¡Descarga recomanacions quimica y más Apuntes en PDF de Matemáticas solo en Docsity!
En l’actualitat, en el primer quadrimestre de la Fase selectiva de la Titulació
d’Enginyeria Industrial a la ETSEIB (UPC), s’imparteix Química I, que és una
assignatura obligatòria (6 crèdits). Malgrat això, una part molt important (50%) de
l’alumnat que inicia aquesta titulació no ha cursat cap assignatura de química a
Secundària.
La realitat és que, als alumnes que es troben en aquesta situació, els resulta
molt difícil assolir els coneixements necessaris per aprovar aquesta assignatura (el %
de suspensos és molt elevat). Aprovar Química I els suposa un esforç molt més gran
que a la resta. D’altra banda, també s’ha de considerar la gran heterogeneïtat amb
què ens trobem els professors degut als diferents nivells de química que tenen els
estudiants.
Per intentar aconseguir que, a l’inici del curs, tots els estudiants tinguin el nivell
mínim indispensable per poder seguir amb normalitat l’assignatura de Química I, els
professors que l’impartim hem elaborat un material bàsic de Química.
Aquest material consta de 4 temes, cadascun d’ells amb una part de teoria, i
una d’exercicis i la seva resolució. És important que els estudiants intentin fer els
exercicis proposats abans de mirar la seva resolució i, és clar, abans de l’inici del curs
acadèmic!!
TEMA1 :FORMULACIÓ I NOMENCLATURA DE QUÍMICA INORGÀNICA
Per aprendre a formular i a anomenar els compostos inorgànics, és imprescindible identificar els elements amb el seu símbol químic, a partir de la taula periòdica. A cada element d’un compost determinat se li assigna un nombre, anomenat nombre d’oxidació , que indica la quantitat d’electrons que l’àtom de l’element ha guanyat o ha perdut en aquest compost. El nombre d’oxidació va precedit del signe + si l’àtom ha perdut electrons i del signe - si n’ha guanyat.
Regles per determinar el nombre d’oxidació:
- El nombre d’oxidació d’un element lliure és sempre zero. Per exemple, el nombre d’oxidació del fluor (F 2 ), del Hidrogen (H2), del Oxigen (O (^) 2), del clor (Cl (^) 2) i del coure (Cu) és zero.
- El nombre d’oxidació d’un ió monoatòmic és igual a la seva càrrega. Per exemple, el nombre d’oxidació del Br -^ és -1 i el del ió ferro (III) Fe 3+^ és +3.
- El nombre d’oxidació de l’oxigen és -2, excepte en els peròxids (com l’aigua oxigenada H (^) 2O 2 o el peròxid de sodi Na (^) 2O) que és -1.
- El nombre d’oxidació de l’hidrogen és +1, excepte en alguns hidrurs, que és -1.
- El nombre d’oxidació dels metalls alcalins (IA) és sempre +1, el dels elements del grup del beril·li (IIA) és sempre +2 i el de l’alumini és +3.
- El nombre d’oxidació d’un element combinat amb un altre més electronegatiu és positiu, i, si està combinat amb un altre de més electropositiu, és negatiu. L’electronegativitat en general augmenta de esquerra a dreta i de baix a dalt en la taula periòdica.
- En un compost neutre, la suma algebraica dels nombres d’oxidació dels àtoms que el formen és zero.
- En un ió poliatòmic, la suma algebraica dels nombres d’oxidació dels àtoms que el formen és igual a la càrrega del ió. Per exemple, en el ió nitrat NO 3 1-^ aquesta suma val -1.
HBr Bromur d’hidrogen HI Iodur d’hidrogen H2S Sulfur d’hidrogen H2Se Sel·lenur d’hidrogen H2Te Tel·lerur d’hidrogen
- Hidràcids
- Són els compostos d’aquest últim grup formats per hidrogen amb els no-metalls dels grups VI i VII de la taula periòdica (F, Cl, Br, I, S, Se, Te). Les seves dissolucions aquoses son àcides, alliberen protons i formen l’anió corresponent. Per exemple:
HCl (^) (aq) → H+ (aq) + Cl -^ (aq)
L’àcid s’anomena amb l’arrel del nom de l’element i el sufix -hídric. L’anió s’anomena amb l’arrel del nom de l’element i el sufix -ur.
