TECHNICKÁ UNIVERZITA V KOŠICIACH. Príklady a úlohy z chémie

Transcript

1 TECHNICKÁ UNIVERZITA V KOŠICIACH FAKULTA VÝROBNÝCH TECHNOLÓGIÍ SO SÍDLOM V PREŠOVE doc. Ing. Peter Oravec, CSc., RNDr. Iveta Pandová, PhD. Príklady a úlohy z chémie Prešov,

2 doc. Ing. Peter Oravec, CSc. RNDr. Iveta Pandová, PhD. Recenzent: prof. RNDr. Andrej Oriňák, CSc. ISBN

3 OBSAH 1 Chemické názvoslovie anorganických zlúčenín Príklady a úlohy z názvoslovia Výpočty podľa stechiometrického vzorca Výpočet percentuálneho hmotnostného zloženia zlúčeniny zo vzorca Určovanie stechiometrického (empirického) vzorca Výpočty z chemických rovníc Výpočet hmotnosti reagujúcich látok a produktov reakcie Výpočet čistého výťažku chemickej reakcie Látková bilancia v roztokoch Termochemické zákony Chemické reakcie plynov (plynové zákony) Výpočty z chemických rovníc pri reakciách plynov Protolytické reakcie Elektrolytická disociácia Oxidačno redukčné reakcie Vylučovacie reakcie Literatúra.. 87 Prílohy

4 Predhovor Skriptá Príklady a úlohy z chémie sú určené pre študentov dennej a externej formy bakalárskeho štúdia vo všetkých študijných prohramoch Fakulty výrobných technológií TU v Košiciach so sídlom v Prešove, ako aj ostatných fakúlt univerzity. Obsah skrípt je zostavený s cieľom napĺňať úlohy chémie ako jednej zo základných prírodovedných disciplín pri výchove budúcich technológov a technikov. Skriptá dopĺňajú základnú študijnú literatúru určenú pre predmet Chémia. Jednotlivé kapitoly sú uvedené krátkou teoretickou časťou, po ktorej nasleduje niekoľko riešených príkladov, v ktorých sú zobrazené základné spôsoby riešenia úloh. Za nimi je zaradený súbor úloh s uvedenými výsledkami riešenia. Prvá kapitola je venovaná základných spôsobom tvorenia vzorcov a názvov chemických zlúčenín. Druhá kapitola obsahuje výpočty zo zloženia zlúčenín a spôsoby určovania ich stechiometrických vzorcov z výsledkov analýz. Tretia kapitola je venovaná výpočtom z chemických rovníc. Kapitola 4 popisuje látkové bilancie v roztokoch, ako aj pri zmiešavaní roztokov. Kapitola 5 má názov Termochemické zákony a uvádza príklady výpočtov energetických biulancií chemických rovníc.. Šiesta kapitola sa venuje plynovým zákonom a výpočtom zo stavovej rovnice plynných látok. Výpočtom z chemických rovníc plyyných zlúčenín sa venuje kapitola 7. Kapitola 8 popisuje príklady acidobázických (protolytických) reakcií, uvádza príklady výpočtu ph roztokov kyselín a zásad. Elektrolytická disociácia s použitím disociačného stupňa je obsahom kapitoly 9. Desiata kapitola popisuje metódu určovania stechiometrických koeficientov zložitejších oxidačno-redukčných rovníc. Kapitola 11 sa venuje použitiu súčinu rozpustnosti pri vylučovacích reakciách. Sme vopred vďační za každú pripomienku a návrh, ktorý prispeje ku skvalitneniu obsahu týchto skrípt. Autori peter.oravec@tuke.sk iveta.pandova@tuke.sk 4

5 1 Chemické názvoslovie anorganických zlúčenín Názvoslovie zlúčenín sa skladá z názvu chemickej zlúčeniny a jej chemického vzorca. Pri tvorbe názvov a vzorcov v slovenskom jazyku základným pojmom, na ktorom je založené chemické názvoslovie je oxidačný stupeň (alebo aj oxidačné číslo). Oxidačný stupeň Pre správne vytvorenie názvu zlúčeniny je dôležité pri jej jednotlivých prvkoch poznať ich tzv. oxidačný stupeň. Niekedy sa používa aj termín oxidačné číslo, alebo v niektorých literárnych prameňoch formálne mocenstvo. Oxidačný stupeň prvku sa označuje rímskou číslicou, ktorá sa pripojí k značke prvku vpravo hore. V prípade kladného oxidačného stupňa sa znamienko plus neuvádza, v prípade záporného oxidačného stupňa sa pred číslicu píše znamienko mínus. Nulový oxidačný stupeň sa označuje číslicou 0. Oxidačný stupeň prvkov v elementárnom stave kladieme rovný nule. Pri iónových zlúčeninách, tvorených jednoduchými katiónmi a aniónmi, sa oxidačný stupeň zlúčených prvkov rovná ich iónovému mocenstvu. Oxidačný stupeň prvku v kovalentnej zlúčenine alebo zloženom ióne môže mať hodnotu kladnú alebo zápornú, prípadne i nulovú. Číselná hodnota oxidačného stupňa prvku a jeho znamienko v takýchto zlúčeninách sú určené nábojmi, ktoré by nadobudli ióny vznikajúce rozštiepením každej väzby tak, aby elektróny, ktoré túto väzbu tvoria, prešli úplne na tie atómy, ktoré majú väčšiu elektronegativitu. Napríklad v kyseline chloristej je zrejmé, že oxidačný stupeň chlóru je VII, alebo síry v kyseline dihydrogensírovej je VI a pod. Keďže atóm chlóru má v elementárnom stave vo vonkajšej vrstve sedem elektrónov a atóm síry šesť, po rozštiepení väzieb tak, aby všetky valenčné elektróny, uskutočňujúce väzby Cl-O a S-O, prešli na elektronegatívnejšie atómy kyslíka, chýbalo by atómu chlóru v porovnaní s elektroneutrálnym stavom sedem elektrónov a atómu síry šesť. Boli by teda ióny s iónovým mocenstvom +7, prípadne +6. Pravidlá pre určovanie oxidačného stupňa Pri určovaní oxidačného stupňa prvkov v zlúčeninách treba dodržiavať tieto pravidlá: 1. Oxidačný stupeň atómu v elementárnom stave sa rovná nule (Mg 0, Fe 0, H 2 0, O 2 0, P 4 0 ). 2. Súčet oxidačných stupňov v molekule sa rovná nule. 3. Súčet oxidačných stupňov iónu sa rovná veľkosti náboja iónu. 4. Oxidačný stupeň kyslíka v zlúčeninách je najčastejšie II, ale - oxidačný stupeň kyslíka v peroxidoch O 2 2- je I (H 2 O 2 ) - oxidačný stupeň kyslíka v hyperoxidoch O 2 - je 1/2 (KO 2 ) - oxidačný stupeň kyslíka v ozonidoch O 3 - je 1/3 (KO 3 ) - kladný oxidačný stupeň môže mať kyslík len v zlúčeninách s fluórom (OF 2 ). 5. Oxidačný stupeň fluóru v zlúčeninách je I. 6. Oxidačný stupeň vodíka v zlúčeninách je najčastejšie +1, ale - oxidačný stupeň vodíka v hydridoch je 1 (LiH). 7. Oxidačný stupeň alkalických kovov v zlúčeninách je +1 (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr). 8. Oxidačný stupeň kovov alkalických zemín v zlúčeninách je +2 (Ca, Sr, Ba). 9. Maximálny oxidačný stupeň prvku hlavnej podskupiny (Ia až VIIa, okrem F a O) sa rovná číslu skupiny, v ktorej sa daný prvok nachádza. 5

