Esercizio - nomenclatura di ossidi, acidi, idrossidi e sali

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Teoria: Nomenclatura, numeri di ossidazione e bilanciamento delle reazioni.

Testo.

Dare il nome (IUPAC e, dove esiste, tradizionale) alle sostanze: $\text{Na}_2\text{O}$ , $\text{Fe}_2\text{O}_3$ , $\text{SO}_3$ , $\text{Al(OH)}_3$ , $\text{H}_2\text{SO}_3$ , $\text{HClO}_3$ , $\text{CaCO}_3$ , $\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3$ , $\text{KMnO}_4$ , $\text{NaHCO}_3$ .
Scrivere la formula di: ossido di alluminio; diossido di zolfo; idrossido di bario; acido fosforico; acido nitroso; ipoclorito di sodio; fosfato di calcio; nitrato di ammonio; dicromato di potassio; solfato di rame(II) pentaidrato.
Scrivere e bilanciare le reazioni: (a) $\text{Na}_2\text{O}$ con acqua; (b) $\text{SO}_3$ con acqua; (c) $\text{Ca(OH)}_2$ con $\text{H}_3\text{PO}_4$ (sale neutro); (d) $\text{CaO}$ con $\text{CO}_2$ .
Domanda teorica: che differenza c'è fra un ossido basico e uno acido? Dove si colloca nella tavola periodica ciascun tipo?

1. Dalla formula al nome

Si identificano la classe del composto e i numeri di ossidazione.

formula	classe e ragionamento	nome
$\text{Na}_2\text{O}$	ossido basico, Na $+1$	ossido di sodio
$\text{Fe}_2\text{O}_3$	ossido basico; $2x = 6\Rightarrow$ Fe $+3$	ossido di ferro(III) (tradizionale: ossido ferrico)
$\text{SO}_3$	ossido acido (non metallo)	triossido di zolfo (anidride solforica)
$\text{Al(OH)}_3$	idrossido, Al $+3$	idrossido di alluminio
$\text{H}_2\text{SO}_3$	ossiacido; S: $2 + x - 6 = 0\Rightarrow +4$ (n.o. più basso del solforico)	acido solforoso
$\text{HClO}_3$	ossiacido; Cl $+5$	acido clorico
$\text{CaCO}_3$	sale: $\text{Ca}^{2+}$ e $\text{CO}_3^{2-}$	carbonato di calcio
$\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3$	sale: 3 solfati ( $-6$ ), quindi 2 Fe con $+6$ : Fe $+3$	solfato di ferro(III) (solfato ferrico)
$\text{KMnO}_4$	sale: $\text{K}^+$ e $\text{MnO}_4^-$ (Mn $+7$ )	permanganato di potassio
$\text{NaHCO}_3$	sale acido dello ione $\text{HCO}_3^-$	idrogenocarbonato di sodio (bicarbonato di sodio)

2. Dal nome alla formula

Si scrivono gli ioni con le loro cariche e si bilanciano con gli indici.

nome	ioni	formula
ossido di alluminio	$\text{Al}^{3+}$ , $\text{O}^{2-}$ : $2\cdot 3 = 3\cdot 2$	$\text{Al}_2\text{O}_3$
diossido di zolfo	prefissi: 1 S, 2 O	$\text{SO}_2$
idrossido di bario	$\text{Ba}^{2+}$ , $\text{OH}^-$	$\text{Ba(OH)}_2$
acido fosforico	$\text{H}^+$ e $\text{PO}_4^{3-}$	$\text{H}_3\text{PO}_4$
acido nitroso	stesso N di $\text{HNO}_3$ ma con un O in meno ( $\text{NO}_2^-$ )	$\text{HNO}_2$
ipoclorito di sodio	$\text{Na}^+$ , $\text{ClO}^-$	NaClO
fosfato di calcio	$\text{Ca}^{2+}$ , $\text{PO}_4^{3-}$ : $3\cdot 2 = 2\cdot 3$	$\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2$
nitrato di ammonio	$\text{NH}_4^+$ , $\text{NO}_3^-$	$\text{NH}_4\text{NO}_3$
dicromato di potassio	$\text{K}^+$ , $\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-}$	$\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$
solfato di rame(II) pentaidrato	$\text{Cu}^{2+}$ , $\text{SO}_4^{2-}$ , 5 acqua	$\text{CuSO}_4\cdot 5\,\text{H}_2\text{O}$

3. Reazioni

(a) Ossido basico $+$ acqua $\to$ idrossido: $\text{Na}_2\text{O} + \text{H}_2\text{O}\to 2\,\text{NaOH}$ . Conteggio: Na $2 = 2$ ✓; O: a sinistra $1 + 1 = 2$ , a destra $2$ ✓; H: $2 = 2$ ✓.

