NOMENCLATURA CHIMICA E REAZIONI
La nomenclatura dei composti chimici è stata codificata dall’organismo internazionale IUPAC
(International Union of Pure and Applied Chemistry). Ancora molto usata è la nomenclatura
tradizionale.
NOMENCLATURA DEGLI IONI MONOATOMICI
Gli elementi sono ordinati nella tavola periodica, suddivisi in colonne (gruppi), e in righe
(periodi).; si distinguono in metalli (a sinistra nella tavola) e non metalli (a destra).
METALLI
NON METALLI
I metalli sono caratterizzati da conducibilità termica ed elettrica, lucentezza, malleabilità
(capacità di essere ridotti in lamine), duttilità ( capacità di essere ridotti in fili).
Cationi monoatomici
Gli elementi del I° gruppo ( Li, Na, K, Rb, Cs) tendono a perdere un elettrone diventando ioni
monovalenti positivi (cationi), quelli del II° gruppo ( Be, Mg, Ca, Sr, Ba) tendono a perdere due
elettroni diventando ioni bivalenti positivi; in modo analogo, gli elementi del V, VI e VII gruppo,
anziché perdere elettroni tendono ad attrarne per completare lo strato elettronico.
Generalizzando i metalli tendono a perdere uno o più elettroni, diventando ioni positivi (cationi),
mentre i non-metalli tendono ad acquistare elettroni diventando ioni negativi (anioni).
L’idrogeno, pur essendo inserito nella tavola periodica nel 1° gruppo, è un tipico non-metallo.
Nella tabella seguente è rappresentata la carica ionica degli elementi più rappresentativi.
23
1
2
13
14
15
16
H+
17
18
H-
Li+
Be2+
Na+
Mg2+
K+
Ca2+
Rb+
Sr2+
Cs+
Ba2+
Al3+
N3-
O2-
F-
P3-
S2-
Cl-
Se2-
BrI-
Secondo la nomenclatura IUPAC i cationi monoatomici prendono il nome del corrispondente
elemento da cui derivano .
I cationi derivanti dagli elementi del I° gruppo diventano cationi monovalenti:
Li +
Na +
K+
Rb +
Cs +
ione litio
ione sodio
ione potassio
ione rubidio
ione cesio
I cationi degli elementi del II° gruppo , perdendo due elettroni diventano cationi bivalenti:
Be 2+
Mg 2+
Ca 2+
Sr 2+
ione berillio
ione magnesio
ione calcio
ione stronzio
Nel caso in cui un elemento si presenti con cariche differenti, i relativi cationi possono essere
identificati, secondo la nomenclatura IUPAC, con un numero romano tra parentesi oppure,
secondo la nomenclatura tradizionale, aggiungendo il suffisso oso (catione con minore carica) o
ico (catione con maggiore carica).
Cu +
Cu 2+
Fe 2 +
Fe 3 +
Nomenclatura
(I.U.P.A.C.)
Nomenclatura
tradizionale
ione rame (I)
ione rame (II)
ione ferro (II)
ione ferro (III)
ione rameoso
ione rameico
ione ferroso
ione ferrico
Anioni monoatomici
A differenza dei metalli, i non metalli tendono ad acquistare elettroni assumendo carica negativa
e diventando anioni monoatomici.
Gli elementi del penultimo gruppo, alogeni (fluoro, cloro, bromo, iodio) tendono ad acquistare
un elettrone per completare lo strato elettronico. Gli anioni monoatomici prendono il nome
24
dall’elemento da cui derivano, aggiungendo la desinenza URO; lo ione dell’ossigeno O2- viene
chiamato ione ossido:
ione cloruro (CI-), ioduro (I- ), bromuro (Br -), fluoruro (F- ), solfuro (S2-).
O 2−
H−
3−
N
Ione ossido
Ione idruro
ione nitruro
COMPOSTI
Sono composti le sostanze costituite da due o più elementi legati tra loro da legami chimici.
Composti binari
Sono sostanze costituite da due elementi e i principali si possono raggruppare in ossidi, idruri,
solfuri, alogenuri (cloruri, fluoruri, bromuri, ioduri).
Essi possono essere formati da:
1. un metallo + un non metallo (chimica ionica);
2. due non metalli (chimica covalente).
I composti costituiti da due diversi metalli sono chiamati leghe.
Ossidi
I composti degli elementi con l’ossigeno vengono chiamati ossidi.