HIDRÀCID NOM ANIÓ NOM
HF (^) (aq) HCl (^) (aq) HBr (^) (aq) HI (^) (aq) HCN (^) (aq) H2S (^) (aq) H2Se (^) (aq) H2Te (^) (aq)
Àcid fluorhídric Àcid clorhídric Àcid bromhídric Àcid iodhídric Àcid cianhídric Àcid sulfhídric Àcid selenhídric Àcid tel·lurhídric
F -
Cl - Br - I - CN- S 2- Se 2- Te 2--
Ió fluorur Ió clorur Ió bromur Ió iodur Ió cianur Ió sulfur Ió seleniür
Ió tel·leriür
Pot ser que els tres darrers hidràcids, en ionitzar-se, només alliberin un sol protó; per tant, l’anió corresponent encara mantindrà un àtom d’hidrogen. Aquests anions s’anomenen amb la paraula hidrogen- com a prefix del nom de l’anió:
Formulació Nomenclatura HS - HSe - HTe -
Ió hidrogensulfur Ió hidrogenseleniür Ió hidrogentel·luriür
Nota: La fórmula d’un hidràcid és la mateixa que la de l’hidrur corresponent. L’àcid és quan l’hidrur està en dissolució aquosa. Per distingir l’àcid de l’hidrur, s’afegeix el subíndex ( aq ).
Formulació HIDRUR Formulació HIDRÀCID HF HCl HBr HI H2S H2Se H2Te H2O
Fluorur d´hidrogen Clorur d´hidrogen Bromur d´hidrogen Iodur d´hidrogen Sulfur d´hidrogen Seleniür d´hidrogen Tel·luriür d´hidrogen Aigua
HF (^) (aq) HCl (^) (aq) HBr (^) (aq) HI (^) (aq) H2S (^) (aq) H2Se (^) (aq) H2Te (^) (aq)
Àcid fluorhídric Àcid clorhídric Àcid bromhídric Àcid iodhídric Àcid sulfhídric Àcid selenhídric Àcid tel·lurhídric
ÒXIDS
Combinacions binàries de l’oxigen amb qualsevol altre element, excepte el fluor; ja que el fluor és més electronegatiu que l’oxigen (OF 2 → Fluorur d’oxigen). En els òxids, l’oxigen té nombre d’oxidació -2.
- Òxids de metalls i no metalls Formulació: E2Oe Nomenclatura òxids de metalls: Òxid de + nom de l’element (nombre d’oxidació) Nomenclatura òxids de no metalls: òxid amb el prefix grec del nombre d’atoms d’oxigen + de + nom de l’element amb el prefix grec Exemples:
Formulació Nomenclatura K2O Òxid de potassi CuO Òxid de coure (II) PbO 2 Òxid de plom(IV) NO Monòxid de nitrogen N2O Òxid de dinitrogen N2O 3 Trióxid de dinitrogen NO 2 Diòxid de nitrogen SO 2 Diòxid de sofre SO 3 Triòxid de sofre P (^) 2O 5 Pentòxid de fosfor CO Monóxid de carboni CO 2 Diòxid de carboni SiO 2 Dioxid de silici
COMPOSTOS NO BINARIS
HIDRÒXIDS (BASES)
Compostos iònics formats per l’anió hidròxid (OH -^ ) i un catió metàl·lic. Formulació: M(OH) (^) m Nomenclatura: Hidròxid de + nom del metall Exemples:
Formulació Nomenclatura NaOH Hidròxid de sodi Mg (OH) 2 Hidròxid de magnesi Fe (OH) 2 Hidròxid de ferro (II) Fe (OH) 3 Hidròxid de ferro(III)
ÀCIDS (Oxoàcids)
Són àcids que contenen oxigen en la seva composició, a més de l’hidrogen i d’un altre element, que pot ser un no metall o bé un element de transició d’elevat nombre d’oxidació (Cr, Mn, B, C, Si, N, P, As, S, Se, Te, Cl, Br, I).
Formulació: HmXxOn (fórmula general)
Normalment els oxoàcids s’obtenen a partir del seu òxid corresponent i se l’hi afegeix una molècula d’aigua.
- Si l’element té dos estats d’oxidació, el més baix s’anomena –os i el més elevat –ic , per exemple:
N(III) N2O 3 + H2O → H2N2O 4 → HNO 2 (àcid nitrós)
N(V) N (^) 2O 5 + H2O → H2N2O 6 → HNO 3 (àcid nítric)
S(IV) SO 2 + H (^) 2O → H2SO 3 (àcid sulfuros)
S(VI) SO 3 + H (^) 2O → H2SO 4 (àcid nítric)
- Si l’element té més estats d’oxidació, com els halògens, que tenen 1,3,5,7, s’anomenen hipo–os , -os , - ic , per-ic , respectivament:
Cl(I) Cl (^) 2O + H2O → H2Cl (^) 2O 2 → HClO (àcid hipoclorós)
Cl(III) Cl (^) 2O 3 + H2O → H2Cl (^) 2O 4 → HClO 2 (àcid clorós)
Cl(V) Cl (^) 2O 5 + H2O → H 2 Cl (^) 2O 6 → HClO 3 (àcid clòric)
Cl(VII) Cl (^) 2O 7 + H2O → H2Br (^) 2O 8 → HClO 4 (àcid perclòric)
- Alguns oxoàcids es poden formar amb diferent número de molècules d’aigua, rebent diferents noms
B(III) B2O 3 + H2O → H2B2O 4 → HBO 2 (àcid metabòric) B(III) HBO 2 + H2O → H2BO 3 (àcid ortobòric)
P(V) P (^) 2O 5 + H (^) 2O → H2P (^) 2O 6 → HPO 3 (àcid metafosfòric) P(V) HPO 3 + H2O → H3PO 4 (àcid ortofosfòric)
Normalment, els orto- s’anomenen només: àcid bòric o àcid fosfòric.
