Química 1-2: Oxigeno sobre los Elementos (1.1)

(Síntesis y Respuestas de Ejercicios de la Unidad 2 "Oxigeno sobre los elementos")

UNIDAD 2

Oxigeno sobre los Elementos

REACCIONES DE OXIGENO

(Síntesis 1)

El oxígeno es un elemento que abunda mas en el planeta Tierra, este elemento forma el 50% en masa de la corteza terrestre y el 21% en volumen de la atmósfera, de lo cual es componente activo del aire, se encuentra presente en el agua y como óxidos con otros elementos. Reacciona tanto con metales como con no metales. El oxigeno es el segundo no metal de reactividad química, después del flúor. Existen dos alótropos del oxígeno, el más común es la molécula diatómica "O2", el otro es el ozono que es una molécula triatómica "O3".

Para presentar la reacción química de un fenómeno, es representado a través de una ecuación química , que nos muestra los cambios que se llevan a cabo la reacción, con esto podemos describir las variaciones que se realizan cuando se oxidan los elementos metálicos y no metálicos en presencia de oxígeno y con el auxilio de la energía calorífica.

Reacción con metales

Cuando el oxigeno esta al contacto con un metal, forman un oxido. Un caso con la cual ocurre una reacción del oxigeno y un metal, es la que ocurre con el magnesio al someterlo a la reacción de oxidación en una flama, ya que desprende una intensa luz blanca y se convierte en un sólido blanco muy frágil; de lo cual forma un óxido llamado óxido de magnesio. De lo que su formula para representar la reacción que ocurrio es:

Ahora hablando matemáticamente se dice que el producto final tiene un coeficiente 2 precediendo a la fórmula MgO, con esta formula se condensa el resultado de lo cual representa el oxido de magnesio.

Si se considera que la fórmula se escribe como el resultado del entrecruzamiento de valencias, (2+) para el magnesio (Mg) y (2-) para el oxígeno (O), se representa la fórmula como Mg2O2. Al escribir las fórmulas, se considera la expresión mínima a través de su mínimo común divisor, en este caso al dividir 2/2=1.

La fórmula de un compuesto tiene que ser eléctricamente neutra, de lo cual se cumple con la condición, para el óxido de magnesio MgO (2+)(2-)= 0 .

Reacción con no metales

Cuando el oxigeno forma un oxido con un metal, ocurre lo mismo con un no metal. Un ejemplo de ello es el carbono, cuando éste es sometido a la reacción de oxidación en la flama, se lleva a cabo una combustión por parte del carbono y desprende el gas llamado monóxido de carbono. De lo que hablando de la valencia puede formar diferentes reacciones; en la posibilidad cuando la valencia de intercambio del carbono es la mayor, forma el dióxido de carbono.

Al tener dos posibilidades de diferentes de reacciones se puede formar una de dos,ya sea dos moléculas de monóxido de carbono. Y la otra posibilidad es cuando el carbono actúa con la valencia de 4+, de lo que da dióxido de carbono:

FORMULAS DE ÓXIDOS METÁLICOS

(Ejercicio 1)

REACCIONES DE OXIDO CON AGUA

(Síntesis 2)

Con la formación de óxidos ya sea metálicos como no metálicos, es factible combinarlos con agua para formar nuevos compuestos. En el caso de los óxidos metálicos cuando están al contacto con el agua forman hidróxidos. Ahora tomando el caso del oxido de magnesio en contacto con el agua ocurre una reacción:

En caso que se forme un oxido no metálico en presencia de agua forman ácidos, que son del tipo oxiácido. Otra caso con respecto a un acido tipo oxiacido es el dióxido de carbono o anhídrido carbónico al reaccionar con agua, produce una molécula de ácido carbónico.

Para dar explicación a la reacción del ácido sulfúrico matemáticamente sólo se sumo la cantidad de elementos que intervienen en la síntesis de los ácidos, empezando por el ácido representado por los hidrógenos, después el no metal y al final la cantidad de oxígenos que intervienen en la ecuación para formar ácidos.