Gli ossidi che si formano da un elemento metallico sono chiamati OSSIDI IONICI O BASICI
Na2O
MgO
CaO
Al2O3
ossido di disodio
ossido di magnesio
ossido di calcio
triossido di dialluminio
Gli ossidi che si formano da un elemento non-metallico sono chiamati OSSIDI COVALENTI O
ACIDI (anidridi)
CO2
Cl2O
Cl2O3
Cl2O5
Cl2O7
diossido di carbonio o anidride carbonica
ossido di di cloro o anidride ipoclorosa
triossido di dicloro o anidride clorosa
pentossido di dicloro o anidride clorica
eptossido di dicloro o anidride perclorica
Esempi di altri composti binari ionici:
NaCl
Kl
NaF
LiH
AIN
FeCl2
FeCl3
SnCl2
SnCl4
CuCl
CuCl 2
cloruro di sodio
ioduro di potassio
fluoruro di sodio
idruro di litio
nitruro di alluminio
cloruro di ferro (II) o cloruro ferroso
cloruro di ferro (III) o cloruro ferrico
cloruro di stagno (II)
cloruro di stagno (IV)
cloruro di rame(I) o cloruro rameoso
cloruro di rame(II) o cloruro rameico
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Esempi di composti binari covalenti:
HCl
SiC
CS2
OF2
CO
PH3
AsH3
NH3
H 2S
AsF3
CCl4
PF5
SF6
cloruro di idrogeno o acido cloridrico
carburo di silicio
disolfuro di carbonio
difluoruro di ossigeno
monossido di carbonio
triidruro di fosforo o fosfina
triidruro di arsenico o arsina
triidruro di azoto o ammoniaca
solfuro di di idrogeno o acido solfidrico
trifluoruro di arsenico
tetracloruro di carbonio
pentafluoruro di fosforo
esafluoruro di zolfo
I composti con l’idrogeno sono chiamati idruri; alcuni sono chiamati idracidi per le loro
caratteristiche acide (acidi alogenidrici, H2S)
1
2
3
14
15
16
17
LiH
BeH2
B 2H 6
CH4
NH3
H 2O
HF
NaH
MgH2
AlH3
SiH4
PH3
H 2S
HCl
KH
CaH2
GaH3
GeH4
AsH3
H2Se
HBr
RbH
SrH2
SnH4
SbH3
H2Te
HI
CsH
BaH2
PbH4
BiH3
IDRURI
Ioni di elementi non metallici con idrogeno:
H3O+
ione ossonio
+
NH 4
ione ammonio
+
PH 4
ione fosfonio
+
AsH 4
ione armonio
26
IDRACIDI
BILANCIAMENTO DI REAZIONI
Una reazione chimica viene scritta come segue:
H2 + Cl2 → 2 HCl
Le sostanze a sinistra della freccia si definiscono reagenti, quelle a destra prodotti. La freccia
rappresenta il processo chimico (in genere molto complesso) attraverso cui i reagenti vengono
trasformati nei prodotti.
Le reazione ha un significato quantitativo e va letta nel seguente modo: una mole di idrogeno
molecolare reagisce con una mole di cloro molecolare per formare due moli di acido cloridrico.
I numeri che precedono le sostanze chimiche sono i coefficienti stechiometrici e indicano il
numero di moli/atomi/molecole implicate nella reazione.
Le formule chimiche possono essere accompagnate da simboli che ne indicano lo stato fisico o il
comportamento: (s): indica che la sostanza si trova allo stato solido, (l) liquido, (g) gassoso, (aq)
la sostanza si trova in soluzione acquosa; ↑ indica che la sostanza si disperde in atmosfera(gas), ↓
indica che la sostanza tende a sedimentare (o precipitare, separandosi da una soluzione).
Le reazioni chimiche devono rispettare il bilancio di massa (la somma delle masse dei reagenti
deve essere uguale alla somma delle masse dei prodotti) e il bilancio di carica (la somma delle
cariche presenti nei reagenti deve essere uguale alla somma delle cariche presenti nei prodotti).
Per bilanciare le reazioni chimiche occorre fare riferimento alla legge della conservazione
della massa; questa è verificata quando il numero di atomi di ciascun elemento è lo stesso a
destra e a sinistra della reazione.
Scrivere una reazione chimica comprende due fasi:
1) individuare la formula corretta di reagenti e prodotti ( relazione qualitativa);
2) bilanciare la reazione ( relazione quantitativa).
Reazione tra sodio metallico e ossigeno molecolare:
sodio + ossigeno →
1) SI DETERMINA LA FORMULA CORRETTA DI REAGENTI E PRODOTTI
- L’ossigeno si trova in natura prevalentemente sotto forma di molecola biatomica ( O2), mentre il sodio
allo stato metallico (Na), per cui si scrive:
Na + O2 →
Reagendo un metallo ed un non metallo si otterrà un ossido ionico:
- Il sodio (metallo del 1° gruppo della tavola periodica) forma uno ione con una carica positiva mentre
l’ossigeno (non metallo) assume carica - 2; per formare un composto neutro il rapporto catione:anione deve
essere di 2:1:
+1 −2
( Na O )→ Na2O
Per cui la reazione corretta, ma non ancora bilanciata è:
Na + O2 → Na2O
27
2) BILANCIAMENTO DELLA REAZIONE
La reazione viene bilanciata uguagliando il numero di atomi presenti nei reagenti e nei prodotti; essendo la molecola
di ossigeno biatomica si produrranno due unità formula Na2O; per formare 4 ioni sodio sono perciò necessari 4
atomi di sodio metallico nei reagenti
- 4Na + O2 → 2 Na2O
Bilanciare e completare la seguente reazione
Calcio + ossigeno →
-
-
Reagenti:
Ca + O2 →
metallo + non metallo -> ossido ionico
Le cariche ioniche di calcio e ossigeno (dovute alle caratteristiche della loro struttura elettronica) sono.
+2
( Ca
−2
O )→ CaO
Ca + O2 → CaO
-
Si bilanciano gli atomi di ossigeno:
Ca + O2 → 2 CaO
-
Sono necessari due atomi di calcio nei reagenti:
2 Ca + O2 → 2 CaO
La reazione ora è completa e bilanciata e indica che 2 atomi di calcio reagiscono con una molecola (biatomica)
di ossigeno per formare 2 unità formula di ossido di calcio
Bilanciare la seguente reazione
C2H6 + O2 → CO2 + H2O
Sono già noti reagenti e prodotti, rimane solo da bilanciare la reazione.
-
-
-
L’etano C2H6 contiene 2 atomi di carbonio e 6 atomi di idrogeno; la reazione produrrà quindi due molecole di
anidride carbonica o biossido di carbonio CO2 e 3 molecole di acqua:
C2H6 + O2 → 2 CO2 + 3 H2O
Per ottenere due molecole di anidride carbonica e 3 molecole di acqua sono però necessari 7 atomi di ossigeno,
7
ovvero
molecole O2 .
2
7
C2H6 + O2 → 2 CO2 + 3 H2O
2
Nelle reazioni è più conveniente esprimere i coefficienti stechiometrici in forma intera, per cui
moltiplicando tutti i coefficienti stechiometrici per 2 si ottiene:
2 C2H6 + 7O2 → 4 CO2 + 6 H2O
la reazione è ora bilanciata e indica che 2 molecole di etano reagiscono con 7 molecole di ossigeno per formare 4
molecole di biossido di carbonio (anidride carbonica) e 6 molecole di acqua.
