Química 10.º

Sales

45 min · DBA 3

Lo que vas a aprender
  • Escribir la ecuación balanceada de una neutralización entre un ácido y un hidróxido, e identificar la sal que se forma.
  • Distinguir una sal binaria de una oxisal y obtener el anión de una sal a partir de su ácido.
  • Escribir la fórmula de una sal a partir de las cargas de sus iones y comprobar que la suma da cero.
  • Nombrar sales binarias y oxisales con la nomenclatura de stock.

Para qué

¿Para qué sirve esto?

La sal de cocina es solo una de muchas sales. El mármol y la cáscara de huevo son, sobre todo, carbonato de calcio, y en los bultos de abono para cultivos se leen nombres como nitrato de potasio o fosfato de amonio. Para leer esas etiquetas, y para saber qué se obtiene cuando un ácido y una base se encuentran, necesitas la nomenclatura de las sales.

Esta lección junta todo lo de la unidad. Una sal se forma cuando un ácido (lección anterior) reacciona con un hidróxido (la lección de los óxidos), y su nombre se arma con el número de oxidación (la primera lección).

Antes de empezar necesitas calcular números de oxidación, conocer las fórmulas y los nombres de los hidróxidos y de los ácidos comunes, y balancear contando átomos.

Explicación

La neutralización

Cuando un ácido reacciona con un hidróxido, los iones H⁺ del ácido se unen con los iones OH⁻ del hidróxido y forman agua. Lo que queda, el catión del metal y el anión del ácido, forma una sal:

$$\text{ácido} + \text{hidróxido} \rightarrow \text{sal} + \text{agua}$$

Esa reacción se llama neutralización, porque el ácido y la base se cancelan. Para balancearla hay una pista que casi nunca falla: se forma una molécula de agua por cada H⁺ que se une con un OH⁻. Si el ácido tiene dos hidrógenos y el hidróxido un solo OH, hacen falta dos moléculas de hidróxido y salen dos de agua.

Sales binarias

Si el ácido es un hidrácido (HCl, HBr, H₂S), la sal tiene solo dos elementos: un metal y un no metal. Es una sal binaria. El no metal está como anión con su número de oxidación negativo: cloruro (Cl⁻), bromuro (Br⁻), yoduro (I⁻), fluoruro (F⁻) o sulfuro (S²⁻).

Se nombra con el anión terminado en -uro, «de» y el metal. Si el metal puede tener más de un número de oxidación, se escribe en romanos, como en los óxidos:

  • NaCl: cloruro de sodio; CaF₂: fluoruro de calcio; K₂S: sulfuro de potasio.
  • FeCl₃: cloruro de hierro(III); FeCl₂: cloruro de hierro(II). Con prefijos, la nomenclatura sistemática los llama tricloruro de hierro y dicloruro de hierro.

Oxisales

Si el ácido es un oxácido, la sal lleva un anión con oxígeno y se llama oxisal. Ese anión es el ácido sin sus hidrógenos, y su carga negativa es igual al número de hidrógenos que perdió: el H₂SO₄ da SO₄²⁻, el HNO₃ da NO₃⁻ y el H₃PO₄ da PO₄³⁻.

El nombre del anión sale del nombre del ácido, cambiando la terminación:

  • -ico pasa a -ato: ácido sulfúrico → sulfato; ácido nítrico → nitrato; ácido carbónico → carbonato; ácido fosfórico → fosfato.
  • -oso pasa a -ito: ácido sulfuroso → sulfito; ácido nitroso → nitrito.
  • Los prefijos se quedan: ácido perclórico → perclorato; ácido hipocloroso → hipoclorito.

La sal se nombra con el anión, «de» y el metal, con su número romano si hace falta: Na₂SO₄ es sulfato de sodio, CaCO₃ es carbonato de calcio, CuSO₄ es sulfato de cobre(II) y Fe(NO₃)₃ es nitrato de hierro(III). En la nomenclatura tradicional, que todavía aparece en etiquetas, el metal lleva -oso o -ico: sulfato cúprico, nitrato férrico.