HIDRÓXIDOS Y ÁCIDOS

(Ejercicio 2)

LABORATORIO VIRTUAL

(Hipótesis, Contrastacion de sustancias y Conclusiones)

1.1

1.2

REGLAS DE NOMENCLATURA
(Síntesis 3)

Existen varios tipos de reglas que se dan para nombrar y representar con símbolos y fórmulas a los elementos y compuestos químicos que existen, de lo que es la nomenclatura química. Existen tres sistemas de nomenclatura aceptadas internacionalmente, donde se agrupan y nombran a los compuestos inorgánicos que son:

Sistema de nomenclatura estequimétrico o sistemático de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC).
Sistema de nomenclatura funcional, clásico o tradicional.
Sistema de nomenclatura Stock.

En cada nomenclatura, tiene unos puntos especificos para nombrar y formar un oxido metálico, un oxido ácido, un hidróxido, un ácido o un hidracido.

Óxidos Metálicos

Un oxido metálico es la reacción que hay entre el oxigeno y metales y al estar con el agua forma una base. De lo que puede formar:

Nomenclatura Stock

Para nombrar un oxido metálico, se tiene que poner la palabra genérica óxido acompañado de la preposición "de" despues el nombre del metal con el que se combinó, un ejemplo de lo antes dicho es el "óxido de calcio". Tomando en cuenta el ejemplo hay posibilidad de tener el mínimo común divisor entre los valores de lo que da como resultado: CaO óxido de calcio. Representado de 2 formas:

Ahora cuando un metal presenta más de una valencia, estos se nombran con la palabra genérica óxido acompañando de la preposición "de" y después el nombre del metal, escribiendo entre paréntesis con número romano el valor de la valencia, como es el caso del oxido de níquel, de lo que el níquel tiene 2 valencias ya sea +2 y +3:

Nomenclatura funcional,clásico o tradicional

Los compuestos (óxidos metálicos) se nombran con la palabra genérica óxido seguida del nombre del metal con el sufijo "oso" para el valor menor de la valencia y con el sufijo "ico" cuando el valor de su valencia es mayor, como lo es el níquel:

Nomenclatura IUPAC

La nomenclatura IUPAC dice que los compuestos (óxidos metálicos) se nombran a partir de la cantidad de elementos que los constituyen, como el níquel: NiO se nombra Monóxido de níquel y el Ni2O3 Trióxido de de níquel.

Óxidos ácidos

Un oxido base se forma con la combinación del oxígeno con un no metal y al reaccionar con agua producen ácidos del tipo oxiácido. De lo cual son llamados óxidos no metálicos u óxidos ácidos o anhídridos.

Nomenclatura Stock

En un oxido ácido para nombrar el nombre del oxido de usa la palabra óxido acompañada de la preposición "de", luego el nombre del no metal expresando con número romano el valor de la valencia con la que esta presente con el oxígeno, como lo es el carbono:

Nomenclatura funcional, clásico o tradicional

Para los óxidos ácidos, de igual manera se pueden nombrar con la palabra genérica anhídrido acompañada del nombre del no metal con el sufijo "oso" para el valor de la menor valencia e "ico" y para el valor de la mayor valencia, retomando de ejemplo el carbono:

Ahora tomando en cuenta que cuando el no metal presenta más de dos valencias como el cloro se quedan los sufijos de "oso" e "ico" y se utiliza otros mas: el prefijo "hipo" de lo cual su significado es "inferior o debajo", y el prefijo hiper o per que significa "mayor o superior":

Nomenclatura IUPAC

Para los de compuestos de oxido ácido en la nomenclatura IUPAC, estas se nombran a partir de la cantidad de elementos que conformen a su representación simbólica, usando las raíces griegas de los números correspondientes, un ejemplo claro es el mismo cloro:

Cuando un no metal presenta mas de dos valecias, como el carbono tomando de ejemplo de nuevo tiene dos valencias positivas 2+ y 4+, al momento de interactuar con el número de valencia 2+ al combinarse con el oxígeno 2-, se forma el monóxido de carbono, y cuando la combinación se lleva a cabo con la valencia 4+:

