3 y 5, pero ¡ATENCIÓN!, a la hora de formular este compueso hay que tener en
cuenta que hay que ponerle un oxígeno de más.IV- en el arsénico pasa lo mismo que con el fósforo, hay que poner a la
hora de formular un oxígeno de más.V- El carbono con la valencia 4 se nombra con el prefijo -ico.VI- en el silicio con
valencia 4, se le pone un oxígeno de más y se nombra ortosilícico.VII- En el boro con la valencia 3, hay que poner un
oxígeno de más, y se nombrará como ortobórico o simplemente con el sufijo -ico. VIII- En el cromo con 6 se le
nombrará con -ico. Es muy importante el dicómico que se formula duplicando los cromos, o sea, con 12.IX- En el
magnesio con 6 se le nombra con ico, y es muy importante el per-ico con valencia 7.
3. Oxisales.
Los oxisales resultan de sustituir todos los hidrógenos de los oxoacidos por cationes metálicos o el NH4 que actia como
un elemento del grupo 1. Para esto se combinan los aniones de los oxoacidos con el catión metálico. Debe resultar
neutro. Se coloca primero el catión metálico.a) Para nombrarlos, se utiliza la nomenclatura clásica para el anion, y la
sistemática para el cation con números romanos i el elemento utilizado tiene más de una valencia.
En la fotgrafía podemos ver una reacción de dos oxisales.
4. Sales ácidas.
No todos los hidrógenos de los oxoacidos han sido sustituidos por el caton metálico, quedando algún hidrógeno en la
formula. se nombra con el sufijo hidro-, dihidro, etc delante del nombre de la sal.
En la foto vemos una reación de dos sales.
{mospagebreak title=Gases ideales.}
Gases ideales
1- Leyes de los gases ideales:
a)Un gas es un modelo que simplifica el estudio de las sustancias gaseosas.
I- El gas está compuesto por partículas que chocan las unas con las otras y con las paredes del recipiente de forma
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elástica.
II- El volumen que ocupan las partículas es despreciable comparado con el volumen del recipiente.
III- para conocer el estado de un gas necesitamos conocer el valor de las variables siguientes:
1. Debemos conocer la presión, expresada en atmósferas .
2. El volumen en litros.
3. La temperatura expresada en Kelvin.
4. El número de partículas.
b) Ley de Boyle-Mariotte : La ley de Boyle-Mariotte dice que el volumen ocupado por un gas y la presión que ejercen son
inversamente proporcionales si la temperatura (isotermo) y el número de partículas se mantienen constantes. Su
ecuación es P1V1 = P2V2.
.
En la foto tenemos a Boyle.
c) La 1ª Ley de Charles y Gay-Lussac dice que el volumen que ocupa un gas y la temperatura a la que se encuentan
son directamente proporcionales, si la presión (isobaro) y el número de partículas se mantienen constantes. Su ecuación
es :
V1/T1 = V2/T2.
d) La segunda ley de Charles y Gay-Lussac dice que la presión que ejerce un gas y la temperatura a la que se
encuentran son directamente proporcionales si el volúmen (isócoro), y el número de partículas se mantiene constante.
Su ecuación es:P1/T1 = P2/T2.
e) Como hemos visto, en las tres leyes vistas más arriba, simpre debe mantenerse constante una de las variables P, V
o T además también se deben mantener constantes el número de partículas. Si varían las tres variables a la vez
deberemos utilizar la ecuación de los estados de los gases perfectos o ideales cuya fórmula es:P1V1/T1 = P2V2/T2.f) A
partir de la ecuación de los gases perfectos, se pueden sacar las tres leyes anteriores.g) Si tomamos uno de los dos
estados como un estado de referencia en unas condiciones especiales (condiciones normales) esto quiere decir que un
mol de un gas ideal, a 273K y una atmósfera de presión ocupa un volumen de 22,4 litros.la fórmula quedaría así : PV=nRT,
esta es al ecuación de estado establecida por Clapeyron, donde n es el número de moles, R es la constante general de
los gases ideales con valor de 0.082 atm L / mol Kh) Si utilizamos esta ecuación de estado para un mol de gas, presión 1
atm y temperatura 273 Kelvin, obtenemos 22.4 litros que es el volumen que ocupa un gas ideal en condiciones normales.
2. Densidad de un gas. Basandonos en la ecuación de estado antes vista y recordando que la densidad de una sustancia
es d=m/v (densidad es igual a la masa entre el volumen).I- Como vemos la densidad es directamente proporcional a la
presión y la masa molecular e inversamente proporcional a la temperatura.
3. Presiones parciales.Ley de Dalton.
En una mezcla de gases, cada gas ejerce su presión contra el recipiente como si él solo estuviese dentro. A esta presión
se le llama presión parcial.Es decir, cada gas ocupa todo el recipiente como si no hubiese otros gases. para calcularlo
con la fórmula(p=nRT/V), tenemos que sumar todos los moles(n) y procedemos a hacer el cálculo.
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