Sufix Significat Orto- Meta-
(més aigua) (menys aigua)
- Quan es substitueix un O per un S s’anomena tio : Per exemple: a partir de l’oxoàcid H2SO 4 (àcid sufuric), substituïm un O per un S, obtenint l’àcid tiosulfúric: H2S (^) 2O 3
- Quan s’ajunten dues molècules d’àcid amb pèrdua d’una molècula d’aigua s’anomena di- : Per exemple: 2 H2CrO 4 H 4 Cr (^) 2O 8 → H 2 Cr (^) 2O 7 + H2O àcid dicròmic 2 H2SO 4 H 4 CS (^) 4O 8 → H 2 S (^) 2O 7 + H2O àcid disulfuric
Sufix Significat Di- resultat de l’eliminació d’una molècula d’aigua entre dues molècules
NOM TRADICIONAL DELS ÀCIDS MÉS USUALS
Formulació Nom tradicional Formulació Nom tradicional
HClO HClO 2 HClO 3 HClO 4
HBrO HBrO 2 HBrO 3 HBrO 4
HIO
HIO 2
HIO 3
HIO 4
HNO 2
HNO 3
H2SO 3
H2SO 4
H2S 2O 5
H2S 2O 7
H2S 2O 3
Àcid hipoclorós Àcid clorós Àcid clòric Àcid perclòric
Àcid hipobromós Àcid bromós Àcid bròmic Àcid perbròmic
Àcid hipoiodós Àcid iodós Àcid iòdic Àcid periòdic
Àcid nitrós Àcid nítric
Àcid sulfurós Àcid sulfúric Àcid disulfurós Àcid disulfúric àcid tiosulfúric
H2SeO 3 H2SeO 4
H3PO 4 HPO 3 H4P (^) 2O 7
H3AsO 3 H3AsO 4
H2CO 3
H4SiO 4 H2SiO 3
H3BO 3 HBO 2
H2CrO 4 H2Cr (^) 2O 7
HMnO 4 H2MnO 4
àcid seleniós àcid selènic
àcid ortofosfòric (àc. fosfòric) àcid metafosfòric àcid difosfòric
àcid ortoarseniós (àc. arseniós) àcid ortoarsènic (àc. arsènic)
àcid carbònic
àcid ortosilícic (àcid sílicic) àcid metasilícic
àcid ortobòric (àc. bòric) àcid metabòric
àcid cròmic àcid dicròmic
àcid permangànic àcid mangànic
Els anions corresponents a cada oxoàcid s’anomenen amb el sufix -it , si el nom de l’àcid duia el sufix -ós , o bé amb el sufix -at , quan el nom de l’àcid es feia amb el sufix -ic.
Oxoàcid Anió -ós -ic
-it -at
• ALTRES SALS :
- Sals dels oxoàcids Quan l’anió d’un oxoàcid es combina amb un catió metàl·lic (o amb l’ió amoni). Nomenclatura: Nom de l’anió + de + nom del catió metàl·lic
Exemples:
Formulació Nomenclatura AgNO 3 Nitrat de plata Cu (^) 2CO 3 Carbonat de coure (I) LiNO 2 Nitrit de liti ZnSO 3 Sulfit de zinc Fe(IO4) 3 Periodat de ferro (III) Ca3(PO4) 2 Fosfat de calci Na 2 CO 3 Carbonat de sodi KMnO 4 Permanganat de potassi
- Sals àcides dels hidràcids i del oxoàcids Són aquelles sals en les quals no tots els hidrògens de l’àcid del qual deriven han estat substituïts per cations metàl·lics. Nomenclatura: Nom de l’anió (amb prefix hidrogen-) + de + nom del catió metàl·lic Exemples:
Formulació Nomenclatura NaHS Hidrogensulfur de sodi Ba(HSO3) 2 Hidrogensulfit de bari NaHCO 3 Hidrogencarbonat de sodi KH2PO 4 Dihidrogenfosfat de potassi
- Sals hidratades Nomenclatura: Nomenclatura de la sal + monohidratat (dihidratat, trihidratat, etc) Exemple:
Formulació Nomenclatura CoCl (^) 2.6H2O Clorur de cobalt (II) hexahidratat
Exercici 2. Anomeneu els àcids que tenen la fórmula següent:
a) HCl
b) HI
c) HNO 3
d) H 2 SO 3
e) H 2 CO 3
f) H 2 SO 4