6 Binárne zlúčeniny Väčšina binárnych zlúčenín (zložených z dvoch prvkov) má dvojslovné názvy, utvorené z podstatného mena (charakterizujúceho elektronegatívnu zložku zlúčeniny, napr. anión) a z prídavného mena (charakterizujúceho elektropozitívnejšiu zložku, napr. katión). Do tejto skupiny z hľadiska názvoslovia patria aj niektoré viacprvkové zlúčeniny (hydroxidy, kyanidy a i.), ktoré sa formálne podobajú binárnym zlúčeninám. Oproti tomu pre niektoré skupiny anorganických binárnych zlúčenín vodíka a pre ich deriváty sa tradične používajú aj názvy utvorené podľa iných názvoslovných systémov, ako sú jednoslovné názvy (HF-fluorovodík), názvy používajúce pre katiónovú zložku namiesto prídavného mena genitív (H 2 O 2 -peroxid vodíka), názvy patriace do substitučného názvoslovného systému (sulfány, silány, borány), ďalej triviálne názvy (NH 3 -amoniak, H 2 O- voda) a i. Anióny V názvoch binárnych zlúčenín sa názov elektronegatívnej zložky (aniónu) obsahujúcej obvykle len atómy jedného prvku, utvorí pripojením prípony id (-idový anión) spravidla k poslovenčenému latinskému názvu prvku. Prípona id nevyjadruje číselnú hodnotu oxidačného stupňa prvku, ale len skutočnosť, že atóm má záporné oxidačné číslo (napr. v komplexoch), resp. že je v podobe aniónu. Príklady: Symbol prvku Symbol aniónu Názov aniónu H H - hydrid 2 H, D 2 H -, D - deuterid F F - fluorid O O -II oxid S S -II sulfid B B -III borid N N -III nitrid P P -III fosfid As As -III arzenid C C -IV karbid Si Si -IV silicid Príponu id majú aj skupinové názvy halogenid, chalkogenid, ako aj menej často používané názvy trielid, tetrelid, pentelid. Ak anión obsahuje viac atómov toho istého prvku, vyjadruje sa v názve ich počet číslovkovými predponami, Ak je to pre jednoznačnosť potrebné, možno za názvom aniónu uviesť v zátvorke jeho nábojové číslo. Príklady: - I 3 2- S 2 trijodid(1-) 2- S x disulfid(2-) 4- Pb 9 polysulfid(2-) nonaplumbid(4-) Pre niektoré viacatómové anióny prvkov sa používajú tradičné semisystémové alebo triviálne názvy. 6

7 Príklady: Anión Tradičný názov Systémový názov 2- O 2 peroxid dioxid(2-) - O 2 hyperoxid, superoxid dioxid(1-) - O 3 ozonid trioxid(1-) - N 3 azid trinitrid(1-) 2- C 2 acetylid dikarbid(2-) Ak anión obsahuje aj atóm vodíka H I (nahraditeľný katiónom kovu), vyjadríme túto skutočnosť predradením výrazu hydrogen pred názov východiskového aniónu. (Výraz hydrogén je hovorový názov pre vodík a zastaraný triviálny názov peroxidu vodíka. Okrem toho prípona én značí dvojitú väzbu v organických zlúčeninách). Príklady: HS - hydrogensulfid - HF 2 hydrogendifluorid - HO 2 hydrogenperoxid Príponu id majú aj tradičné semisystémové a triviálne názvy niektorých viacprvkových aniónov, ktorých soli formálne zaraďujeme z hľadiska názvoslovia medzi binárne zlúčeniny. Pre úplnosť uvádzame aj zriedkavo používané systémové názvy týchto aniónov odvodených od molekulových zlúčenín prvkov s vodíkom. Príklady: Anión Tradičný názov Systémový názov - NH 2 amid azanid NH 2- imid azándiid - PH 2 hydrogenfosfid(2-) fosfándiid - N 2 H 3 hydrazid diazánid CN -, (CN) - kyanid (SCN) - rodanid, tiokyanatan Katióny Kladné oxidačné stupne atómov, príp. iónové mocenstvá (náboje) jednoatómových katiónov sa vyjadrujú názvoslovnými príponami ku koreňu slovenského názvu prvku. Oxidačný Názvoslovná Príklad stupeň prípona I -ný, -ny sodný, chlórny, strieborný, mangánny II -natý, -atý meďnatý, cínatý, vápenatý, zinočnatý III -itý boritý, bizmutitý, hlinitý, dusitý IV -ičitý ciničitý, uhličitý, kremičitý, siričitý V -ičný, -ečný arzeničný, dusičný, chlorečný, fosforečný VI -ový sírový, chrómový, uránový, volfrámový VII -istý chloristý, manganistý, technecistý VIII -ičelý osmičelý, ruteničelý, xenoničelý Katióny formálne odvodené adíciou hydrónu (protónu) H+ k molekule jednojadrovej zlúčeniny nekovového prvku s vodíkom majú obvykle názvy utvorené pripojením prípony - ónium (napr. katión ónia, -óniový katión) ku koreňu latinského názvu prvku. V názvoch zlúčenín sa obvykle uvádzajú v genitíve. 7