28
REAZIONI FONDAMENTALI
Le reazioni fondamentali che coinvolgono i vari elementi sono:
- METALLO + O2 →
(4 Na + O2 → 2Na2O)
OSSIDO IONICO o BASICO
Ossido di sodio
- NON-METALLO + O2 → OSSIDO COVALENTE o ACIDO (ANIDRIDE)
(2 S + 3O2 →2SO3) Triossido di zolfo o anidride solforica
- OSSIDO BASICO + H2O → IDROSSIDO o BASE
(Na2O + H2O → 2 NaOH) Idrossido di sodio
- OSSIDO ACIDO + H2O → ACIDO
( SO3 + H2O → H2SO4 ) acido solforico
- IDROSSIDO + ACIDO → SALE + ACQUA
( 2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2 H2O ) solfato di sodio
QUINDI :
ELEMENTI
Metalli
Non metalli
+
+
O2
O2
Ossidi basici
Anidridi ( Ossidi acidi)
+
+
H2O
H2O
Idrossidi
Acidi
Sali
29
OSSIDI
Si chiamano ossidi i composti binari formati da un elemento e dall’ossigeno; se l’elemento è un
metallo (a sinistra nella tavola periodica degli elementi) si ottengono gli ossidi basici; se
l’elemento è un non-metallo (a destra della tavola periodica degli elementi) si formano gli ossidi
acidi, chiamati tradizionalmente anidridi.
Ossidi basici
Secondo la nomenclatura tradizionale, gli ossidi basici vengono chiamati con il termine
OSSIDO DI... seguito dal nome del metallo.
K2 O ossido di potassio
Na2O ossido di sodio
CaO ossido di calcio
Quando esistono più ossidi di uno stesso elemento, quello a minor contenuto di ossigeno assume
il suffisso OSO, quello a maggior contenuto di ossigeno il suffisso ICO.
Ad esempio il ferro può avere due differenti ossidi:
FeO = ossido ferroso o ossido di ferro (II)
Fe2O3 = ossido ferrico o ossido di ferro (III)
Per semplificare la nomenclatura e rendere direttamente visibile la formula chimica, la
nomenclatura I.U.P.A.C. prevede che davanti al nome dell’ossido e del metallo sia inserito un
prefisso ( mono, di, tri, tetra, penta, esa ecc.) che indica rispettivamente la quantità di atomi di
ossigeno e del metallo presenti.
(Il prefisso mono alcune volte viene omesso).
FeO = ossido di ferro
Fe2O3 = Triossido di diferro
30
Ossidi acidi o covalenti o anidridi
Gli ossidi acidi o anidridi sono composti formati dalla reazione di un non-metallo con l’ossigeno.
Secondo la nomenclatura tradizionale gli ossidi acidi vengono chiamati anidridi.
Secondo la nomenclatura I.U.P.A.C. questi composti sono chiamati ossidi acidi e la
nomenclatura è identica a quella degli ossidi basici.
Esempio:
C + O2 → CO2 Diossido di carbonio o anidride carbonica
S + O2 → SO2 Diossido di zolfo o anidride solforosa
FORMULA
NOM. TRAD.
NOM. I.U.P.A.C
CO2
Anidride carbonica
Diossido di carbonio
N2O3
Anidride nitrosa
Triossido di diazoto
N2O5
Anidride nitrica
Pentossido di diazoto
P2O3
Anidride fosforosa
Triossido di difosforo
P2O5
Anidride fosforica
Pentossido di difosforo
SO2
Anidride solforosa
Diossido di zolfo
SO3
Anidride solforica
Triossido di zolfo
Cl2O
Anidride IPOclorOSA
Ossido di dicloro
Cl2O3
Anidride
clorOSA
Triossido di dicloro
Cl2O5
Anidride
clorICA
Pentossido di dicloro
Cl2O7
Anidride PERclorICA
Eptossido di dicloro
Notate i 4 ossidi del cloro ( stati di ossidazione +1, +3, +5, +7 ):
Perossidi e superossidi
I perossidi sono composti caratterizzati dalla presenza di due atomi di ossigeno legati tra loro.
Ad esempio H2O2 covalente ( acqua ossigenata o perossido di idrogeno) oppure Na2O2 perossido di sodio ionico
Na+ e O22-.
I perossidi sono composti molto instabili che possono quindi facilmente reagire rilasciando ossigeno libero, possono
essere sia di natura organica che inorganica e devono essere protetti da fonti di calore, urti, metalli ecc.
La reazione di decomposizione dell’acqua ossigenata:
2 H 2O 2 → 2 H 2O + O 2
avviene facilmente in presenza di ioni metallici. Se questa reazione avviene troppo velocemente si può avere un
improvviso aumento della pressione per lo sviluppo dell’ossigeno gassoso che può portare allo scoppio del
recipiente che contiene il reattivo.
I superossidi sono caratterizzati dalla presenza dello ione O2- .
Esempi sono NaO2 (superossido di sodio), KO2 ( superossido di potassio).
31
IDROSSIDI O BASI
Gli idrossidi sono composti che derivano dalla reazione tra un ossido basico e l’acqua.
Essi sono caratterizzati dalla presenza del gruppo ossidrilico OH − .
La formula generale è quindi:
M(OH)v
Dove V è uguale alla carica dello ione metallico.
Il nome di questi composti, sia nella nomenclatura tradizionale che in quella I.U.P.A.C. , viene
attribuito aggiungendo al termine IDROSSIDO DI... , il nome del metallo.
Di seguito sono mostrate le reazioni di formazione con le relative nomenclature.
REAZIONE
FORMULA
NOM. TRAD.
