Resumen de Guía de Química III: Conceptos y Aplicaciones
Guía de Química III: Conceptos y Aplicaciones – Resumen Completo
Introducción
Este material recopila problemas, ejercicios y respuestas de autoevaluaciones relacionados con unidades didácticas sobre nomenclatura inorgánica básica y cálculos de concentración porcentual. Está pensado para estudiantes que trabajan en forma independiente (Not attending). Se explica paso a paso cómo resolver problemas típicos: fórmulas y nombres de sales simples y ejercicios de porcentajes (% m/v, % v/v, % m/m).
Objetivos
- Identificar fórmulas y nomenclatura de sales formadas por cationes y aniones comunes.
- Calcular concentraciones porcentuales masa-volumen, volumen-volumen y masa-masa.
- Resolver ejercicios prácticos y verificar resultados con ejemplos resueltos.
Parte 1: Formación de sales y nomenclatura
Conceptos clave
Una sal está formada por un catión (ión positivo) y un anión (ión negativo) que se combinan para formar un compuesto neutro. La fórmula se obtiene balanceando las cargas.
Nomenclatura: para cationes metálicos se usa el nombre del metal y, si el metal tiene más de una valencia, se indica la valencia en números romanos entre paréntesis. Para aniones polyatómicos se emplea su nombre común, por ejemplo nitrato y fosfato.
Paso a paso para escribir fórmulas
- Anotar las cargas del catión y del anión en notación superscrita: por ejemplo $\mathrm{K^{+}}$, $\mathrm{Pb^{4+}}$, $\mathrm{Hg^{2+}}$, $\mathrm{NO_3^{-}}$, $\mathrm{PO_4^{3-}}$.
- Determinar la proporción de iones necesaria para que la suma de cargas sea cero.
- Escribir la fórmula con subíndices enteros más pequeños que balanceen cargas.
- Nombrar la sal: nombre del catión + nombre del anión.
Ejemplos: cationes dados con nitrato y fosfato
- Para $\mathrm{K^{+}}$ con nitrato $\mathrm{NO_3^{-}}$: la combinación necesita 1 catión y 1 anión, fórmula $$\ce{KNO3}$$ Nombre: nitrato de potasio.
- Para $\mathrm{K^{+}}$ con fosfato $\mathrm{PO4^{3-}}$: se necesitan 3 cationes para neutralizar una unidad de fosfato, fórmula $$\ce{K3PO4}$$ Nombre: fosfato de potasio.
- Para $\mathrm{Pb^{4+}}$ con nitrato $\mathrm{NO3^{-}}$: se necesitan 4 nitratos para neutralizar uno de plomo(IV), fórmula $$\ce{Pb(NO3)4}$$ Nombre: nitrato de plomo(IV).
- Para $\mathrm{Pb^{4+}}$ con fosfato $\mathrm{PO4^{3-}}$: para neutralizar las cargas se busca el mínimo común múltiplo de 4 y 3, que es 12; por tanto 3 iones $\mathrm{Pb^{4+}}$ (carga +12) y 4 iones $\mathrm{PO4^{3-}}$ (carga -12), fórmula $$\ce{Pb3(PO4)4}$$ Nombre: fosfato de plomo(IV).
- Para $\mathrm{Hg^{2+}}$ con nitrato $\mathrm{NO3^{-}}$: se necesitan 2 nitratos por un Hg(II), fórmula $$\ce{Hg(NO3)2}$$ Nombre: nitrato de mercurio(II).
- Para $\mathrm{Hg^{2+}}$ con fosfato $\mathrm{PO4^{3-}}$: el m.c.m. de 2 y 3 es 6, por tanto 3 iones $\mathrm{Hg^{2+}}$ y 2 iones $\mathrm{PO4^{3-}}$, fórmula $$\ce{Hg3(PO4)2}$$ Nombre: fosfato de mercurio(II).
Tabla comparativa: ejemplos rápidos
| Catión | Anión | Fórmula | Nombre | Comentario |
|---|---|---|---|---|
| $\mathrm{K^{+}}$ | $\mathrm{NO_3^{-}}$ | $$\ce{KNO3}$$ | nitrato de potasio | 1:1 |
| $\mathrm{K^{+}}$ | $\mathrm{PO4^{3-}}$ | $$\ce{K3PO4}$$ | fosfato de potasio | 3:1 |
| $\mathrm{Pb^{4+}}$ | $\mathrm{NO3^{-}}$ | $$\ce{Pb(NO3)4}$$ | nitrato de plomo(IV) | 1:4 |
| $\mathrm{Pb^{4+}}$ | $\mathrm{PO4^{3-}}$ | $$\ce{Pb3(PO4)4}$$ | fosfato de plomo(IV) | 3:4 |
| $\mathrm{Hg^{2+}}$ | $\mathrm{NO3^{-}}$ | $$\ce{Hg(NO3)2}$$ | nitrato de mercurio(II) | 1:2 |
| $\mathrm{Hg^{2+}}$ | $\mathrm{PO4^{3-}}$ | $$\ce{Hg3(PO4)2}$$ | fosfato de mercurio(II) | 3:2 |
Parte 2: Concentraciones porcentuales (% m/v, % v/v, % m/m)
Definiciones
% m/v (masa/volumen): porcentaje que relaciona la masa del soluto con el volumen final de la disolución; se calcula como $$%\ m/v = \frac{\text{masa del soluto}}{\text{volumen de la disolución}} \times 100.$$
% v/v (volumen/volumen): porcentaje que relaciona el volumen del soluto con el volumen final de la disolución; se calcula como $$%\ v/v = \fr
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Problemas y ejercicios porcentuales
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Klíčové pojmy: Balancear cargas para escribir fórmulas de sales, Usar mínimo común múltiplo para combinar cargas diferentes, Nombres de sales: catión + anión (indicar valencia si es necesario), % m/v = \frac{masa\ del\ soluto}{volumen\ de\ disolución} \times 100, % v/v = \frac{volumen\ del\ soluto}{volumen\ de\ disolución} \times 100, % m/m = \frac{masa\ del\ soluto}{masa\ total} \times 100, Convertir unidades antes de calcular (g, mL, L), Despejar la variable necesaria antes de sustituir en problemas de dilución, Comprobar aritmética con calculadora u hoja de cálculo, Practicar con ejemplos: preparar 40 mL de etanol para 0.8 L al 5% v/v