8 Príklady: H 3 O + H 3 S + H 3 Se + H 2 F + PH 4 + oxónium, katión oxónia, oxóniový katión sulfónium, katión sulfónia selenónium, katión selenónia fluorónium, katión fluorónia fosfónium, katión fosfónia Pri názve amónneho katiónu (amónia) a jeho derivátov sa používa názvoslovná prípona ny, hoci nejde o jednoatómový katión. Príklady NH 4 + amónny (CH 3 ) 4 N + tetrametylamónny Katióny formálne odvodené adíciou hydrónu H + k rozličným molekulám majú obvykle názvy utvorené pridaním prípony ium k názvu zlúčeniny. Príklady: + N 2 H 5 2+ N 2 H 6 hydrazínium(1+) + C 6 H 5 NH 3 anilínium hydrazínium(2+) C 5 H 5 NH + pyridínium Oxidy Oxidy sú zlúčeniny katiónov R (+x) s aniónom O 2-. Majú všeobecný vzorec R 2 O x (číselné indexy s párnymi koeficientami sa krátia). Názov sa skladá z podstatného mena oxid a prídavného mena katiónu s príponou zodpovedajúcou oxidačnému stupňu prvku. Príklady Ox.stupeň Prípona Vzorec Názov I -ný, -ny Na 2 O Oxid sodný Cu 2 O Oxid meďný N 2 O Oxid dusný II -natý FeO Oxid železnatý CuO Oxid meďnatý NO Oxid dusnatý III -itý Fe 2 O 3 Oxid železitý Al 2 O 3 Oxid hlinitý N 2 O 3 Oxid dusitý IV -ičitý SO 2 Oxid siričitý CO 2 Oxid uhličitý NO 2 Oxid dusičitý V -ečný P 2 O 5 Oxid fosforečný -ičný V 2 O 5 Oxid vanadičný N 2 O 5 Oxid dusičný VI -ový SO 3 Oxid sírový CrO 3 Oxid chrómový TeO 3 Oxid telúrový VII -istý I 2 O 7 Oxid jodistý Cl 2 O 7 Oxid chloristý Mn 2 O 7 Oxid manganistý VIII -ičelý OsO 4 Oxid osmičelý 8

9 RuO 4 XeO 4 Oxid ruteničelý Oxid xenoničelý Peroxidy, hyperoxidy, ozonidy Peroxidy sú zlúčeniny katiónov R (+x) (-II) s aniónom O 2 všeobecného vzorca R 2 O 2 pre katióny alkalických kovov a vzorca RO 2 pre katióny kovov alkalických zemín. Názov sa skladá z podstatného mena peroxid a prídavného mena odvodeného od katiónu. Príklady Ox.stupeň Vzorec Názov I Na 2 O 2 Peroxid sodný K 2 O 2 Peroxid draselný II SrO 2 Peroxid strontnatý (nie oxid strontičitý!) BaO 2 Peroxid bárnatý výnimky: I H 2 O 2 Peroxid vodíka Hyperoxidy sú zlúčeniny katiónov R (+x) (-I) s aniónom O 2 všeobecného vzorca R(O 2 ) x. Názov sa skladá z podstatného mena hyperoxid a prídavného mena odvodeného od katiónu. Príklady Ox.stupeň Vzorec Názov I NaO 2 Hyperoxid sodný KO 2 Hyperoxid draselný CsO 2 Hyperoxid cézny II Ca(O 2 ) 2 Hyperoxid vápenatý Ba(O 2 ) 2 Hyperoxid bárnatý Ozonidy sú zlúčeniny katiónov R (+I) s aniónom O (-I) 3 všeobecného vzorca RO 3. Názov sa skladá z podstatného mena ozonid a prídavného mena odvodeného od katiónu. Príklady Ox.stupeň Vzorec Názov I LiO 3 Ozonid lítny KO 3 Ozonid draselný CsO 3 Ozonid cézny NH 4 O 3 Ozonid amónny RbO 3 Ozonid rubídny Hydridy Hydridy sú zlúčeniny katiónov R (+x) s aniónom H (-I) všeobecného vzorca RH x. Názov sa skladá z podstatného mena hydrid a prídavného mena katiónu s príponou zodpovedajúcou oxidačnému stupňu katiónu. Príklady Ox. stupeň Vzorec Názov I LiH Hydrid lítny NaH Hydrid sodný RbH Hydrid rubídny II MgH 2 Hydrid horečnatý CaH 2 Hydrid vápenatý 9

10 SrH 2 Hydrid strontnatý III AlH 3 Hydrid hlinitý InH 3 Hydrid inditý GaH 3 Hydrid gálitý Výnimky III BH 3 Borán B 2 H 6 Diborán B 4 H 10 Tetraborán(10) IV GeH 4 Germán SnH 4 Stanán PbH 4 Plumbán nevalenčné TiH 2 Hydrid titánu hydridy VH Hydrid vanádu ZrH 2 Hydrid zirkónu NbH Hydrid nióbu Binárne zlúčeniny vodíka Binárne zlúčeniny vodíka sú zlúčeniny hydrónu (protónu) H + a aniónmi nekovov An x- všeobecného vzorca H x An. Názov sa skladá z podstatného mena vytvoreného z názvu prvku alebo skupiny An so spojkou -o- a slova vodík. Príklady Ox. stupeň Vzorec Názov -I HF Fluorovodík HCl Chlorovodík HI Jodovodík -II H 2 S Sírovodík, sulfán H 2 Se Selenovodík - HCN Kyanovodík HSCN Rodanovodík Výnimky -III NH 3 Amoniak PH 3 Fosfán AsH 3 Arzán SbH 3 Stibán BiH 3 Bizmután -IV CH 4 Metán (Uhľovodíky) SiH 4 Silán Bezkyslíkaté kyseliny a ich soli Bezkyslíkaté kyseliny sú zlúčeniny katiónov H + s aniónmi An x-, ktoré sa pohltili vo vode za súčasnej disociácie. Názov sa skladá z podstatného mena kyselina a prídavného mena vytvoreného z názvu prvku alebo skupiny An so spojkou -o- a slova vodík s príponou ová. Príklady Ox. stupeň Vzorec Názov -I HCl Kyselina chlorovodíková HF Kyselina fluorovodíková HBr Kyselina bromovodíková 10

11 HI Kyselina jodovodíková -I HCN Kyselina kyanovodíková HSCN Kyselina rodanovodíková -II H 2 Se Kyselina selenovodíková H 2 S Kyselina sírovodíková Soli bezkyslíkatých kyselín sú soli vznikajúce neutralizáciou bezkyslíkatých kyselín. Názov sa skladá z podstatného mena vytvoreného z názvu kyselinotvorného prvku R s príponou id a z prídavného mena vytvoreného z názvu katiónu s príponou zodpovedajúcou oxidačnému stupňu. Príklady Ox. stupeň Vzorec Názov I NaBr Bromid sodný KI Jodid draselný Cu 2 S Sulfid meďný AgSCN Rodanid strieborný KCN Kyanid draselný II MgCl 2 Chlorid horečnatý NiS Sulfid nikelnatý CaF 2 Fluorid vápenatý Cu(CN) 2 Kyanid meďnatý III AlCl 3 Chlorid hlinitý Fe 2 S 3 Sulfid železitý CrI 3 Jodid chromitý IV SiS 2 Sulfid kremičitý TeBr 4 Bromid teluričitý CCl 4 Chlorid uhličitý V PCl 5 Chlorid fosforečný As 2 S 5 Sulfid arzeničný VI SF 6 Fluorid sírový PtF 6 Fluorid platinový UF 6 Fluorid uránový VII BrF 7 Fluorid bromistý IF 7 Fluorid jodistý Binárne nevalenčné zlúčeniny Binárne nevalenčné zlúčeniny sú zlúčeniny, v ktorých oxidačné stupne atómov jednotlivých prvkov sa nedajú jednoznačne určiť. Názov sa skladá z dvoch podstatných mien. Prvé je vytvorené z názvu elektronegatívnejšieho prvku s názvoslovnou príponou id. Druhé je vytvorené z názvu elektropozitívnejšieho prvku v genitíve. Počet atómov jednotlivých prvkov sa udáva číslovkovou predponou. Príklady Vzorec Názov Vzorec Názov Cr 4 B Borid tetrachrómu Cr 2 B Borid dichrómu CrB Borid chrómu Cr 3 B 4 Tetraborid trichrómu TiC Karbid titánu Mo 2 C Karbid dimolybdénu Fe 3 C Karbid triželeza Ag 2 C 2 Dikarbid distriebra Ca 2 Si Silicid divápnika Fe 3 Si Silicid triželeza 11