NOM. I.U.P.A.C
IDROSSIDI DI METALLI DEL I° GRUPPO
Li2O
+ H 2O →
2 LiOH
Na2O
+ H 2O →
2 NaOH
K2 O
+ H 2O →
2 KOH
Idrossido di litio
Idrossido di sodio
Idrossido di potassio
Idrossido di litio
Idrossido di sodio
Idrossido di potassio
IDROSSIDI DI METALLI DEL 2° GRUPPO
BeO
+ H 2O →
Be(OH)2
MgO
+ H 2O →
Mg(OH)2
CaO
+ H 2O →
Ca(OH)2
Idrossido di berillio
Idrossido di magnesio
Idrossido di calcio
Idrossido
Idrossido
Idrossido
IDROSSIDI DI METALLI VARI
FeO
+ H 2O →
Fe(OH)2
Fe2 O3 + H2O →
Fe(OH)3
Cu2 O + H2O →
2 CuOH
CuO
+ H 2O →
Cu(OH)2
ZnO
+ H 2O →
Zn(OH)2
Ag2 O
+ H 2O →
2 AgOH
Idrossido ferroso
Idrossido Ferrico
Idrossido rameoso
Idrossido rameico
Idrossido di zinco
Idrossido di argento
di berillio
di magnesio
di calcio
Idrossido di ferro (II)
Idrossido di ferro (III)
Idrossido di rame (I)
Idrossido di rame (II)
Idrossido di zinco
Idrossido d’argento
ACIDI
Gli acidi inorganici sono composti contenenti idrogeno e un non-metallo. Si possono suddividere
in due categorie: gli idracidi (formati solo da idrogeno e un non-metallo) e gli ossiacidi (formati
da idrogeno, da un non-metallo e dall’ossigeno).
Gli acidi, secondo una prima definizione, sono sostanze in grado di ionizzarsi e cedere ioni H + .
HCl → H+ + ClHNO3 → H+ + NO3H2SO4 → 2 H+ + SO42-
32
Idracidi o acidi binari
E’ ancora molto diffusa la nomenclatura tradizionale in cui il nome dell’acido viene dato
aggiungendo all’atomo più elettronegativo il suffisso “IDRICO”; lo ione derivante dalla
dissociazione avrà il suffisso URO.
Tali acidi si ottengono dalla combinazione diretta dell’ idrogeno con il non-metallo.
Esempio:
H2 + Cl2 → 2 HCl
FORMULA
( reazione di formazione dell’acido cloridrico)
NOM. TRAD.
NOM. I.U.P.A.C
IONI
HF
Acido fluoridrico
Fluoruro di idrogeno
F-
HCl
Acido cloridrico
Cloruro di idrogeno
Cl-
HBr
Acido bromidrico
Bromuro di idrogeno
Br -
HI
Acido ioidrico
Ioduro di idrogeno
I-
ione ioduro
H 2S
Acido solfidrico
S2-
ione solfuro
HCN
Acido cianidrico
Cianuro di idrogeno
CN- ione cianuro
HN3
Acido azotidrico
Azoturo d’idrogeno
N3-
Solfuro di diidrogeno
idrogeno solforato
ione fluoruro
ione cloruro
ione Bromuro
ione azoturo
Acidi ossigenati o ossoacidi
Gli acidi ossigenati sono composti ternari covalenti ( formati da 3 diversi elementi): idrogeno, da
un non-metallo e dall’ossigeno.
La formula generale è:
HXO
Dove:
H = idrogeno
X = non-metallo
O = ossigeno
Questi composti derivano dalla reazione tra un ossido acido e l’acqua; per ricavare i rapporti tra i
vari elementi basta impostare la formula generale e sommare gli atomi dei reagenti.
REAZIONE
FORMULA
CO2 + H2O →
NOM. TRAD
H2CO3
Acido carbonico
NOM. I.U.P.A.C
Acido Triossicarbonico
N 2O 3 + H 2O →
H 2N 2O 4 =
2 HNO2
Acido nitroso
Acido Diossinitrico
N 2O 5 + H 2O →
H 2N 2O 6 =
2 HNO3
Acido nitrico
Acido Triossinitrico
Cl2O + H2O → H2Cl2O2 =
2 HClO
Acido IPOclorOSO
Acido Monossiclorico
Cl2O3 + H2O → H2Cl2O4 =
2 HClO2
Acido
Acido Diossiclorico
clorOSO
33
Cl2O5 + H2O → H2Cl2O6 =
2 HClO3
Acido
Cl2O7 + H2O → H2Cl2O8 =
2 HClO4
Acido PERclorICO
clorICO
Acido Triossiclorico
Acido Tetraossiclorico
Gli acidi sono caratterizzati dalla capacità di rompere eteroliticamente il legame covalente
polarizzato O-H per cedere ioni H+ protoni; gli elettroni di legame restano entrambi
sull’ossigeno, si formerà quindi un anione; la carica dell’anione è uguale al numero di ioni H+
ceduti.
L’acido nitrico si dissocia in uno ione H+ e uno ione NO3- (ione nitrato):
HNO3 → H+ + NO3L’acido ipocloroso si dissocia in H+ e nello ione ClO- (ione ipoclorito).
HClO → H+ + ClOGli acidi inorganici che nella molecola contengono più atomi di idrogeno legati ad ossigeni possono cedere uno o
più protoni; ad esempio l’acido solforico può dissociarsi formando i seguenti ioni poliatomici:
SO 24 −
Ione solfato
H2SO4 → 2 H+ +
Oppure:
H2SO4 → H+ +
HSO4 − Ione idrogenosolfato
( o bisolfato)
Secondo la nomenclatura tradizionale gli acidi con suffisso OSO creano uno ione con suffisso
ITO, mentre per gli acidi con suffisso ICO lo cambiano in ATO.
