Richiesta deluidazioni nomenclatura e bilanciamento

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Gaido

2017-07-20 04:05

Buongiorno a tutti.

Essendo nuovo del forum colgo l'occasione per presentarmi e salutare tutti i membri di questa community.

Mi sono iscritto in quanto ho alcuni dubbi riguardanti la chimica inorganica di base che vorrei chiarire perchè sto sviluppando un programma in excel per una mia utilità personale....credo che queste non saranno le uniche domande...ma inizio con queste di base:

1° -        Ci sono atomi che presentano 5 numeri di ossidazione come l'azoto (1,2,3,4,5), più -3 utilizzato per formare l'ammoniaca legandosi a 3 atomi d'idrogeno...dei 5 numeri di ossidazione elencati in precedenza come faccio ad attribuirgli il nome?...io sò che essendo un non metallo le desinenze sono:

ipo....osa

...osa

ica...

per...ica - ne deriva che ho una valenza in + e non sò quale sia tra quelle elencate (come faccio ad individuarla? vale anche per altri elementi come il Mn (Manganese)) e che nome gli attribuisco?

2° - Elementi monoatomici (costituite da 1 solo atomo e quindi nelle reazioni moltiplico per 1 il numero di ossidazione (ovviamente, senza tenere presente i coefficienti i stechiometrici). 

molecolari --> biatomici (H, N, O, F, Cl) , tetratomici (P) e con atomi 8 atomi (S). Mi confermate che sono questi o ne ho perso qualcuno?

3° - Bilanciamento degli elementi con 8 atomi --> se bilancio le masse e le cariche non faccio la semplificazione del n° di atomi (es. S2O6 = SO3) perchè altrimenti bilanciando la reazione non avrei le cariche dei reagenti uguali S8 + O2 e quindi la molecola che si forma non avrebbe carica neutra, esiste un metodo con il quale posso semplificare anche i reagenti. E' importante per calcolare successivamente i peso degli elementi attraverso le moli ma per farlo devo saper ben definire i coefficienti stechiometrici

Lo sò che sono domande semplici per voi...però preferisco chiedere ed avere un parere da persone più esperte...spero possiate aiutarmi.

Saluti.

Riassunto tavola periodica.xlsx
Riassunto tavola periodica.xlsx

LuiCap

2017-07-20 10:36

Risposta 1

La nomenclatura tradizionale dei composti binari dell'azoto con l'ossigeno la trovi a pag 5 del seguente link:

http://online.scuola.zanichelli.it/chimicafacile/files/2011/06/Espansione-6-2.pdf

Per questi composti binari è molto più semplice utilizzare la nomenclatura IUPAC che usa dei suffissi per indicare il numero di atomi dei due elementi (pag 6 e 7 del precedente link).

Il manganese, così come molti altri metalli di transizione (ad esempio, molibdeno e rutenio) è un elemento anfotero, ovvero si comporta da metallo ai numeri di ossidazione più bassi +2, +3 e +4:

MnO, monossido di manganese o ossido ipomanganoso, e forma con H2O un idrossido, MnOH, idrossido ipomanganoso

Mn2O3, triossido di dimanganese o ossido manganoso, e forma con H2O un idrossido, Mn(OH)3, idrossido manganoso

MnO2, diossido di manganese o ossido manganico, e forma con H2O un idrossido, Mn(OH)4idrossido manganico

Si comporta invece da non metallo ai numeri di ossidazione più alti, +6 e +7:

MnO3, triossido di manganese anidride manganica, e forma con H2O un idracido, H2MnO4, acido manganico

Mn2O7, eptaossido di dimanganese o anidride permanganica, e forma con H2O un idracido, HMnO4, acido permanganico.

Risposta 2

Nell'elenco degli elementi diatomici che hai fatto mancano: Br2 e I2.

Esiste anche uno ione diatomico, lo ione mercuroso: Hg2(2+), il cui numero di ossidazione è +1 per ogni atomo di mercurio.

Risposta 3

La tua richiesta di chiarimenti è alquanto confusa.

Cosa sarebbe S2O6 = SO3???

Non si dice "una molecola con carica neutra"; la carica o è positiva e allora si ha un catione, o è negativa e si ha un anione. Una molecola ha carica nulla (= 0), ovvero la somma delle cariche formali positive è uguale alla somma delle cariche formali negative.