Hidróxidos

Un hidróxido se forma por la obtención de un oxido metálico o un oxido básico combinado con el agua:

Nomenclatura

Al tener un óxido metálico, al combinarse con agua forma un hidróxido, también llamado "base", un ejemplo es el níquel:

Nomenclatura funcional, clásica o tradicional

En esta nomenclatura se queda la nombracion a los compuestos derivados de los óxidos metálicos formando los hidróxidos y de lo que al mismo tiempo se conservan los sufijos “oso” para el valor menor de la valencia e “ico” para el valor mayor, como este caso del níquel:

Nomenclatura IUPAC

En la nomenclatura IPUAC de igual manera se considera la cantidad de elementos que constituyen el compuesto, retomando otra vez de ejemplo al níquel.

Para combinar directamente el metal en forma de ion positivo con el radical hidroxilo con valencia 1- (OH)1-, se hace un cruzado tomando en cuente de ejemplo al calcio:

Ácidos

Al tener un óxido no metálico y al combinarse con agua forma un ácido de tipo oxiácido, de lo cual se llaman de esa manera porque en su estructura está presente el oxígeno y la calidad ácida será determinada por la presencia del hidrógeno:

Nomenclatura Stock

En esta nomenclatura al no metal se acompaña con el sufijo "ato", seguido del valor de la valencia del no metal y al final se pone el de hidrógeno:

Nomenclatura funcional,clásica o tradicional

Al momento que los óxidos no metálicos se adjuntan con el agua por síntesis o adición forman su ácido, de lo cual se nombran de nombre de provincia "ácido" de lo cual se conserva sustituyendo el nombre de anhídrido. Para formar los ácidos se parte de su óxido o anhídrido en presencia de agua:

Nomenclatura IUPAC

Se considera la cantidad de elementos que conforman el ácido:

Hidracido

Un hidracido se forma con la combinación de hidrógeno (H+) como ión positivo y un no metal (NM-) como ión negativo.

Nomenclatura Stock

Su nombre empieza con el no metal con el sufijo "uro" acompañado de la preposición "de" y despues la palabra hidrógeno natural. Como el flúor:

Nomenclatura tradicional,clásica o tradicional y IUPAC

Para la determinación de los ácidos en estas nomenclaturas son las mismas de lo cual en éstas se nombran con la palabra genérica ácido acompañada del nombre del no metal con el que se combinó y con sufijo "hídrico",en disolución acuosa:

NOMENCLATURA

(Ejercicio 3)

BALANCEO

(Síntesis 4)

El balanceo es el neutralizar el número de átomos de cada elemento entre los "reactivos" y en los "productos", de lo cual verifica la Ley de la Conservación de la Materia (La materia no se crea ni se destruye solo se transforma). Al momento de escribir y balancear una ecuación química de una forma acertada, es necesario tener en cuenta estos puntos:

Revisar que la ecuación química esté completa y bien correctamente escrita.

Ver si se encuentra balanceada.

Balancear primero los metales, los no metales y por ultimo el oxígeno y el hidrógeno presentes en la ecuación química.

Escribir los números necesarios como coeficiente al inicio de cada compuesto.

Contar el número de átomos multiplicando el coeficiente con los respectivos subíndices de las fórmulas y sumar los átomos que estén de un mismo lado de la ecuación.

Verificar el balanceo final y reajustar si es necesario.

Balanceo de un fenómeno de neutralizacion

En una ecuación química mas compleja , donde se representa un fenómeno de neutralización,que es la reacción de un ácido y una base, para formar una sal y agua, tienen unos criterios que seguir que son:

Observar que la ecuación química esté completa y bien escrita.

Contar el número de elementos existentes en dicha ecuación del lado de los reactivos y después los correspondientes a los productos, empezando por: metales, no metales, dejando para el final al oxígeno e hidrógeno.

Al hacer el conteo de cada lado, se recomienda indicar con coeficientes la igualación de la cantidad de átomos de los elementos que intervienen en la representación de una reacción química.