Del nombre a la fórmula

Para escribir la fórmula se ponen el catión y el anión con sus cargas, y se buscan las cantidades que hacen que la suma dé cero. Si hace falta más de un anión con oxígeno, se encierra entre paréntesis y el subíndice va afuera. El nitrato de calcio tiene Ca²⁺ y NO₃⁻: hacen falta dos nitratos, Ca(NO₃)₂. El sulfato de aluminio tiene Al³⁺ y SO₄²⁻: hacen falta dos aluminios y tres sulfatos, Al₂(SO₄)₃.

Dos cuidados. El primero: el paréntesis no es adorno; en Ca(NO₃)₂ hay seis oxígenos, no tres. El segundo: el número romano del nombre es el número de oxidación del metal, que se calcula con la carga del anión, no con los subíndices.

Ejemplo resuelto

Una neutralización sencilla

Escribe la ecuación de la neutralización del ácido clorhídrico, HCl, con hidróxido de sodio, NaOH, y nombra la sal.

Ver la solución paso a paso
  1. El H⁺ del ácido y el OH⁻ del hidróxido forman una molécula de agua. Quedan el Na⁺ y el Cl⁻, que forman la sal:

    $$\mathrm{HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_{2}O}$$

  2. Comprobamos que la sal es neutra: el sodio tiene +1 y el cloruro −1.

    $$1 \cdot 1 + 1 \cdot \left(-1\right) = 0$$

  3. El ácido es un hidrácido, así que la sal es binaria; el sodio tiene un solo número de oxidación: cloruro de sodio, la sal de cocina.

Respuesta: HCl + NaOH → NaCl + H₂O; la sal es el cloruro de sodio.

Ejemplo resuelto

Un ácido con dos hidrógenos

Escribe la ecuación balanceada de la neutralización del ácido sulfúrico, H₂SO₄, con hidróxido de sodio, NaOH, y nombra la sal.

Ver la solución paso a paso
  1. El ácido pierde sus dos hidrógenos y queda el ion sulfato. Su carga es −2, una por cada hidrógeno perdido:

    $$-\text{átomos de H en }\mathrm{H_{2}SO_{4}} = -2$$

  2. El sodio tiene +1, así que hacen falta dos sodios por cada sulfato: Na₂SO₄.

    $$2 \cdot 1 + 1 \cdot \left(-2\right) = 0$$

  3. Dos H⁺ necesitan dos OH⁻: van dos NaOH y salen dos moléculas de agua.

    $$\mathrm{H_{2}SO_{4} + 2NaOH \rightarrow Na_{2}SO_{4} + 2H_{2}O}$$

  4. Viene del ácido sulfúrico (-ico → -ato) y el sodio solo tiene +1: sulfato de sodio.

Respuesta: H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O; la sal es el sulfato de sodio.

Ejemplo resuelto

Del nombre a la fórmula y a la ecuación

Escribe la fórmula del nitrato de calcio y la ecuación balanceada de su formación a partir del ácido nítrico, HNO₃, y del hidróxido de calcio, Ca(OH)₂.

Ver la solución paso a paso
  1. El calcio tiene +2 y el nitrato, que viene del HNO₃, tiene −1. Hacen falta dos nitratos por cada calcio, y llevan paréntesis: Ca(NO₃)₂. La suma da cero:

    $$1 \cdot 2 + 2 \cdot \left(-1\right) = 0$$

  2. El paréntesis multiplica: en la fórmula hay seis oxígenos.

    $$\text{átomos de O en }\mathrm{Ca(NO_{3})_{2}} = 6$$

  3. El hidróxido aporta dos OH⁻, así que hacen falta dos HNO₃, y salen dos moléculas de agua:

    $$\mathrm{2HNO_{3} + Ca(OH)_{2} \rightarrow Ca(NO_{3})_{2} + 2H_{2}O}$$

Respuesta: Ca(NO₃)₂; 2HNO₃ + Ca(OH)₂ → Ca(NO₃)₂ + 2H₂O.