Facciamo un esempio.

Bilanciare la seguente redox:

SnCl2 + SO3 + HCl --> SnCl4 + S8 + H2O

Sn2+ + SO3.jpg
Sn2+ + SO3.jpg

Gaido

2017-07-20 12:08

Buongiorno Luisa (le dò del lei visto che noto che è una professoressa).

Innanzitutto la ringrazio della risposta e del tempo che mi ha dedicato.

Per quanto riguarda le mie domande:

1° - La ringrazio, adesso mi è molto più chiaro il concetto.

2° - Purtroppo non mi è chiaro ancora un concetto...il cloro è Cl2 (molecola biatomica) la sua valenza è riferita al singolo atomo quindi quando andrò a fare l'anidride dovrò moltiplicare la valenza x 2 (esclusi coefficienti stechiometrici) per conoscerne la valenza...lo stesso vale per il Mercurio...è corretto?

3°  - Se vado a fare la reazione per ottenere l'anidride solforica (zolfo valenza =6) avrò:

1 (coeff.stech.) S 8 (n° atomi) +  12 O2 x (-2 - n° ox) = 4 S2O6 --> in questo modo sia le masse dei reagenti che quelle dei prodotti sono uguali perchè: 

S = 8 atomi (reagenti: 1 x 8 = 8; prodotti: 4 x 2 = 8)

O = 24 atomi (reagenti: 12 x 2 = 24; prodotti: 6 x 4 = 24)

anche le cariche sono uguali in modo da formare il prodotto anidride solforosa con carica neutra = 0

S = (n° atomi x n°valenza: 8 x 6 = 48)

O = 12 x 2 x -2 = -48 

S2O6 = 48-48 = 0

Se semplifico il prodotto ottengo SO3, ma sia le masse che le cariche dei reagenti non sono più bilanciate. perchè:

4SO3 = 4 atomi di zolfo e 12 atomi di ossigeno e nei reagenti ho 8 atomi di zolfo...e per bilanciare il numero di atomi di ossigeno gli attribuisco il coefficiente stechiometrico di 6 (6 x 2 = 12) --> carica -24.....come faccio a bilanciare lo zolfo nei reagenti?

Spero possa aiutarmi.

La ringrazio nuovamente per il tempo dedicato.

Saluti e una buona giornata.


3° - Forse devo dividere per 1/2 gli atomi di zolfo, quindi il suo coefficiente stechiometrico diventa 1/2...gli atomi diventano 4, ne deriva:

Bilanciamento masse:

S =4 + O=12 --> S=4; O=12

Bilanciamento cariche:

S = 4 x 6 = 24

O = 12 x -2 = -24

Prodotti --> 24-24 = 0 

Mi sembra che ci siamo sul punto 3...le chiedo solamente più di confermarmi il ragionamento e di rispondermi al punto 2.

Grazie ancora.

Saluti.

LuiCap

2017-07-20 14:16

Secondo me stai facendo confusione fra concetti diversi molto importanti.

Molecola di Cl2

- l'atomo di cloro (gruppo VIIA della Tavola Periodica) ha sette elettroni sull'ultimo livello energetico: [Ne]3s2 3p5

- la molecola di cloro è diatomica (Cl2) e si forma in quanto 1 e- di valenza di un atomo si lega con 1 e- di valenza dell'altro atomo per formare un legame covalente puro

- la valenza indica il numero di e- che ogni atomo mette a disposizione per formare il legame

- poiché il legame covalente si instaura tra due atomi identici aventi la stessa elettronegatività (per questo è detto puro) il numero di ossidazione complessivo di ciascun atomo di cloro è 0, ovvero la molecola ha carica nulla

Cl2.jpg
Cl2.jpg

Molecola di HCl

- l'atomo di idrogeno ha un solo elettrone sul suo unico livello energetico: 1s1

- l'atomo di cloro (gruppo VIIA della Tavola Periodica) ha sette elettroni sull'ultimo livello energetico: [Ne]3s2 3p5

- la molecola di acido cloridrico si forma in quanto l'e- di valenza dell'atomo di idrogeno si lega con 1 e- di valenza di un atomo di cloro per formare un legame covalente

