Sales
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
El H⁺ del ácido y el OH⁻ del hidróxido forman una molécula de agua. Quedan el Na⁺ y el Cl⁻, que forman la sal:
$$\mathrm{HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_{2}O}$$
Comprobamos que la sal es neutra: el sodio tiene +1 y el cloruro −1.
$$1 \cdot 1 + 1 \cdot \left(-1\right) = 0$$
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
El ácido pierde sus dos hidrógenos y queda el ion sulfato. Su carga es −2, una por cada hidrógeno perdido:
$$-\text{átomos de H en }\mathrm{H_{2}SO_{4}} = -2$$
El sodio tiene +1, así que hacen falta dos sodios por cada sulfato: Na₂SO₄.
$$2 \cdot 1 + 1 \cdot \left(-2\right) = 0$$
Dos H⁺ necesitan dos OH⁻: van dos NaOH y salen dos moléculas de agua.
$$\mathrm{H_{2}SO_{4} + 2NaOH \rightarrow Na_{2}SO_{4} + 2H_{2}O}$$
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
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:
$$1 \cdot 2 + 2 \cdot \left(-1\right) = 0$$
El paréntesis multiplica: en la fórmula hay seis oxígenos.
$$\text{átomos de O en }\mathrm{Ca(NO_{3})_{2}} = 6$$
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 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?
A la izquierda hay cuatro hidrógenos: dos del ácido y uno en cada KOH. Cada agua lleva dos, así que salen dos moléculas de agua.
¿Verdadero o falso? Esta neutralización está balanceada: $\mathrm{HNO_{3} + KOH \rightarrow KNO_{3} + H_{2}O}$
A cada lado hay un potasio, un nitrógeno, dos hidrógenos y cuatro oxígenos. La sal es el nitrato de potasio.
¿Verdadero o falso? Esta neutralización está balanceada: $\mathrm{H_{2}SO_{4} + NaOH \rightarrow Na_{2}SO_{4} + H_{2}O}$
Faltan sodios a la izquierda: hay uno y la sal tiene dos. Con 2NaOH y 2H₂O queda balanceada.
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.
Tres cloruros aportan −3, así que el hierro tiene +3: es el cloruro de hierro(III).
El ácido fosfórico, H₃PO₄, pierde todos sus hidrógenos al formar una sal. ¿Cuál es la carga del ion fosfato?
Pierde tres H⁺, así que el ion fosfato, PO₄³⁻, queda con tres cargas negativas.
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?
Un sulfato con −2 y un solo cobre: el cobre tiene +2. Es el sulfato de cobre(II).
En el Fe(NO₃)₃ cada nitrato tiene −1. ¿Cuál es el número de oxidación del hierro?
Hay tres nitratos (tres nitrógenos), que aportan −3. El hierro tiene +3: es el nitrato de hierro(III). El 9 es el número de oxígenos, no un número de oxidación.
¿Cuántos átomos de oxígeno hay en la fórmula del sulfato de aluminio, Al₂(SO₄)₃?
Cada sulfato tiene cuatro oxígenos y el paréntesis dice que hay tres sulfatos: 4 × 3 = 12.
¿Cómo se llama el anión que viene del ácido sulfuroso?
La terminación -oso del ácido pasa a -ito en el anión: sulfito, SO₃²⁻. El sulfato viene del ácido sulfúrico y el sulfuro, del ácido sulfhídrico.
¿Cuál es el nombre de stock del FeCl₂?
Dos cloruros con −1 suman −2, así que el hierro tiene +2. Es un cloruro, no un clorato: no hay oxígeno.
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
- Inicio · 5 min — Muestre la etiqueta de un abono o de un medicamento con nombres de sales y pida que subrayen las palabras que ya reconocen de la unidad.
- Explicación · 20 min — La neutralización con los iones H⁺ y OH⁻ dibujados; la tabla de ácidos y aniones en dos columnas (-ico/-ato, -oso/-ito) y los tres ejemplos.
- Práctica · 15 min — Preguntas y retos en parejas. Pida que escriban las cargas encima de cada ion antes de escribir la fórmula de la sal.
- Cierre · 5 min — Cada estudiante elige un ácido y un hidróxido de la unidad, escribe la neutralización balanceada y nombra la sal.
Preguntas para el salón
- ¿Por qué el ácido sulfúrico necesita dos moléculas de NaOH y el clorhídrico solo una?
- ¿Qué diferencia hay entre un sulfuro, un sulfito y un sulfato?
- ¿Por qué en Ca(NO₃)₂ hace falta el paréntesis y en CaCO₃ no?
Errores típicos
- Confundir las terminaciones: llamar sulfato al anión del ácido sulfuroso o clorato al cloruro. Ponga en una tabla el ácido, su anión y si tiene oxígeno; -uro solo para los aniones sin oxígeno.
- Olvidar el paréntesis o el subíndice afuera (escribir CaNO₃₂ o CaNO₃). Pida que cuenten los oxígenos con y sin paréntesis y comparen con las cargas.
- Balancear la neutralización ajustando solo el metal y dejar mal el agua. Recuerde la pista: tantas moléculas de agua como H⁺ del ácido que se neutralizan; después se cuentan todos los átomos.
- Sacar el número romano de un subíndice en vez de la carga del anión. Con el Fe₂(SO₄)₃ en el tablero, pregunte cuánto aportan tres sulfatos y cuántos hierros los compensan.
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.