ACIDO
Ipo........ oso
........oso
.........ico
Per........ico
IONE
Ipo........ ito
.........ito
.........ato
Per.........ato
Nella tabella sono elencati alcuni acidi e i rispettivi ioni derivanti dalla loro dissociazione totale
o parziale.
H2CO3 Acido carbonico
HNO2
HNO3
H3PO4
Acido Nitroso
Acido nitrico
Acido ortofosforico
H2SO3
Acido solforoso
H2SO4
HClO
HClO2
HClO3
HClO4
CO32-
Ione Carbonato
HCO3- Ione idrogenocarbonato (o bicarbonato)
NO2Ione nitrito
NO3ione Nitrato
PO43Ione ortofosfato
HPO42- Ione idrogenofosfato
H2PO4- Ione diidrogenofosfato
Ione solfito
HSO3Ione idrogenosolfito ( o bisolfito)
2 −
SO 4
Ione solfato
SO32-
Acido solforico
Acido IPOclorOSO
Acido
clorOSO
Acido
clorICO
Acido PERclorICO
ClO2
−
HSO4 − Ione idrogenosolfato ( o bisolfato)
ClO −
Ione IPOclorITO
Ione
clorITO
ClO3 −
Ione
clorATO
−
ClO4
Ione PERclorATO
Alcuni acidi, quali l’acido fosforico, sono preceduti da un suffisso orto che sta ad indicare che è stato ottenuto dalla
reazione dell’ossido con 3 molecole di acqua.
34
Se l’acido viene ottenuto da 2 molecole di acqua, si mette il suffisso piro, da 1 molecola d’acqua meta.
acido metafosforico : P2O5 + H2O → H2P2O6
→ 2 HPO3
acido pirofosforico : P2O5 + 2 H2O → H4P2O7
acido ortofosforico : P2O5 + 3 H2O → H6P2O8
→ 2 H3PO4
SALI
I sali sono composti ionici in cui la cessione di uno o più protoni crea anioni la cui carica è
neutralizzata da cationi metallici:
( CATIONE+) + (ANIONE-) = SALE
L’acido cloridrico può cedere un protone in una reazione acido-base, formando lo ione cloruro
Cl- , la carica negativa può essere neutralizzata da un catione sodio Na+ :
cloruro di sodio. ( HCl ⇒ NaCl)
A parte alcune eccezioni (es. Ione ammonio NH4+) i cationi derivano da metalli.
La nomenclatura dei sali si ottiene aggiungendo al nome dello ione derivante dalla dissociazione
dell’acido, il nome del catione.
Trovare la formula del
a) solfato di sodio b) del nitrato di magnesio.
Lo ione solfato (SO
2 −
4
) è bivalente negativo, il sodio è monovalente positivo ( Na+): per ottenere una formula
elettricamente neutra, devono esserci due Na+ ed un SO
2 −
4
Na2SO4
−
Lo ione nitrato (NO3 ) è monovalente negativo, il magnesio è bivalente positivo: Mg(NO3)2
Trovare la formula dei sali derivanti da: acido cloridrico con ione sodio, ione potassio, ione
calcio; acido nitrico con lo ione sodio e lo ione calcio; acido nitroso con lo ione sodio e lo
ione calcio.
HCl = acido cloridrico ⇒
Cl
−
HNO3 = acido nitrico
⇒
NO3
HNO2 = acido nitroso
⇒
NO2
ione cloruro
−
−
da cui: NaCl Cloruro di sodio
KCl Cloruro di potassio
CaCl2 Cloruro di calcio
ione nitrato da cui: NaNO3 Nitrato di sodio
Ca(NO3)2 Nitrato di Calcio
ione nitrito da cui: NaNO2 Nitrito di sodio
Ca(NO2)2 Nitrito di Calcio
Nomenclatura
Il nome si ricava indicando il numero di atomi di ossigeno presenti, lo ione derivante dall’acido
di provenienza, seguito dal nome del metallo che ha sostituito l’idrogeno dell’acido di partenza.
35
FORMULA
NOM. TRAD.
NOM. I.U.P.A.C.
NaNO2
NaNO3
CaCO3
K2SO3
K2SO4
NaClO
NaClO2
NaClO3
NaClO4
Nitrito di sodio
Nitrato di sodio
Carbonato di calcio
Solfito di potassio
Solfato di potassio
Ipoclorito di sodio
Clorito di sodio
Clorato di sodio
Perclorato di sodio
diossinitrato di sodio
triossinitrato di sodio
triossocarbonato di calcio
triossisolfato di potassio
tetraossosolfato di potassio
monossoclorato di sodio
diossoclorato di sodio
triossoclorato di sodio
tetraossoclorato di sodio.
Dalla reazione di idrossido di sodio con acido solforico (H2SO4) si possono ottenere due sali:
NaHSO4 idrogenosolfato di sodio ( o bisolfato di sodio)
Na2SO4 solfato di sodio
Da acido carbonico (H2CO3) con idrossido di calcio si possono ottenere:
Ca(HCO3)2 idrogenocarbonato di calcio ( o bicarbonato di calcio)
CaCO3
Carbonato di calcio
Dall’acido fosforico (H3PO4), si possono ottenere 3 sali:
NaH2PO4 diidrogenofosfato di sodio
Na2HPO4 idrogenofosfato di sodio
Na3PO4
fosfato di sodio
REAZIONI DI SALIFICAZIONE
Generalmente i sali si ottengono dalla reazione tra un idrossido (o base) e un acido.
REAZIONE
FORMULA
HF + NaOH → H2O +
HF + KOH
→ H 2O +
2HF + Ca(OH)2 → 2 H2O +
HCl + NaOH → H2O +
HCl + KOH
→ H 2O +
2HCl + Ca(OH)2 → 2 H2O +
NaF
KF
CaF2
NaCl
KCl
CaCl2
NOM. TRAD
Fluoruro di sodio
Fluoruro di potassio
Fluoruro di calcio
Cloruro di sodio
Cloruro di potassio
Cloruro di calcio
La nomenclatura tradizionale prevede i seguenti prefissi e suffissi:
ACIDO
Ipo........ oso
........oso
.........ico
Per........ico
SALE
Ipo........ ito
.........ito
.........ato
Per.........ato
ESEMPIO
Dalle reazioni dell’ acido carbonico H2CO3 otteniamo un carbonato di........