12 V 5 Si 3 Trisilicid pentavanádu MoSi 2 Disilicid molybdénu Na 3 N Nitrid trisodíka Mg 3 N 2 Dinitrid trihorčíka BN Nitrid bóru AlN Nitrid hliníka Fe 3 P Fosfid triželeza Ni 3 Fe Ferid triniklu Hydroxidy Hydroxidy sú zlúčeniny katiónov R (+x) s aniónom OH - všeobecného vzorca R(OH) x. Názov sa skladá z podstatného mena hydroxid a prídavného mena vytvoreného z názvu prvku R s názvoslovnou príponou zodpovedajúcou oxidačnému stupňu. Príklady Ox. stupeň Vzorec Názov I LiOH Hydroxid lítny NaOH Hydroxid sodný KOH Hydroxid draselný NH 4 OH Hydroxid amónny II Mg(OH) 2 Hydroxid horečnatý Ca(OH) 2 Hydroxid vápenatý Co(OH) 2 Hydroxid kobaltnatý III Al(OH) 3 Hydroxid hlinitý Fe(OH) 3 Hydroxid železitý Cr(OH) 3 Hydroxid chromitý Ga(OH) 3 Hydroxid gálitý IV Ti(OH) 4 Hydroxid titaničitý Zr(OH) 4 Hydroxid zirkoničitý Sn(OH) 4 Hydroxid ciničitý Oxokyseliny a ich deriváty Kyslíkaté kyseliny a ich soli Názvy oxokyselín (tzv. kyslíkatých kyselín) sú zložené z podstatného mena kyselina a z prídavného mena utvoreného spojením koreňa slova názvu kyselinotvorného prvku s názvoslovnou príponou charakterizujúcou jeho oxidačné číslo. Názvy solí odvodených od oxokyselín sú takisto dvojslovné. Podstatné meno vyjadrujúce aniónovú zložku oxosoli sa utvorí z prídavného mena zodpovedajúcej kyseliny tým, že sa prípona charakterizujúca názov kyseliny nahradí príponou charakterizujúcou názov oxoaniónu, resp. názov soli. Prídavným menom je názov príslušného katiónu. Oxidačný stupeň Prípona v názve Prípona v názve kyselinotvorného prvku oxokyseliny oxosoli I -ná, -na -nan II -natá, -atá -natan, -atan III -itá -itan IV -ičitá -ičitan V -ičná, -ečná -ičnan, -ečnan VI -ová -an (nie ovan!) VII -istá -istan VIII -ičelá -ičelan 12

13 Príklady: Oxidačný Oxokyselina Oxosoľ stupeň I HClO Kyselina chlórna KClO Chlórnan draselný HBrO Kyselina brómna NaBrO Brómnan sodný II H 2 ZnO 2 Kyselina dihydrogenzinočnatá CaZnO 2 Zinočnatan vápenatý H 2 PbO 2 Kyselina dihydrogenolovnatá HgPbO 2 Olovnatan ortuťnatý III HClO 2 Kyselina chloritá KClO 3 Chloritan draselný HNO 2 Kyselina dusitá NH 4 NO 2 Dusitan amónny IV H 2 SO 3 Kyselina dihydrogensiričitá K 2 SO 3 Siričitan didraselný H 2 CO 3 Kyselina dihydrogenuhličitá CaCO 3 Uhličitan vápenatý V HClO 3 Kyselina chlorečná LiClO 3 Chlorečnan lítny HNO 3 Kyselina dusičná NaNO 3 Dusičnan sodný VI H 2 SO 4 Kyselina dihydrogensírová K 2 SO 4 Síran didraselný H 2 CrO 4 Kyselina dihydrogenchrómová BaCrO 4 Chroman bárnatý VII HClO 4 Kyselina chloristá RbClO 4 Chloristan rubídny HMnO 4 Kyselina manganistá KMnO 4 Manganistan draselný VIII H 4 OsO 6 Kyselina K 2 H 2 OsO 6 Dihydrogenosmičelan tetrahydrogenosmičelá didraselný Ak jestvuje niekoľko oxokyselín kyselinotvorného prvku s tým istým oxidačným číslom, ktoré obsahujú v molekule jeden atóm kyselinotvorného prvku a líšia sa chemickým zložením, alebo ak je to pre jednoznačnosť názvu potrebné, uvedie sa počet atómov vodíka H I v molekule kyseliny nahraditeľných katiónmi číslovkovou predponou pred výrazom hydrogen, ktorý sa pričlení pred názov kyseliny. V názvoch solí možno počet katiónov v zložení soli vyjadriť číslovkovou predponou. Za názvom aniónu možno pre jednoznačnosť uviesť v okrúhlej zátvorke jeho nábojové číslo. Príklady Oxokyselina Oxosoľ HIO 4 Kyselina hydrogenjodistá KIO 4 Jodistan draselný H 3 IO 5 Kyselina trihydrogenjodistá K 3 IO 5 Jodistan tridraselný Jodistan(3-) draselný H 5 IO 6 Kyselina pentahydrogenjodistá K 5 IO 6 Jodistan pentadraselný Jodistan(5-) draselný H 4 XeO 6 Kyselina tetrahydrogenxenoničelá K 4 XeO 6 Xenoničelan tetradraselný Xenoničelan(4-) draselný 13