g) H 3 PO 4
h) H 3 AsO 4
i) H 2 S
Exercici 3. Formuleu els següents oxoàcids:
a) àcid iodós
b) àcid sulfuríc
c) àcid cròmic
d) àcid perclòric
e) àcid fosfòric
f) àcid carbònic
Exercici 4. Anomeneu i formuleu els anions que teòricament són possibles dels àcids
següents:
a) HNO 2
b) H 2 SO 3
c) H 3 AsO 3
d) Àcid hipoclorós
e) Àcid carbònic
f) Àcid fosfòric
Exercici 5. Formuleu els anions que tenen els noms següents:
a) Ió nitrit
b) Ió hidrogencarbonat
c) Ió hidrogensulfat
d) Ió dihidrogenfosfat
Exercici 6. Formuleu les sals següents:
a) Perclorat de potassi
b) Nitrat d´amoni
c) Carbonat d´alumini
d) Nitrit de ferro(III)
e) Hidrogensulfur de potassi
f) Cromat de plom (II)
g) Dihidrogenfosfat de calci
h) Sulfit de coure (II)
Exercici 7. Anomeneu els compostos que tenen la fórmula següent:
a) Fe(NO 3 ) (^3)
b) NaHSO 4
c) CuSO 4
d) Mg(ClO 4 ) (^2)
Hidrur d’alumini
Òxid de mercuri (II)
OH-
NH 4 +
HCl (^) (aq)
HBr
ZnH 2
Exercici 10. Formuleu i anomeneu:
Nom Fòrmula
Òxid de bari
Àcid sulfhídric
Àcid dícròmic
Àcid fosfòric
Hidròxid de bari
CaSO 3
Na 2 S
Be(OH) (^2)
PbO
HClO 4
Exercici 11. Formuleu i anomeneu:
Nom Fòrmula
Ió perclorat
Sulfat de calci
Nitrat de magnesi
Hidrogenfosfat de bari
Àcid dicròmic
NaHCO 3
PbCl (^2)
K 2 CO 3
Mn(OH) (^3)
CdS
Exercici 12. Formuleu i anomeneu:
Nom Fòrmula
Cromat de magnesi
Hidrogensulfur d’alumini
Sulfat de zinc
Nitrit de cadmi
Permanganat de plata
H 2 MnO 4
ClO 3 -
Na 2 S 2 O 7
Fe 2 (SO 3 ) (^3)
HCO 3 -
TEMA 1. FORMULACIÓ INORGÀNICA
Exercici 0. Escriviu el símbol o anomeneu el següents elements
a) Na sodi b) Ca calci
c) Cr crom d) Co cobalt
e) Ag plata f) P fòsfor
g) Br brom h) oxigen O
i) potassi K j) magnesi Mg
k) clor Cl l) coure Cu
m) ferro Fe n) mercuri Hg
Exercici 1. Formuleu els òxids següents:
a) Òxid d´estronci SrO
b) Òxid de ferro (III) Fe 2 O 3
c) Òxid de manganès (II) MnO
d) Òxid de manganès (VII) Mn 2 O 7
e) Òxid de plom (IV) PbO 2
f) Monòxid de nitrogen NO
g) Monòxid de carboni CO
h) Òxid de coure (II) CuO
i) Òxid de coure (I) Cu2 O
j) Òxid de ferro (II) FeO
k) Peròxid d’hidrogen H 2 O 2
Exercici 2. Anomeneu els àcids que tenen la fórmula següent:
a) HCl Àcid clorhídric
b) HI Àcid iodhídric
c) HNO 3 Àcid nítric
d) H 2 SO 3 Àcid sulfurós
e) H 2 CO 3 Àcid carbònic
f) H 2 SO 4 Àcid sulfúric
g) H 3 PO 4 Àcid ortofosfòric (àc. fosfòric)
h) H 3 AsO 4 Àcid ortoarsènic (àc. arsènic)
i) H 2 S Àcid sulfhídric
Exercici 3. Formuleu els següents oxoàcids:
a) àcid iodós HIO 2
b) àcid sulfuríc H 2 SO 4
c) àcid cròmic H 2 CrO 4
d) àcid perclòric HClO 4
e) àcid fosfòric H 3 PO 4
f) àcid carbònic H 2 CO 3
Exercici 4. Anomeneu i formuleu els anions que teòricament són possibles dels àcids
següents:
a) HNO 2 nitrit: NO 2 -
b) H 2 SO 3 hidrogen sulfit: HSO 3 -^ sulfit: SO 3 2-
c) H 3 AsO 3 dihidrogen arsenit: H 2 AsO 3 -^ hidrogen arsenit: HAsO 3 2-
arsenit: AsO 3 3-
