Oxácidos

   
 
 
¿Qué son? ¿Cómo se nombran?  |  Si nos dan la fórmula  |  Si nos dan el nombre  |  Ejemplos  |  Nomenclatura sistemática de la IUPAC  |  Ejercicios 
   

Introducción

      
La electricidad pasó de ser una mera curiosidad a constituir una preocupación fundamental de la ciencia y de la tecnología en el siglo XIX, cuando Alejandro Volta inventó la pila eléctrica. Las pilas utilizan como fuente las propiedades internas de diferentes metales para producir energía eléctrica. Las baterías de plomo se puden recargar y emplean como electrolito el ácido sulfúrico.
La batería eléctrica - El Universo Mecánico

 

¿Qué son?

    Se llaman oxácidos u oxoácidos, y obedecen a una fórmula general: 

HaXbOc  

en la que X es normalmente un no metal, pero a veces también puede ser un metal de transición que se encuentra en un número de oxidación elevado, como Cr+6, Mn+6 o Mn+7.

¿Cómo se nombran?

    Este es el único tipo de compuestos en el que permanece la nomenclatura antigua. La IUPAC propone una nueva nomenclatura, que aún está poco extendida dado que cuesta bastante deshabituarse de decir, por ejemplo ácido sulfúrico, que es un compuesto  de uso frecuente, a decir dihidrogeno(tetraoxidosulfato), como propone la IUPAC. Ella misma admite como válida la  nomenclatura tradicional en este tipo de compuestos.

Nomenclatura tradicional.

    Para aprender a formular este tipo de compuestos hay que conocer los números de oxidación con los que los no metales pueden actuar. Estos son los siguientes

Halógenos +1, +3, +5, +7
Calcógenos +4, +6
Grupo do N +3, +5
Grupo do C +4

    Si nos dan la fórmula del ácido tenemos que deducir el número de oxidación del elemento central X (+n), será igual al doble de oxígenos que tenga menos los hidrógenos. Si del elemento central tenemos varios átomos el resultado lo dividimos por ese número.

    Cuando un elemento presenta más de un número de oxidación posible se emplean unos prefijos y unos sufijos concretos. Como el número más elevado de posibles números de oxidación para un elemento (en los casos que vamos a estudiar) es cuatro nos referiremos a estos casos.

    Para el número de oxidación MÁS BAJO se antepone al nombre del elemento central el prefijo HIPO- (del griego hypo, inferior) y detrás del nombre el sufijo -OSO.

    Para el número de oxidación BAJO se añade al nombre del elemento central el sufijo -OSO.

    Para el número de oxidación ALTO se añade al nombre del elemento central el sufijo -ICO.

    Para el número de oxidación MÁS ALTO se añade el prefijo PER- (del griego hyper, superior) y el sufijo -ICO.

Número de oxidación Ácido

Más alto

Alto

Bajo

Más bajo

per-      -ico

            -ico

            -oso

hipo-    -oso

     Otros prefijos que debemos conocer son los prefijos meta- y orto- : De algunos ácidos se conocen dos formas, que se diferencian en el número de hidrógenos y oxígenos, de forma que parecen diferenciarse en un determinado número de moléculas de agua H2O.  Por ejemplo, tenemos dos ácidos peryódicos: el HIO4 y el H5IO6, éste es como si tuviera 2 moléculas de agua más que el primero. El prefijo meta- se utiliza para indicar el ácido que tiene menor contenido en agua y el prefijo orto- se utiliza para indicar el ácido que tiene mayor contenido en agua. HIO4 es el ácido metaperyódico y H5IO6 es el ácido ortoperyódico.

Si nos dan la fórmula

    En la fórmula: Deducimos el número de oxidación del elemento central, como vimos es el doble de los oxígenos menos los hidrógenos, y según sea (más alto, alto, bajo,  o más bajo) ponemos la terminación que corresponda (per-  -ico, -ico, -oso, o hipo-  -oso). 

 

Si nos dan el nombre

    En el nombre: A partir de los prefijos y sufijos deducimos el número de oxidación del elemento central. El hidrógeno tiene número de oxidación +1 y el oxígeno -2. Buscamos luego unos coeficientes que hagan que la carga aportada por los oxígenos sea igual y de signo contrario a la aportada por los hidrógenos y el elemento central. 

 

Ejemplos

    Los oxácidos más comunes son:

    HALÓGENOS: números de oxidación: +1, +3, +5, +7.   Dan oxácidos o Cl, Br, I pero non o F.

 Nº de oxidación (+1): HClO   ácido hipocloroso
 Nº de oxidación (+3): HClO2   ácido cloroso
 Nº de oxidación (+5): HClO3  ácido clórico
 Nº de oxidación (+7): HClO4     ácido perclórico

  El oxácido correspondiente al número de oxidación +3 para el yodo (I) no tiene existencia real y tampoco se conoce ningún derivado suyo.

    CALCÓXENOS: números de oxidación: +4, +6.   Estudiaremos los oxácidos del S, Se, Te.

 Nº de oxidación (+4): H2SO3     ácido sulfuroso
 Nº de oxidación (+6): H2SO4   ácido sulfúrico

    NITROGENOIDEOS: números de oxidación: +3, +5. Estudiaremos los oxácidos del N, P, As.