14 H 2 SiO 3 H 4 SiO 4 H 2 TeO 4 H 6 TeO 6 Kyselina dihydrogenkremičitá Kyselina tetrahydrogenkremičitá Kyselina dihydrogentelúrová Kyselina hexahydrogentelúrová Hydrogensoli Názvy hydrogensolí (tzv. kyslých solí), odvodených čiastočným nahradením atómov vodíka H I v molekule viacsýtnej kyseliny katiónmi, sa utvoria tak, že sa počet nenahradených atómov vodíka vyjadrí číslovkovou predponou pred výrazom hydrogen, ktorý sa pričlení pred názov aniónu. Ak je pre jednoznačnosť názvu potrebné, možno alebo za názvom aniónu uviesť jeho nábojové číslo, alebo možno vyjadriť počet katiónov číslovkovou predponou. Počet viacatómových aniónov možno určiť násobiacimi predponami bis, tris a pod. pred zátvorkou, v ktorej je názov aniónu. Príklady KHSO 4 Ca(HCO 3 ) 2 Na 2 HAsO 3 Na 2 HAsO 4 KH 2 PO 4 K 2 HPO 4 Ca(H 2 PO 4 ) 2 Ag 2 H 3 IO 6 Ba 3 (H 2 IO 6 ) 2 Hydrogensíran draselný Bis(hydrogenuhličitan) vápenatý Hydrogenarzenitan disodný Hydrogenarzeničnan disodný Dihydrogenfosforečnan draselný Hydrogenfosforečnan didraselný Hydrogenfosforečnan(2-) draselný Bis(dihydrogenfosforečnan) vápenatý Trihydrogenjodistan distrieborný Trihydrogenjodistan(2-) strieborný Bis(dihydrogenjodistan) tribárnatý Bis[dihydrogenjodistan(3-)] bárnatý Izopolykyseliny Izopolykyseliny sú kyseliny, ktoré obsahujú v molekule niekoľko atómov kyselinotvorného prvku s rovnakým oxidačným stupňom. Názov sa skladá z podstatného mena kyselina a prídavného mena, vytvoreného z názvoslovnej jednotky hydrogen s číslovkovou predponou, ktorá charakterizuje počet atómov vodíka, názvu prvku s číslovkovou predponou, ktorá charakterizuje počet atómov kyselinotvorného prvku, a názvoslovnej prípony, ktorá zodpovedá oxidačnému stupňu. Príklady Vzorec H 3 PO 4 H 4 P 2 O 7 H 5 P 3 O 10 H 6 P 4 O 13 H 2 S 2 O 7 H 2 S 3 O 10 H 2 S 4 O 13 Názov Kyselina trihydrogenfosforečná Kyselina tetrahydrogendifosforečná Kyselina pentahydrogentrifosforečná Kyselina hexahydrogentetrafosforečná Kyselina dihydrogendisírová Kyselina dihydrogentrisírová Kyselina dihydrogentetrasírová 14

15 Názvy solí takýchto kyselín sa tvoria podobne ako názvy solí kyslíkatých kyselín (kapitola 6.1), pričom počet atómov sa udáva základnými číslovkovými predponami. Počet atómových skupín sa udáva násobnými číslovkami a názov atómovej skupiny sa píše do zátvoriek. Príklady Vzorec Na 2 B 4 O 7 K 2 Cr 2 O 7 Na 4 P 2 O 7 K 5 P 3 O 10 (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 Cd 3 (AsO 4 ) 2 Zr 3 (PO 4 ) 4 Názov Tetraboritan disodný Dichroman didraselný Difosforečnan tetrasodný Trifosforečnan pentadraselný Dichroman diamónny Bis(arzeničnan) trikademnatý Tetrakis(fosforečnan) trizirkoničitý Heteropolykyseliny Heteropolykyseliny sú kyseliny, ktoré obsahujú v molekule atómy dvoch alebo viacerých rôznych kyselinotvorných prvkov. Ich názvy sa tvoria pobobne ako názvy vyššie uvedených kyselín, ale názvoslovné prípony kyselinotvorných prvkov, zodpovedajúce oxidačnému stupňu (s výnimkou poslednej), sú upravené tak, že koncovka á, -ová) je nahradená koncovkou ano, a názvy kyselinotvorných prvkov sa navzájom oddeľujú pomlčkami. Príklady Vzorec Názov H 4 AsPO 7 H 5 As 2 PO 10 Kyselina tetrahydrogenarzeničnano-fosforečná Kyselina pentahydrogendiarzeničnano-fosforečná H 3 PMo 12 O 40 H 7 PMo 12 O 42 H 7 PW 8 Mo 4 O 42 Kyselina trihydrogenfosforečnano-dodekamolybdénová Kyselina heptahydrogenfosforečnano-dodekamolybdénová Kyselina heptahydrogenfosforečnano-oktavolfrámonotetramolydbénová Peroxokyseliny a tiokyseliny Peroxokyseliny sú kyslíkaté kyseliny, v ktorých atóm kyslíka -O- je nahradený peroxo skupinou -O-O-. Ich názvy sa tvoria podobne ako názvy vyššie uvedených kyselín. Počet peroxo- skupín sa vyjadruje číslovkovou predponou. Príklady Ox.stupeň Vzorec Názov III H-O-O-NO Kyselina peroxodusitá IV H-O-O-CO(OH) Kyselina peroxouhličitá [-O-O-CO(OH)] 2 Kyselina peroxodiuhličitá V H-O-O-NO 2 Kyselina peroxodusičná H-O-O-PO(OH) 2 Kyselina trihydrogenperoxofosforečná VI H-O-O-SO 2 (OH) Kyselina peroxosírová 15

16 Tiokyseliny sú kyslíkaté kyseliny, v ktorých je atóm kyslíka nahradený atómom síry. Ich názvy sa tvoria podobne ako názvy vyššie uvedených kyselín. Počet nahradených atómov kyslíka sa vyznačuje číslovkovou predponou pred predponou tio. Príklady Ox. stupeň Vzorec Názov III HAsS 2 Kyselina hydrigenditioarzenitá IV H 2 CS 3 Kyselina dihydrogentritiouhličitá V H 3 PS 4 Kyselina trihydrogentetratiofosforečná H 3 AsS 4 Kyselina trihydrogentetratioarzeničná VI H 2 S 2 O 3 Kyselina dihydrogentiosírová Zásadité soli Soli obsahujúce hydroxidové alebo oxidové anióny často označujeme skupinovým názvom zásadité soli. Používanie označenia zásaditá soľ pre jednotlivé zlúčeniny nie je vhodné, keďže takto nemožno vyjadriť, a teda ani odvodiť ich zloženie. Napríklad zlúčeniny Cu 3 (CO 3 ) 2 (OH) 2 (azurit) a Cu 2 (CO 3 )(OH) 2 (malachit) majú rovnaký skupinový názov - zásaditý uhličitan meďnatý. Aniónová časť zásaditých solí je zložená minimálne z dvoch zložiek. Názvy aniónov sa uvádzajú v abecednom poradí a navzájom sa oddeľujú pomlčkami. Názov sa skladá z podstatného mena, vytvoreného z názvov aniónov s príponami, ktoré zodpovedajú oxidačným stupňom, a z prídavného mena podľa názvu katiónu s príponou, ktorá zodpovedá jeho oxidačnému stupňu. Príklady Vzorec MnO(OH) 2 BiOCl PbOHBr BiONO 3 Cu 2 (OH) 2 CO 3 Cu 3 (OH) 2 (CO 3 ) 2 Ca 5 OH(PO 4 ) 3 Názov Dihydroxid-oxid manganičitý Chlorid-oxid bizmutitý Bromid-hydroxid olovnatý Dusičnan-oxid bizmutitý Dihydroxid-uhličitan dimeďnatý Dihydroxid-bis(uhličitan) trimeďnatý Tris(fosforečnan)-hydroxid pentavápenatý Podvojné a zmiešané soli Vo vzorcoch a názvoch solí oxokyselín a ich derivátov, obsahujúcich rozličné katióny a anióny (tzv. podvojných a zmiešaných solí), sa jednotlivé katióny a anióny vo vzorci zoraďujú v abecednom poradí symbolov prvkov a v názve v abecednom poradí pomenovaní jednotlivých katiónov a aniónov oddelených pomlčkou. Prípona ý prvého katiónu sa nahrádza spojkou o. 16