H2CO3 + Ca(OH)2
36
→ 2 H2 O
+ Ca(CO3)
Carbonato di calcio
NOM. I.U.P.A.C
Fluoruro di sodio
Fluoruro di potassio
Fluoruro di calcio
Cloruro di sodio
Cloruro di potassio
Dicloruro di calcio
H2CO3 + 2 NaOH
H2CO3 + Fe(OH)2
3H2CO3 + 2 Fe(OH)3
Oppure:
H2CO3 + NaOH →
→ 2 H2 O
→ 2 H2 O
→ 3 H2 O
2 H2 O
+ Na2 (CO3)
+ Fe (CO3)
+ Fe2 (CO3)3
Carbonato di sodio
Carbonato ferroso
Carbonato ferrico
+ NaHCO3
Idrogenocarbonato di sodio
( o bicarbonato di sodio)
−
Acido nitroso ( HNO2 ) : ione nitrito NO 2 , si forma il nitrito di..........
HNO2 + LiOH
HNO2 + NaOH
2 HNO2 + Ca(OH)2
HNO2 + CuOH
2 HNO2 + Cu(OH)2
→
H2 O
→
H2 O
→ 2H2O
→ H2 O
→ 2H2O
+ LiNO2
+ NaNO2
+ Ca(NO2)2
+ CuNO2
+ Cu(NO2)2
Nitrito di litio
Nitrito di sodio
Nitrito di calcio
Nitrito rameoso
Nitrito rameico
Facendo reagire l’acido ipocloroso con una base, si ottiene l’Ipoclorito di.......
Ipoclorito di sodio
HClO + NaOH → H2O + NaClO
( varechina )
Facendo reagire l’acido cloroso con una base, si ottiene il Clorito di...........
HClO2 + NaOH → H2O + NaClO2
Clorito di sodio
Facendo reagire l’acido clorico con una base , si ottiene il Clorato di...........
HClO3 + NaOH → H2O + NaClO3
Clorato di sodio
Facendo reagire l’acido perclorico con una base, si ottiene il Perclorato di...........
HClO4 + NaOH → H2O + NaClO4
Perclorato di sodio
Zn(OH)2 + H2SO4 → ZnSO4 + H2O
I sali si possono ottenere anche in altri modi:
REAGENTI
metallo + acido
ESEMPI
Zn
+ H2SO4 → ZnSO4 + H2
ossido + acido
ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O
idrossido + anidride
Zn(OH)2 + SO3 → ZnSO4 + H2O
ossido + anidride
ZnO + SO3 → ZnSO4
acido + sale ( reazione di scambio)
H2SO4 + ZnCl2 → ZnSO4 + 2 HCl
sale + sale
Na2SO4 + ZnCl2 → ZnSO4 + 2 NaCl
( reaz. di doppio scambio)
37
CLASSIFICAZIONE DELLE REAZIONI
In generale le reazioni chimiche sono classificate in:
Reazioni di sintesi
Questo tipo di reazione consiste nel far reagire due sostanze per la preparazione di un prodotto.
A + B → AB
Questo tipo di reazioni avviene:
- tra 2 elementi;
es) N2 + 3H2 → NH3
( Reazione di sintesi dell’ammoniaca)
( Reazione di sintesi del diossido di zolfo)
es) S + O2 → SO2
- tra due composti di cui almeno 1 è un composto molecolare.
es) SO3 + H2O → H2SO4
( Reazione di sintesi dell’acido solforico)
es) H2SO4 + NH3 → (NH4)2SO4 ( Reazione di sintesi del solfato di ammonio)
Reazioni di decomposizione
La reazione di decomposizione è la reazione inversa di una reazione di sintesi; in essa un reagente si scompone in
più prodotti; per far avvenire queste reazioni, che comportano una rottura dei legami, la maggior parte delle volte
occorre fornire una certa quantità di energia: termica, elettrica , raggiante ecc.
AB → A + B
PCl5 → PCl3 + Cl2 (Reaz. di decomposiz. o dissociaz. del pentacloruro di P)
CALORE
CaCO3 → CaO + CO2 ( reazione di decomposizione del carbonato di calcio)
CALORE
2NaCl
→ 2 Na + Cl2 ( Reazione di decomposizione del cloruro di sodio)
2 Al(OH)3 → Al2O3 + 3 H2O
ELETTROLISI
Reazioni di scambio semplice
In queste reazioni un elemento sostituisce un altro elemento facente parte di un composto; solitamente in queste
reazioni varia lo stato di ossidazione degli elementi che si scambiano, per cui tali reazioni sono anche di
ossidoriduzione.
AB + C → AC + B
Questo tipo di reazioni avviene:
- tra un elemento e un composto.
H2SO4 + Mg → MgSO4 + H2
Reazioni di doppio scambio
In questo tipo di reazioni lo ione positivo di un composto si scambia con lo ione positivo dell’altro.
+
AB + CD → (A B
−
+
−
+
+C D ) → A D
−
+
+C B
−
Questo tipo di reazioni avviene:
- tra 2 composti ionici.
Pb(NO3)2 + 2NaI → PbI2 + 2NaNO3 ( reazione di doppio scambio tra sali)
NaCN + HCl → NaCl + HCN ( Spostamento di un acido debole con un acido forte)
NH4Cl + NaOH → NaCl + NH3 ⋅ H2O ( Spostam. di una base debole con una base forte)
CuSO4 + H2S → CuS + H2SO4 ( Precipitazione di prodotti insolubili)
38
Reazioni di combustione
CxHy + (x+y/4) O2 → x CO2 +
y
H 2O
2
Questo tipo di reazioni avviene:
- tra una sostanza combustibile e l’ossigeno.