Práctica

Balancea: pon los coeficientes□ H₂SO₄+□ KOH□ K₂SO₄+□ H₂OÁtomosAntesDespuésH32S11O55K12Con todos los coeficientes en 1 no queda igual.Sin resolver: la escena lo corrige con «Comprobar».

Balancea la neutralización del ácido sulfúrico con hidróxido de potasio. Empieza por el potasio, que aparece una vez a cada lado, y deja el agua para el final. Toca «Comprobar» cuando cuadren todos los átomos.

En la neutralización H₂SO₄ + 2KOH → K₂SO₄ + ? H₂O, ¿qué coeficiente va en lugar del signo de interrogación?

¿Verdadero o falso? Esta neutralización está balanceada: $\mathrm{HNO_{3} + KOH \rightarrow KNO_{3} + H_{2}O}$

¿Verdadero o falso? Esta neutralización está balanceada: $\mathrm{H_{2}SO_{4} + NaOH \rightarrow Na_{2}SO_{4} + H_{2}O}$

En el FeCl₃ cada cloruro tiene −1. ¿Cuál es el número de oxidación del hierro, el que va en romanos en el nombre de stock? Escribe el número.

El ácido fosfórico, H₃PO₄, pierde todos sus hidrógenos al formar una sal. ¿Cuál es la carga del ion fosfato?

En el CuSO₄ el anión es el sulfato, SO₄²⁻. ¿Qué número de oxidación tiene el cobre, que es el número romano del nombre de la sal?

En el Fe(NO₃)₃ cada nitrato tiene −1. ¿Cuál es el número de oxidación del hierro?

¿Cuántos átomos de oxígeno hay en la fórmula del sulfato de aluminio, Al₂(SO₄)₃?

¿Cómo se llama el anión que viene del ácido sulfuroso?

¿Cuál es el nombre de stock del FeCl₂?

Reto

Une cada sal con su nombre.

Mira si el anión tiene oxígeno y calcula el número de oxidación del metal cuando pueda tener más de uno.

Reto

Ácido, hidróxido o sal.

Si la fórmula empieza por H es un ácido; si termina en grupos OH, un hidróxido; si tiene un metal y el anión de un ácido, una sal.

Reto

Completa las cuentas de las sales.

Elige en cada espacio el valor correcto. Cada H⁺ que se une con un OH⁻ forma una molécula de agua.

Cierre

En resumen

  • En una neutralización, un ácido y un hidróxido forman una sal y agua: cada H⁺ con un OH⁻ da una molécula de agua.

  • Las sales binarias vienen de los hidrácidos y se nombran con -uro (cloruro de sodio); las oxisales vienen de los oxácidos y llevan un anión con oxígeno.

  • El anión de una oxisal es el ácido sin sus hidrógenos; su carga es el número de hidrógenos que perdió, y su nombre cambia -ico por -ato y -oso por -ito.

  • La fórmula de una sal se escribe con las cantidades de catión y anión que hacen que la suma de cargas dé cero, con paréntesis si hay más de un anión con oxígeno.

  • El número romano del nombre de stock es el número de oxidación del metal, calculado con la carga del anión.

Vocabulario

Neutralización

Reacción entre un ácido y un hidróxido en la que se forman una sal y agua.

Sal

Compuesto iónico formado por un catión, casi siempre de un metal, y el anión que queda de un ácido cuando pierde sus hidrógenos.

Sal binaria

Sal de dos elementos, un metal y un no metal, que viene de un hidrácido; por ejemplo, el NaCl.

Oxisal

Sal de un metal con un anión que tiene oxígeno, que viene de un oxácido; por ejemplo, el Na₂SO₄.

Guía para el docente

Tiempos

Preguntas para el salón

Errores típicos

Tarea sugerida

Escribir y balancear las neutralizaciones que dan el cloruro de calcio, el nitrato de potasio y el sulfato de cobre(II), y nombrar con sus dos nomenclaturas (stock y tradicional) el FeCl₂ y el Fe₂(SO₄)₃.