17 Príklady Soli s viacerými katiónovými zložkami Vzorec Názov KAl(SO 4 ) 2 Síran draselno-hlinitý KCr(SO 4 ) 2 Síran draselno-chromitý Ce(NH 4 ) 2 (NO 3 ) 6 Dusičnan diamónno-ceričitý FeNH 4 (SO 4 ) 2 Síran amónno-železitý CuFeS 2 Disulfid meďnato-železnatý K 2 Na(H 2 IO 6 ) Dihydrogenhexaoxojodistan didraselno-sodný Na(NH 4 )HPO 4 Hydrogenfosforečnan amónno-sodný Soli s viacerými aniónovými zložkami CaCl(OCl) Chlorid-chlórnan vápenatý Pb 3 (CO 3 ) 2 (OH) 2 Dihydroxid-bis(uhličitan) triolovnatý Ca 5 F(PO 4 ) 3 Fluorid-tris(fosforečnan) pentavápenatý Na 6 ClF(SO 4 ) 2 Fluorid-chlorid-bis(síran) hexasodný AlLiMn 2 O 4 (OH) 4 Tetrahydroxid-tetraoxid hlinito-lítno-dimanganičitý Kryštalohydráty Kryštalohydráty majú vo vzorcoch vzorec molekúl vody od vzorca základnej zlúčeniny oddelený bodkou na stred výšky písmena (symbolizuje plus, nie krát). V názvoch sú molekuly vody označené výrazom hydrát s predradenou číslovkovou predponou určujúcou ich počet. Príklady Vzorec CuSO 4 5H 2 O LiNO 3 1/2H 2 O FeSO 4 7H 2 O CsFe(SO 4 ) 2 12H 2 O KMgClSO 4 3H 2 O Názov Pentahydrát síranu meďnatého Hemihydrát dusičnanu lítneho Heptahydrát síranu železnatého Dodekahydrát síranu cézno-železitého Trihydrát chlorid-síranu draselno-horečnatého Adičné zlúčeniny Pojem adičné zlúčeniny zahrňuje donorovo-akceptorové komplexy (adukty), ako aj rozmanité kryštalické zlúčeniny, ako sú kryštalosolváty (kryštalohydráty), klatráty a interkaláty. Ich názvy sa utvoria postupným vymenovaním názvov jednotlivých zložiek, oddelených pomlčkou, a uvedením mólového pomeru jednotlivých zložiek na konci názvu arabskými číslicami (v okrúhlej zátvorke), oddelenými šikmou zlomkovou čiarou. Poradie názvov jednotlivých zložiek je rovnaké ako ich poradie vo vzorci. Molekula H 2 O v tomto názvoslovnom systéme má názov voda, na rozdiel od názvu hydrát, ktorý označuje molekulu H 2 O v názvosloví kryštalohydrátov a od označenia akva v názvosloví koordinačných zlúčenín. 17

18 Príklady Vzorec Názov 3CdSO 4 8H 2 O Síran kademnatý voda (3/8) CaSO 4 1/2H 2 O Síran vápenatý voda (2/1) AgNO 3 Hg(CN) 2 2H 2 O Dusičnan streborný kyanid ortuťnatý voda (1/1/2) Ni(CN) 2 NH 3 C 6 H 6 Kyanid nikelnatý amoniak benzén (1/1/1) BiCl 3 3PCl 6 Chlorid bizmutitý chlorid fosforečný (1/3) BF 3 4CH 3 OH Fluorid boritý metanol (1/4) 1.1 Príklady a úlohy z názvoslovia Príklad: Vyznačte oxidačné stupne (oxidačné čísla) všetkých prvkov v zlúčeninách: a) Fe g) H 2 SO 4 b) Cl 2 h) HF c) Xe i) KNO 3 d) H 2 O j) NaH e) CaO k) Ti(OH) 3 f) N 2 O 5 l) K 2 HPO 4 Uplatníme pravidlá pre určovanie oxidačných stupňov. Oxidačný stupeň atómov prvkov v elementárnom stave alebo molekúl prvkov je rovný nule. Preto: a) atóm železa má oxidačný stupeň 0 Fe 0 b) molekula chlóru má oxidačný stupeň 0 Cl 2 0 c) atóm xenónu má oxidačné číslo 0 Xe 0 d) V zlúčeninách má kyslík väčšinou oxidačný stupeň II. Potom vodík v molekule vody má oxidačný stupeň I, lebo súčet oxidačných stupňov v elektricky neutrálnej molekule musí byť rovný nule (2.I + 1.(-II) = 0). Teda H 2 I O -II e) Ide o zlúčeninu kyslíka a vápnika. Vápnik patrí medzi kovy alkalických zemín, ktoré majú oxidačný stupeň +II. Preto kyslík v zlúčenineh má oxidačný stupeň II. Potom Ca II O -II f) N 2 O 5 je zlúčenina kyslíka a dusíka. Ak kyslík bude mať oxidačný stupeň II, potom dusík musí mať oxidačný stupeň +V, lebo platí 2.V + 5.(-II) = 0. Teda N 2 V O 5 -II g) H 2 SO 4 je zlúčenina troch prvkov: vodíka, síry a kyslíka. Vodík má zvyčajne v zlúčeninách oxidačné číslo +I, kyslík má II, potom síra musí mať oxidačný stupeň +VI. Platí 2. I + 1. VI + 4. (-II) = 0. H 2 I S VI O 4 -II 18