- la valenza di entrambi gli atomi è 1

- poiché l'atomo di idrogeno ha elettronegatività 2,1 e l'atomo di cloro ha elettronegatività 3,0, quest'ultimo, essendo più elettronegativo, attira verso sé l'elettrone di legame dell'atomo di sodio; l'atomo di cloro ha quindi numero di ossidazione -1, mentre l'atomo di idrogeno ha numero di ossidazione +1, e complessivamente la molecola ha carica nulla

- la differenza fra valenza e numero di ossidazione è proprio il segno algebrico che sta davanti al valore numerico: H e Cl hanno valenza 1, ma numero di ossidazione +1 e -1 rispettivamente

HCl.jpg
HCl.jpg

Il numero di ossidazione è una carica formale.

Molecola di SO3

Quello che sbagli nel tuo ragionamento è che il numero di ossidazione dell'ossigeno nella molecola di O2 non è - 2, ma 0; diventa -2 nella molecola di SO3.

SO3_.jpg
SO3_.jpg

In una reazione chimica la massa si conserva SEMPRE, il numero di moli NON SEMPRE.

Gaido

2017-07-20 14:49

Perfetto.

Adesso è tutto chiaro, non avevo capito sopratutto l'ultima parte, cioè che gli elementi allo stato elementare hanno carica neutra, mentre è la molecola che si forma a prendere il numero di ossidazione degli atomi.

La ringrazio molto.

Spero di non doverla disturbare nuovamente.

Saluti e le auguro una buona giornata.

LuiCap

2017-07-20 14:57

Non continuare a scrivere "carica neutra", è sbagliato :-(

Gaido

2017-07-24 15:17

Mi scusi se la disturbo nuovamente ho una domanda piuttosto banale da farle ma  prima di addentrarmi in discorsi più complessi preferisco porre solide fondamenta...ma i metalli/semimetalli che hanno valenza +3 e +5 come vengono definiti nella nomenclatura tradizionale?

La ringrazio anticipatamente per la pazienza..

LuiCap

2017-07-24 15:25

Forse intendi dire quali composti formano gli elementi anfoteri e come si chiamano questi composti con la nomenclatura tradizionale???

LuiCap

2017-07-24 16:35

Prendiamo come esempio l'arsenico:

Arsenico con numero di ossidazione +3

4 As + 3 O2 --> 2 As2O3 anidride arseniosa

As2O3 + 3 H2O --> 2 H3AsO3 acido arsenioso: l'arsenico si comporta da non metallo

As2O3 + 3 H2S --> 3 H2O + As2S3 solfuro arsenioso: l'arsenico si comporta da metallo

H3AsO3 + 3 NaOH --> 3 H2O + Na3AsO3 arsenito di sodio: l'arsenico si comporta da non metallo

Arsenico con numero di ossidazione +5

4 As + 5 O2 --> 2 As2O5 anidride arsenica

As2O5 + 3 H2O --> 2 H3AsO4 acido arsenico: l'arsenico si comporta da non metallo

As2O5 + 5 H2S --> 5 H2O + As2S5 solfuro arsenico: l'arsenico si comporta da metallo

H3AsO4 + 3 NaOH --> 3 H2O + Na3AsO4 arseniato di sodio: l'arsenico si comporta da non metallo

Gaido

2017-07-24 16:28

Esatto

Gaido

2017-07-24 17:05

La ringrazio per la risposta..ma per i metalli di transizione e i semi-metalli come mi devo comportare?...scusi se sono insistente ma non mi è chiaro questo concetto.

La ringrazio per la pazienza...

LuiCap

2017-07-24 17:27

Un semi-metallo è un elemento che si può comportare sia da metallo che da non metallo; si dice anche che è un elemento anfotero.

Nella tavola periodica i semi-metalli sono: Al, Si, Ge, As, Sb, Te, Po, At.

I metalli di transizione che possiedono più stati di ossidazione (Cr, Mn, Mo, Ru, Rh, W, Re, Os, Ir) si comportano invece da metalli ai numeri di ossidazione più bassi e da non metalli ai numeri di ossidazione più alti.

Ti ho già fatto l'esempio per il manganese.