 Nº de oxidación (+3): HNO2  ácido nitroso
 Nº de oxidación (+5): HNO3  ácido nítrico
 También se conoce el de N+1 :H2N2O2  ácido hiponitroso

    Hay que recordar que los oxácidos de P e As son distintos a los de N ya que el número de H que llevan es 3. Estos ácidos con dos hidrógenos más, se denominan ácidos orto-, aunque no es muy utilizado dicho prefijo, pues los ácidos meta no se conocen.

 Nº de oxidación (+3): H3PO3   ácido fosfónico,  fosforoso u ortofosfónico
 Nº de oxidación (+5): H3PO4  ácido fosfórico u ortofosfórico

    CARBONO Y SILICIO: número de oxidación: +4.

 Nº de oxidación (+4): H2CO3  ácido carbónico 
 Nº de oxidación (+4): (H2SiO3)n  ácidos metasilícicos
 Nº de oxidación (+4): H4SiO4  ácido ortosilícico

    CROMO Y MANGANESO: No sólo forman ácidos los no metales sino también muchos de los metales de transición, por ejemplo el Cr y Mn.

 Nº de oxidación (+6): H2CrO4  ácido crómico
 Nº de oxidación (+6): H2Cr2O7  ácido dicrómico
 Nº de oxidación (+6): H2MnO4  ácido mangánico
 Nº de oxidación (+7): HMnO4  ácido permangánico

 

Nomenclatura sistemática de la IUPAC

      Recuerda que el objetivo de la nomenclatura sistemática es que el nombre refleje la composición del compuesto, y hoy en día se pide más, que incluso refleje la composición estructural del compuesto. Así para los oxácidos la IUPAC propone en las normas 2005 dos nomenclaturas, aparte de admitir como válida la tradicional que has estudiado arriba, una es la nomenclatura de adición y otra es la nomenclatura de hidrógeno.

      La nomenclatura de adición se basa en la estructura de los ácidos, nombrando de diferente forma los oxígenos que están unidos a los hidrógenos ácidos (hidroxido),  los oxígenos unidos únicamente al elemento central (oxido). Cada uno de estos nombres se acompaña de los prefijos pertinentes: di-, tri-, tetra-, etc. y se nombran por orden alfabético seguidos del nombre del átomo central

Prefijo-hidroxido-prefijo-oxido-ELEMENTO CENTRAL

      La nomenclatura de hidrógeno se basa en nombrar con un prefijo: di-, tri-, tetra-, etc. los hidrógenos del ácido (se usa la palabra "hidrogeno" sin tilde pero enfatizada en la sílaba "dro") seguido del nombre de adición del anión terminado en "-ato" entre paréntesis y unido sin espacios a la palabra "hidrogeno".

Prefijo-hidrógeno(prefijo-oxido-ELEMENTO CENTRAL-ato)

Fórmula F. Estructural

Nomenclatura de adición

Nomenclatura de hidrógeno

HClO Cl(OH)  hidroxidocloro  hidrogeno(oxidoclorato)
HClO2 ClO(OH)  hidroxidooxidocloro  hidrogeno(dioxidoclorato)
HClO3 ClO2(OH)  hidroxidodioxidocloro  hidrogeno(trioxidoclorato)
HClO4 ClO3(OH)  hidroxidotrioxidocloro  hidrogeno(tetraoxidoclorato)
H2SO3 SO(OH)2  dihidroxidooxidoazufre  dihidrogeno(trioxidosulfato)
H2SO4 SO2(OH)2  dihidroxidodioxidoazufre  dihidrogeno(tetraoxidosulfato)
HNO2 NO(OH)  hidroxidooxidonitrógeno  hidrogeno(dioxidonitrato)
HNO3 NO2(OH)  hidroxidodioxidonitrógeno  hidrogeno(trioxidonitrato)
H3PO3 P(OH)3  trihidroxidofósforo  trihidrogeno(trioxidofosfato)
H3PO4 PO(OH)3  trihidroxidooxidofósforo   trihidrogeno(tetraoxidofosfato)
H2CO3 CO(OH)2  dihidroxidooxidocarbono  dihidrogeno(trioxidocarbonato)
H4SiO4 Si(OH)4  tetrahidroxidosilicio  tetrahidrogeno(tetraoxidosilicato)
H2CrO4 CrO2(OH)2  dihidroxidodioxidocromo  dihidrogeno(tetraoxidocromato)
H2Cr2O7 (HO)Cr(O)2OCr(O)2(OH)  μ-oxidobis(hidroxidodioxidocromo)*  dihidrogeno(heptaoxidodicromato)
H2MnO4 MnO2(OH)2  dihidroxidodioxidomanganeso   dihidrogeno(tetraoxidomanganato)
HMnO4 MnO3(OH)  hidroxidotrioxidomanganeso  hidrogeno(tetraoxidomanganato)

* En los ejercicios se usará en vez de la letra griega "μ" la letra "m", pero sólo por necesidades del teclado.

 

Ejercicios

En Fórmulas tienes un ejercicio para escribir los nombres de estas sustancias y comprobar los resultados. También tienes la solución del ejercicio.

En Nombres tienes un ejercicio para escribir las fórmulas de estas sustancias y comprobar los resultados. Las fórmulas las tienes que introducir sin subíndices, por ejemplo agua = H2O. También tienes la solución del ejercicio..

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