19 h) HF je zlúčeninou vodíka a fluóru. Fluór má v zlúčeninách vždy oxidačný stupeň I! Potom vodík má +I. H I F -I i) KNO 3 je zložený z draslíka, dusíka a kyslíka. Ak kyslík bude mať oxidačné číslo II a draslík, keďže patrí medzi alkalické kovy, má +I, potom dusík musí mať oxidačné číslo +V. Platí 1. I + 1. V + 3. (-II) = 0 K I N V O 3 -II j) NaH je zlúčeninou sodíka a vodíka. Hoci vodík v zlúčeninách má zvyčajne oxidačný stupeň +I, tu to je inak! Rozhoduje oxidačný stupeň sodíka ako alkalického kovu, ktorý v zlúčenine má vždy oxidačný stupeň +I! Potom vodík musí mať I (ide o hydridový anión). Na I H -I k) Ti(OH) 3 je zlúčeninou titánu, kyslíka a vodíka. Tento problém možno riešiť dvojako: 1. vodík a kyslík v zátvorke vyjadrujú, že ide o nejakú funkčnú skupinu. V tomto prípade o hydroxidovú skupinu (hydroxidový anión) OH -. Tento vzniká z vody odtrhnutím protónu H +. Stratou iónov alebo prvkov z molekuly zlúčeniny sa oxidačné čísla atómov tvoriacich zlúčeninu nemenia. Teda, ak vo vode (príklad d)) mali vodík a kyslík oxidačné stupne +I a II (H 2 I O -II ), po odtrhnutí protónu, ktorý má oxidačný stupeň +I, musí zvyšný hydroxidový anión mať dokopy oxidačný stupeň I (O -II H +I ) = (OH) -I Ak (OH) je I, potom Ti musí mať oxidačné číslo +III, lebo platí: 1. III + 3. (-I) = Sučet oxidačných stupňov prvkov tvoriacich ión je rovný veľkosti náboja iónu. Hydroxidový anión má náboj (1-), teda oxidačný stupeň bude mať I. Ďalej to už poznáme. Ti III (OH) 3 -I l) K 2 HPO 4 je štvorprvková zlúčenina. Vodík a kyslík budú mať oxidačné čísla +I a II, draslík ako alkalický kov +I. Potom fosfor musí mať +V, lebo platí 2. I + 1. I + 1. V + 4. (-II) = 0 Úloha: 1. Určte oxidačné stupne prvkov v zlúčeninách: a) Zr h) HNO 3 b) Br 2 i) HNO 2 c) H 2 j) H 5 P 3 O 10 d) He k) Ca(OH) 2 e) HCl l) FeS f) MgO m) IF 7 g) Al 2 O 3 n) RbClO 4 K 2 I H I P V O 4 -II 19

20 Príklad: Vytvorte názov zlúčeniny PbO Ide o zlúčeninu olova a kyslíka. Ak oxidačný stupeň kyslíka bude -II, potom olova bude +II. Anión O 2- je oxidový anión, pôjde o oxid. Katiónom bude olovo. V oxidačnom stupni +II má príponu natý. Katión má názov olovnatý a celá zlúčenina je Úlohy: 2. Pomenujte a) BeO b) Ta 2 O 5 c) GeO 2 d) Re 2 O 7 3. Vytvorte vzorec zlúčeniny a) oxid boritý b) oxid manganičitý c) oxid vanadičný d) oxid platinový oxid olovnatý Príklad: Vytvorte názov zlúčeniny Rb 2 O 2 Rubídium je alkalický kov, ktorý má oxidačný stupeň v zlúčeninách +I. Tvorí teda rubídny katión Rb +. Kyslík potom však musí mať oxidačný stupeň I! Pôjde teda o peroxidový anión O Zlúčenina teda bude Peroxid rubídny Príklad: Pomenujte zlúčeninu LiO 2 Lítium je alkalický kov s oxidačným číslom +I, tvoriaci teda lítny katión. Potom však kyslík musí mať oxidačné číslo 1/2! Ide o hyperoxidový anión (O 2 ) - s jedným záporným nábojom. Zlúčenina bude mať názov Hyperoxid lítny Príklad: Uveďte vzorec hyperoxidu vápenatého. Hyperoxidový anión (O 2 ) - má oxidačný stupeň I, vápenatý katión +II. t. j. Ca II (O 2 ) -I. Aby súčet oxidačných čísel bol rovný nule, musia byť v molekule anióny (O 2 ) - dva. Teda Príklad: Vytvorte názov zlúčeniny NaO 3 Ca(O 2 ) 2 (pozor, nie CaO 4!) 20

21 Sodík je alkalický kov tvoriaci sodný katión s oxidačným číslom +I. Potom však na jeden kyslík tejto zlúčeniny pripadá oxidačné číslo 1/3! Ide o ozonidový anión (O 3 ) - s jedným záporným nábojom. Zlúčenina bude mať názov Ozonid sodný Úlohy: 4. Pomenujte: a) K 2 O 2 b) LiO 3 c) Ba(O 2 ) 2 5. Vytvorte vzorce zlúčenín: a) Peroxid vodíka b) Peroxid cézny c) Hyperoxid strontnatý d) Ozonid lítny Príklad: Pomenujte zlúčeninu KH Draslík je alkalický kov, ktorý v zlúčenine tvorí draselný katión K + s oxidačným stupňom +I. Vodík v uvedenej zlúčenine potom má oxidačné číslo I a ide o hydridový anión H -. Zlúčenina má teda názov Hydrid draselný Príklad: Vytvorte vzorec hydridu inditého. Hydridový anión H - má oxidačný stupeň I, inditý katión má príponu itý, ktorá je vyjadrením oxidačného stupňa +III. Teda In III H -I Vzorec potom bude InH 3 Úlohy: 6. Vytvorte názvy zlúčenín: a) CsH b) CaH 2 c) SiH 4 d) BH 3 7. Vytvorte vzorce: a) Hydrid bárnatý b) Hydrid galitý c) Plumbán d) Diborán 21

22 Príklad: Pomenujte zlúčeninu HBr Táto zlúčenina je tvorená vodíkom a brómom. Bróm ako halogén má väčšinou oxidačný stupeň I a tvorí anión bromidový. Vodík potom musí mať oxidačný stupeň +I, teda je protónom H +. Názvy takýchto zlúčenín protónu a aniónmi nekovov sa tvoria z názvu prvku alebo skupiny aniónu so spojkou -o- a slova vodík. Teda Bromovodík Ak by sa jednalo o vodný roztok tejto zlúčeniny, jej názov by bol Kyselina bromovodíková Príklad: Pomenujte zlúčeninu HCN Podobný príklad ako predchádzajúci s tým, že anión je viacprvkový (vytvorený z uhlíka a dusíka). Ide o kyanidový anión (CN) -. Názov sa však vytvorí rovnako ako v prípade bromovodíka. Teda Kyanovodík Jeho vodný roztok Kyselina kyanovodíková Príklad: Vytvorte názvy týchto solí bezkyslíkatých kyselín: a) NaCl b) CaBr 2 c) FeI 3 d) SiF 4 e) PCl 5 f) MnF 7 g) OsF 8 V príklade sú uvedené vzorce solí halogenovodíkových kyselín. Anióny týchto solí (chloridy, fluoridy, bromidy, jodidy) majú oxidačný stupeň -I. Potom podľa hodnoty koeficientov pri týchto halogénoch vieme určiť oxidačný stupeň katiónov týchto solí. Potom a) sodík má oxidačný stupeň +I, tvorí katión sodný. Zlúčenina je Chlorid sodný b) vápnik má oxidačný stupeň +II, katión je vápenatá a zlúčenina Bromid vápenatý c) železo má oxidačný stupeň +III, katión príponu itý, teda železitý a zlúčenina je Jodid železitý d) kremík je v oxidačnom stupni +IV, jeho katión je potom kremičitý a zlúčenina Fluorid kremičitý e) fosfor musí mať oxidačný stupeň +V, katión príponu -ečný, -ičný, teda fosforečný a ide o Chlorid fosforečný 22