Per il cromo si ha:

CrO ossido cromoso

Cr2O3 ossido cromico

CrO3 anidride cromica

CrO + H2O --> Cr(OH)2 idrossido cromoso, il cromo si comporta da metallo

Cr2O3 + 3 H2O --> 2 Cr(OH)3 idrossido cromico, il cromo si comporta da metallo

CrO3 + H2O --> H2CrO4 acido cromico, il cromo si comporta da non metallo

2 H2CrO4 <--> H2O + H2Cr2O7 acido dicromico

Prova ora tu per gli altri metalli di transizione che si possono comportare sia da metalli che da non metalli.


Ti consiglio di consultare un buon testo di chimica inorganica, qualche giovane studente ti saprà, se vuole, consigliare quale.

Io a suo tempo ho studiato sul:

Mario Alberto Rollier

Chimica inorganica e principi generali della chimica

Tamburini Editore, Milano, 1972

che ancora possiedo, ma credo non sia più in commercio; magari lo trovi in qualche biblioteca.

Gaido

2017-07-24 18:24

Al = 3

Al2O3 = ossido di alluminio

Al2O3 + H2O --> Al2(OH)4 --> Al(OH)2

Bilanciamento

Al2O3 + 3 H2O --> 2 Al(OH)3 idrossido di alluminio

Mn = 2,3,4,6,7

Mn = 2 --> MnO = ossido manganoso

 MnO + H2O --> Mn(OH)2 (idrossido manganoso) si comporta da non metallo perchè crea un idrossido (non metallo + H2O = idrossido)

 

Mn = 3 --> Mn2O3 = ossido manganico

Mn2O3 + 3 H2O --> 2 Mn(OH)3 idrossido manganico si comporta da non metallo

Mn = 4 --> MnO2 = biossido di manganese

MnO2 + H2O --> H2MnO3 acido manganoso, il manganese si comporta da metallo 

Mn = 6

 

MnO3 + H2O --> H2MnO4 acido manganico, il manganese si comporta da metallo 

Mn = 7

2 Mn2O7 + 2 H2O --> H2Mn2O8 (semplificando) --> 4 HMnO4 acido permanganico, il manganese si comporta da metallo

Ho il dubbio per la valenza 4 del manganese...poi sul resto forse ci sono altri errori ma aspetto una sua risposta...le reazioni con gli idracidi non le ho prese in considerazione..ma mi sembra di capire che in entrambi i casi si comporta da metallo portando alla formazione di un sale + acqua...

Grazie per le delucidazioni e il tempo dedicato resto in attesa di una sua cortese risposta.

Cordiali saluti.


scusi ho fatto confusione tra metalli e non metalli

Al = 3

Al2O3 = ossido di alluminio

Bilanciamento

Al2O3 + 3 H2O  2 Al(OH)3 idrossido di alluminio si comporta da metallo perchè ha valenza 3

Mn = 2,3,4,6,7

Mn = 2  MnO = ossido manganoso

 MnO + H2O  Mn(OH)2 (idrossido manganoso) si comporta da metallo perchè crea un idrossido (non metallo + H2O = idrossido)

 

Mn = 3  Mn2O3 = ossido manganico

Mn2O3 + 3 H2O  2 Mn(OH)3 idrossido manganico si comporta da metallo

Mn = 4  MnO2 = biossido di manganese

MnO2 + H2O  H2MnO3 acido manganoso, il manganese si comporta da non metallo 

Mn = 6

 

MnO3 + H2O  H2MnO4 acido manganico, il manganese si comporta da non metallo 

Mn = 7

2 Mn2O7 + 2 H2O  H2Mn2O8 (semplificando)  4 HMnO4 acido permanganico, il manganese si comporta da non metallo

quimico

2017-07-24 18:47

Al(OH)2 NON si può leggere *Tsk, tsk* l'alluminio ha come unico numero di ossidazione +3 ergo come è possibile che abbia come anione coordinante solo 2 ioni idrossido?! Mah... Qui mancano le basi di chimica.

Gaido

2017-07-24 19:02

Infatti...poi l'ho riscritto corretto nel post successivo...comunque sono qua per imparare e recuperare cose che non avevo compreso appieno tanto tempo fa...portate pazienza se leggete qualche cavolata..non mi stavo occupando degli idrossidi ma degli acidi e volevo capire insieme all'insegnante come comportarmi quando ho a che fare con i metalli di transizione e i semimetalli...lei mi ha spiegato che diventano acidi o idrossidi reagendo con l'acqua a seconda del numero di ossidazione...quindi non mi ricordavo che OH prende la valenza del metallo...