(b) Ossido acido $+$ acqua $\to$ ossiacido: $\text{SO}_3 + \text{H}_2\text{O}\to\text{H}_2\text{SO}_4$ . Atomi: S 1, O $3 + 1 = 4$ , H 2 ✓.

(c) Neutralizzazione: $\text{Ca(OH)}_2 + \text{H}_3\text{PO}_4\to\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2 + \text{H}_2\text{O}$ . Il sale ha 3 Ca e 2 P: $3\,\text{Ca(OH)}_2 + 2\,\text{H}_3\text{PO}_4\to\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2 + 6\,\text{H}_2\text{O}$ . Controllo: H a sinistra $3\cdot 2 + 2\cdot 3 = 12$ , a destra $6\cdot 2 = 12$ ✓; O a sinistra $3\cdot 2 + 2\cdot 4 = 14$ , a destra $8 + 6 = 14$ ✓.

(d) Ossido basico $+$ ossido acido $\to$ sale: $\text{CaO} + \text{CO}_2\to\text{CaCO}_3$ (già bilanciata; è l'inverso della decomposizione del calcare).

4. Domanda teorica

Gli ossidi basici sono quelli dei metalli (a sinistra e al centro della tavola, bassa elettronegatività): sono composti ionici con $\text{O}^{2-}$ , che con l'acqua danno idrossidi ( $\text{O}^{2-} + \text{H}_2\text{O}\to 2\,\text{OH}^-$ ) e reagiscono con gli acidi. Gli ossidi acidi (anidridi) sono quelli dei non metalli (in alto a destra): composti covalenti che con l'acqua danno ossiacidi e reagiscono con le basi. Gli intermedi sono anfoteri ( $\text{Al}_2\text{O}_3$ , ZnO). Il carattere acido cresce con il numero di ossidazione dell'elemento: $\text{MnO}$ (basico), $\text{Mn}_2\text{O}_7$ (acido).

Errori comuni

Confondere i suffissi: acido -ico $\to$ sale -ato, acido -oso $\to$ sale -ito.
Dimenticare il numero di ossidazione di metalli di transizione (ferro(II) e (III)).
Cambiare l'indice di una formula per bilanciare invece del coefficiente.
Scrivere $\text{Ca}_2(\text{PO}_4)_3$ invece di $\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2$ (indici incrociati sbagliati).

Versione ripasso

Testo. Nomi di $\text{Na}_2\text{O}$ , $\text{Fe}_2\text{O}_3$ , $\text{SO}_3$ , $\text{Al(OH)}_3$ , $\text{H}_2\text{SO}_3$ , $\text{HClO}_3$ , $\text{CaCO}_3$ , $\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3$ , $\text{KMnO}_4$ , $\text{NaHCO}_3$ ; formule dei dieci nomi; quattro reazioni; ossidi basici e acidi.

Soluzione

Ossido di sodio; ossido di ferro(III); triossido di zolfo; idrossido di alluminio; acido solforoso (S $+4$ ); acido clorico (Cl $+5$ ); carbonato di calcio; solfato di ferro(III); permanganato di potassio; idrogenocarbonato di sodio.
$\text{Al}_2\text{O}_3$ , $\text{SO}_2$ , $\text{Ba(OH)}_2$ , $\text{H}_3\text{PO}_4$ , $\text{HNO}_2$ , NaClO, $\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2$ , $\text{NH}_4\text{NO}_3$ , $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ , $\text{CuSO}_4\cdot5\text{H}_2\text{O}$ .
$\text{Na}_2\text{O} + \text{H}_2\text{O}\to2\text{NaOH}$ ; $\text{SO}_3 + \text{H}_2\text{O}\to\text{H}_2\text{SO}_4$ ; $3\text{Ca(OH)}_2 + 2\text{H}_3\text{PO}_4\to\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2 + 6\text{H}_2\text{O}$ ; $\text{CaO} + \text{CO}_2\to\text{CaCO}_3$ .
Ossidi dei metalli: basici (ionici, danno idrossidi); dei non metalli: acidi (danno ossiacidi); $\text{Al}_2\text{O}_3$ , ZnO anfoteri.

Errori comuni: suffissi -ico/-oso scambiati con -ato/-ito; n.o. del ferro dimenticato; indici cambiati.

Teoria collegata

Nomenclatura, numeri di ossidazione e bilanciamento delle reazioni