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2H2O ( Reazione di combustione del metano)
Reazioni di Ossido riduzione
In questo tipo di reazioni si ha uno scambio di elettroni tra i reagenti.
−
2−
2 I + SO 4 + 4 H+ → I2 + SO2 + 2 H2O
39
ESERCIZI
Scrivere il simbolo chimico dei seguenti elementi ed indicare se si tratta di metalli o non-metalli e quali ioni questi
elementi tendono a formare:
a) iodio
f) berillio
b) litio
g) fluoro
c) sodio
h) fosforo
d) calcio
i) potassio
e) zolfo
Denominare i seguenti ioni:
a) Clb) Fc) Id) Bre) Na+
f) K+
g)
h)
i)
j)
k)
H+
HO2S2P3-
Utilizzando la tavola periodica degli elementi indicare il gas nobile isoelettronico coi seguenti ioni:
f) O2a) Na+
b) F
g) K+
2+
c) Ca
h) Cl3+
d) Al
i) Ba2+
3e) N
Dare il nome ai seguenti composti binari:
a) CaO
b) NaCl
c) CaCl2
d) FeCl3
e) ZnI2
f) CoF3
g) LiH
h) N2H4
i)
j)
k)
l)
m)
n)
o)
OF2
Cl2O5
Na2S
CO
CO2
Na2O
Al2O3
OSSIDI, IDROSSIDI, ACIDI, SALI E REAZIONI FONDAMENTALI
Scrivere la formula chimica dei seguenti composti di uso comune:
sale da cucina ( cloruro di sodio);
soda caustica (idrossido di sodio) ;
acido cloridrico e l’ammoniaca
candeggina (ipoclorito di sodio)
bicarbonato di sodio ( idrogenocarbonato di sodio)
solfato di ferro(II)
perossido di idrogeno (acqua ossigenata)
Utilizzando la tavola periodica degli elementi scrivere e bilanciare le seguenti reazioni e scrivere il nome delle
sostanze che si formano:
a) Potassio + O2 →
b) Sodio + O2 →
c) Cesio + O2 →
d) Calcio + O2 →
e) Magnesio + O2 →
f) Stronzio + O2 →
40
g) Alluminio + O2 →
Utilizzando la tavola periodica degli elementi scrivere la formula dei seguenti ossidi sia secondo la nomenclatura
tradizionale sia secondo la nomenclatura IUPAC::
a) Ossido di sodio
b) Ossido di potassio
c) Ossido di litio
d) Ossido di cesio
e) Ossido di calcio
f) Ossido di magnesio
g) Ossido di bario
h) Ossido di berillio
i) Ossido di stronzio
j) Ossido di alluminio
k) Triossido di diferro
Distinguere tra i seguenti ossidi quelli acidi e quelli basici.
a) K2O
b) CaO
c) CO2
d) N2O5
e) Cl2O7
f) N2O4
g) SO3
h) BaO
i) Li2O
j) Fe2O3
Completare le seguenti reazioni scrivendo coefficienti e prodotti:
a) a + O2 →
b) CaO + H2O →
c) Li2O + H2O →
d) BaO + H2O →
e) SO2 + H2O →
f) SO3 + H2O →
g) N2O3 + H2O →
h) N2O5 + H2O →
i) Cl2O + H2O →
j) Cl2O3 + H2O →
k) Cl2O5 + H2O →
l) Cl2O7 + H2O →
Scrivere e bilanciare le reazioni con acqua dei seguenti ossidi; per ognuno scrivere la sostanza che si forma e il
relativo nome.
a) Ossido di calcio + acqua →
b) Ossido di magnesio + acqua →
c) Ossido di berillio + acqua →
d) Ossido di sodio + acqua →
e) Ossido di potassio + acqua →
f) Ossido di alluminio + acqua →
g) Diossido di zolfo + acqua →
h) Triossido di zolfo + acqua →
i) Diossido di carbonio + acqua →
j) Pentossido di diazoto + acqua →
k) Triossido di diazoto + acqua →
l) Ossido di dicloro + acqua →
m) Triossido di dicloro + acqua →
n) Pentossido di dicloro + acqua →
66
o) Eptossido di dicloro + acqua →
Scrivere le reazioni di dissociazione dei seguenti acidi considerando le dissociazioni parziali nel caso l’acido
contenga più di un atomo d’idrogeno (protone).
a) Acido nitroso
f) Acido fosforico
m) Acido clorico
b) Acido nitrico
g) Acido carbonico
n) Acido perclorico
c) Acido solforoso
h) Acido cloridrico
o) Acido solfidrico
d) Acido solforico
i) Acido ipocloroso
p) Acido cianidrico
e) Acido fosforoso
l) Acido cloroso
q) Acido ioidrico
Il colore dei fuochi d’artificio è impartito da alcune sostanze che ad alte temperature emettono radiazioni
elettromagnetiche a varia frequenza nel campo del visibile. Ad ogni lunghezza d’onda corrisponde un colore.
Per il colore rosso si utilizzano i sali dello stronzio, per il verde i sali di bario, per il blu quelli del rame, per il giallo
quelli del sodio.