LuiCap

2017-07-24 19:20

Ce ne vuole davvero molta di pazienza ;-)

Per il manganese ti ho già risposto al post n°2, i nomi corretti li trovi in quel post.

Ai numeri di ossidazione più bassi (+2 +3 +4) si comporta da metallo:

metallo + ossigeno --> ossido

ossido + acqua --> idrossido

Ai numeri di ossidazione più alti (+6 +7) si comporta da non metallo:

non-metallo + ossigeno --> anidride

anidride + acqua --> ossiacido

famiglie composti inorganici.jpg
famiglie composti inorganici.jpg

L'alluminio ha solo il numero di ossidazione +3.

4 Al + O2 --> 2 Al2O3 ossido di alluminio

Al2O3 + 3 H2O --> 2 Al(OH)3 idrossido di alluminio, l'alluminio si comporta da metallo

L'ossido di alluminio ha però un duplice comportamento: reagendo con un idrossido forma degli alluminati, cioè dei sali in cui l'alluminio si comporta da non-metallo:

Al2O3 + 6 NaOH --> 3 H2O + 2 Na3AlO3 alluminato di sodio

Anche l'alluminio metallico reagisce con un idrossido liberando H2:

2 Al + 6 NaOH --> 2 Na3AlO3 + 3 H2

Gaido

2017-07-24 19:24

Grazie.

LuiCap

2017-07-24 19:32

... che OH prende la valenza del metallo...

Questa è una sciocchezza: lo ione idrossido ha 1 carica negativa, OH- che risulta dal seguente calcolo:

(1 atomo di ossigeno con numero di ossidazione -2) + (1 atomo di idrogeno con numero di ossidazione +1) = carica dello ione

(1·-2) + (1·+1) = -1

I numeri di ossidazione sono delle cariche formali (cioè fittizie, inesistenti), mentre le cariche degli ioni sono cariche reali.

Nella molecola di Al(OH)3 occorrono perciò 3 ioni OH- per bilanciare il numero di ossidazione +3 dell'alluminio.

Gaido

2017-07-24 20:20

Va bene. Grazie.

Credo che la strada sarà lunga...comunque già che mi trovo le faccio una domanda:-)..(poi basta però...al massimo mi rifaccio sentire tra qualche giorno:-)...

Ma tutti gli:

ossidi (derivati da metalli di transizione con comportamento da non metallo) + idrossidi --> sali ternari + acqua

e

metalli (stato elementare) + idrossido --> sale ternario + idrogeno

LuiCap

2017-07-24 21:27

ossidi (derivati da metalli di transizione con comportamento da non metallo) + idrossidi --> sali ternari + acqua

Nella nomenclatura tradizionale gli ossidi che derivano da metalli di transizione con comportamento da non metallo di chiamano anidridi, perciò è:

Tutte le anidridi danno questa reazione:

anidridi + idrossidi --> sali ternari + acqua

Questo significa che, ad esempio, l'anidride cromica CrO3 (il cromo è un metallo di transizione) reagisce con NaOH allo stesso modo dell'anidride ipoclorosa Cl2O (il cloro è un non-metallo):

CrO3 + 2 NaOH --> H2O + Na2CrO4 cromato di sodio

Cl2O + 2 NaOH --> H2O + 2 NaClO ipoclorito di sodio

metalli (stato elementare) + idrossido --> sale ternario + idrogeno

Qui entriamo in un discorso più complesso che riguarda di potenziale di riduzione standard che non mi sembra il caso di tirar fuori ora. In ogni caso la risposta è no.

Toglimi una curiosità: lo scopo di tutte queste domande è quello di imparare come si scrivono le formule dei composti partendo dalla nomenclatura tradizionale e viceversa???

Se è così ti consiglio di concentrare il tuo studio sul link che ti ho già indicato:

http://online.scuola.zanichelli.it/chimicafacile/files/2011/06/Espansione-6-2.pdf

Gaido

2017-07-25 01:46

La ringrazio.

Lo scopo per il momento era quello...avevo letto parte dell'articolo citato nel link e alcuni libri a mia disposizione...ma non riuscivo a capire a quali numeri di ossidazione o di valenza dei metalli di transizione si intendevano basso e alto...adesso mi è chiaro...Grazie ancora...