Le sostanze più usate sono:
a) Solfato di stronzio
b) Nitrato di sodio
c) Nitrato di bario
d) Cloruro di rame (I)
Scriverne le formule
Scrivere la formula dei seguenti sali
Cloruro di sodio
Cloruro di calcio
Fluoruro di sodio
Fluoruro di calcio
Fluoruro di potassio
Fluoruro di magnesio
Bromuro di bario
Solfuro di litio
Solfuro di calcio
Idrogenosolfuro di sodio
Ioduro di calcio
ioduro di alluminio
Completare i dati mancanti in modo che ogni nome abbia la corrispondente formula:
NaClO
………………
……………
Clorito di calcio
KBrO3
………………
……………
Periodato di magnesio
NaIO
………………
NaIO3
………………
……………
Ipobromito d’alluminio
HIO4
………………
Scrivere formule e nomi
riportati affianco:
a) HCl
con
b) HNO3 con
c) H2SO4 con
d) H2S
con
e) H3PO4 con
f) H2CO3 con
dei sali ottenuti sostituendo uno o più atomi di idrogeno dei seguenti acidi con i cationi
Na+ , Ca2+ , Al3+
K+, Ba2+, Li+
Cs+ , Mg2+ , Al3+
Ca2+, Na+
Ca2+, Na+
Ca2+, Na+
Scrivere e bilanciare le seguenti reazioni e dare il nome alla sostanza prodotta:
a) Acido nitrico + idrossido di bario
b) Acido cloridrico + idrossido di sodo
c) Acido ipocloroso + idrossido di potassio
d) Acido carbonico + idrossido di calcio
e) Acido nitroso + idrossido di litio
f) Acido solforico + idrossido di potassio
g) Acido solforoso + idrossido di sodio
h) Acido solfidrico + idrossido di sodio
i) Acido solfidrico + idrossido di calcio
66
j)
Acido fluoridrico + idrossido di magnesio
Quali dei seguenti nomi corrispondono alla formula KHSO3
1) Idrogenosolfato di potassio
2) Solfito di potassio
3) Bisolfito di potassio
4) Bisolfato di potassio
5) Idrogenosolfito di potassio
A quale formula corrisponde l’acido Iodico?
1) HI
2) HIO
3) HIO2
4) HIO3
5) HIO4
Quali dei seguenti nomi corrispondono alla formula LiHS
1) Idrogenosolfato di litio
2) Solfuro di litio
3) Idrogenosolfuro di litio
4) Bisolfuro di litio
5) Idrogenosolfito di litio
Scrivere le formule delle seguenti sostanze:
Nitrito di sodio
Tetrafluoruro di selenio
Nitrato di calcio
Bromato di rame (II)
Tricloruro di fosforo
Idrogenosolfuro di sodio
Ipoiodito di cromo (III)
Pentafluoruro di fosforo
Tetrafluoruro di zolfo
Tetrafluoruro di zolfo
Diossido di azoto
Ipobromito di sodio
Cianuro di potassio
Ipoiodito di potassio
Idrogenosolfato di potassio
Clorato di bario
Nitrito d i bario
Clorito di calcio
Solfato di ammonio
Triossido di selenio
Clorito di Calcio
Cianuro di cesio
Ipoclorito di sodio
Idrogenosolfito di ferro(III)
Dare il nome alle seguenti sostanze secondo la nomenclatura tradizionale:
(NH4)3PO4
CS2
NH4NO3
Sr(BrO2)2
KClO4
Mg(HCO3)2
Ca(H2PO4)2
Li2SO3
NaI
NaBrO
SnSO4
SeO2
NaHCO3
NH4H2PO4
Ba(HSO4)2
Cu(IO3)2
Completare le seguenti reazioni
NaOH + HNO3 →
N 2O 5 + H 2O →
..... + H2O → H2SO4
..... + H2O → KOH
..... + HNO3 → KNO3
66
Ca(OH)2 + H3PO4 →
..... + H2O → HClO
..... + H2O → H3PO4
..... + H2O → Ca(OH)2
..... + H2SO4 → SrSO4
Scrivere, completare e bilanciare le seguenti reazioni:
Ossido di Magnesio + acqua →
Triossido di diazoto + acqua →
Idrossido di alluminio + acido solforico →
Completare la seguente tabella:
Catione
Anione
Formula
Pentossido di diazoto + acqua →
Idrossido di sodio + acido solforico →
Ossido di sodio + acqua →
Nome
Idrossido di calcio
Ossido di sodio
Acido nitrico
Nitrito di stronzio
Solfato di sodio
Diidrogenofosfato di sodio
Clorito di potassio
66
ACIDI E BASI PIU’ COMUNI
IDRACIDI
- HCl
- HBr
- HI
- HF
- H2S
- HCN
acido cloridrico
acido bromidrico
acido ioidrico
acido fluoridrico
acido solfidrico
acido cianidrico
OSSIACIDI
- HNO2 acido nitroso
- HNO3 acido nitrico
- H2SO3 acido solforoso
Cl −
Br −
I−
F−
S 2−
CN −
ione cloruro
ione bromuro
ione ioduro
ione fluoruro
ione solfuro
ione cianuro
NO2 −
NO3 −
SO3 2−
HSO3 −
ione nitrito
ione nitrato
ione solfito
ione idrogenosolfito ( o ione bisolfito)
-H2SO4
acido solforico
SO4 2− ione solfato
HSO4 − ione idrogenosolfato ( o ione bisolfato)
- H3PO3
- H3PO4
acido fosforoso
acido fosforico
HPO3 2−
PO4 3−
HPO4 2 −
H2PO4 −
- H2CO3
acido carbonico
CO3 2− ione carbonato
HCO3 − ione idrogenocarbonato (o ione bicarbonato)
- HClO acido IPOclorOSO
- HClO2 acido clorOSO
- HClO3 acido clorICO
- HClO4 acido PERclorICO
ClO −
ClO2 −
ClO3 −
ClO4 −
ione fosfito
ione fosfato
ione idrogenofosfato
ione diidrogenofosfato
ione IPOclorITO
ione clorITO
ione clorATO
ione PERclorATO
ACIDI E BASI DEBOLI PIU’COMUNI e RISPETTIVI IONI
- NH3
ammoniaca
- CH3COOH acido acetico
66
NH4 +
ione ammonio
CH3COO- ione acetato