23 f) mangán má oxidačný stupeň +VII, jeho katión je teda manganistý a ide o Fluorid manganistý g) osmium má oxidačný stupeň +VIII, čo znamená príponu katiónu ičelý, teda pôjde o Fluorid osmičelý Príklad: Vytvorte vzorce zlúčenín: a) chlorid draselný b) bromid horečnatý c) chlorid hlinitý d) fluorid olovičitý e) jodid chromitý Postup tvorenia vzorcov je opačný ako v predchádzajúcou príklade. Podľa prípony každého katiónu vieme určiť jeho oxidačný stupeň. Keďže halogenidy majú oxidačný stupeň I, uvedieme číselnú hodnotu oxidačného stupňa katiónu ako koeficient pri halogéne. a) drasel-ný, teda K I Cl -I, potom KCl b) horeč-natý, Mg II Br -I, potom MgBr 2 c) hlin-itý, Al III Cl -I, teda AlCl 3 d) olov-ičitý, Pb IV F -I, potom PbF 4 e) chrom-itý, Cr III I -I, teda CrI 3 Úlohy: 8. Vytvorte názvy zlúčenín: a) LiCl b) AgBr c) FeCl 2 d) HgF 2 e) YI 3 f) TeF 6 9. Vytvorte vzorce zlúčenín: a) chlorid strieborný b) jodid meďný c) bromid železnatý d) chlorid fosforitý e) fluorid vanadičný f) fluorid uránový Príklad: Vytvorte názov zlúčeniny FeS Železo v tejto zlúčenine tvorí katiónovú časť, síra tvorí anión. Síra môže tvoriť len anión s dvoma zápornými nábojmi (sulfidový anión S 2- ) s oxidačným číslom II. Sulfidy sú vlastne soli sírovodíka H 2 S, po nahradení vodíkov katiónmi kovov. V uvedenej zlúčenine potom musí železo mať oxidačný stupeň +II, teda byť železnatým katiónom. Zlúčenina bude sulfid železnatý 23

24 Príklad: Vytvorte názov zlúčeniny Cu(CN) 2 Aniónovú časť tejto soli tvorí kyanidový anión (CN) -. Meď má potom oxidačný stupeň +II a tvorí meďnatý katión. Zlúčenina je kyanid meďnatý Príklad: Vytvorte vzorec zlúčeniny sulfid železitý. Síra v sulfidoch má oxidačný stupeň II. Prípona -itý hovorí o železe v oxidačnom stupni +III, teda Fe III S -II Koeficienty napíšeme k atómom tak, aby sme splnili podmienku nulového súčtu oxidačných stupňov v molekule. Teda Fe 2 S 3 Úlohy: 10. Vytvorte vzorce zlúčenín: a) kyanid strieborný b) rodanid lítny c) sulfid hlinitý d) sulfid antimoničitý 11. Vytvorte názvy zlúčenín: a) LiCN b) AgSCN c) Ag 2 S d) PbS Príklad: Pomenujte zlúčeninu LiOH Aniónom je hydroxidový anión (OH) -, vznikajúci odtrhnutím protónu z vody. Keďže má jeden záporný náboj, jeho oxidačné číslo bude I (OH) -I. Katiónom je lítny katión Li + s lítiom v oxidačnom stupni +I. Zlúčenina má názov hydroxid lítny Príklad: Vytvorte vzorec hydroxidu olovičitého. Prípona ičitý poukazuje na olovo v oxidačnom stupni +IV. Teda Pb IV (OH) -I. Aby sme splnili podmienku nulového súčtu oxidačných čísel, musíme k zátvorke uviesť štvorku. Teda Pb(OH) 4 24

25 Úlohy: 12. Pomenujte: a) AgOH b) Mg(OH) 2 c) Sn(OH) Vytvorte vzorec: a) hydroxid draselný b) hydroxid berylnatý c) hydroxid kobaltitý Príklad: Pomenujte zlúčeninu HClO 3. Ide o kyslíkatú kyselinu (oxokyselinu), zloženú z vodíka, kyselinotvorného prvku a kyslíka. Názov má podstatné meno kyselina a prídavné meno odvodené od kyselinotvorného prvku s príponou podľa jeho oxidačného stupňa. V našom príklade majú vodík oxidačný stupeň +I, kyslík oxidačný stupeň II a potom chlór musí mať oxidačný stupeň +V. Tomuto oxidačnému stupňu zodpovedá prípona -ičná, -ečná. Potom kyselina má názov kyselina chlorečná Príklad: Pomenujte zlúčeninu H 3 AsO 4. Ak oxidačný stupeň vodíka je +I a kyslíka II, potom arzén v našej oxokyseline má oxidačný stupeň +V. Tomu zodpovedá prípona -ičná, -ečná. V názve tejto kyseliny však musíme vyjadriť aj počet vodíkov v molekule pomocou číslovkovej predpony pred slovom hydrogen. Teda pôjde o kyselinu trihydrogenarzeničnú Príklad: Vytvorte vzorec pre kyselinu dihydrogenkremičitú. Pomôžme si zatiaľ všeobecný vzorcom H x I Si y IV O y -II, kde sme vyznačili oxidačné stupne vodíka (+I), kyslíka (-II) a kremíka (+IV). Keďže súčet kladných oxidačných stupňov je nepárny (musí byť párny, lebo násobky čísla (-II) sú párne), musíme k vodíku napísať dvojku. Potom 2.(+I) + 1.(+IV) = 6. Aby bola splnená podmienka nulové súčtu oxidačných stupňov, musia byť v molekule kyslíky tri (3.(-II) = -6). Potom vzorec bude H 2 SiO 3 Príklad: Vytvorte vzorec pre kyselinu tetrahydrogensírovú. Postup je rovnaký ako v predchadzajúcou príklade, len predpona tetra- nám už udáva, že vodíky sú v molekule štyri. Prípona ová je príponou pre oxidačný stupeň VI pre síru. Teda H 4 I S VI O z -II Aby sme splnili nutnú podmienku o nulovom súčte, kyslíkov vo vzorci musí byť päť (z = 5). Potom vzorec bude H 4 SO 5 25

26 Príklad: Pomenujte zlúčeninu H 4 P 2 O 7. Opäť ide o oxokyselinu, len počet kyselinotvorných prvkov je väčší než jeden. Oxidačné číslo fosforu v tejto kyseline je +V, čo znamená príponu -ečná, -ičná. V názve však musíme vyjadriť nielen počet vodíkov, ale aj počet fosforov vo vzorci. Pôjde potom o kyselinu tetrahydrogendifosforečnú Príklad: Vytvorte vzorec pre kyselinu dihydrogentetrasírovú. Každá zo štyroch sír vo vzorci tejto kyseliny má oxidačný stupeň VI (prípona ová), vodíky sú dva, potom kyslíkov musí byť trinásť (2.I + 4.VI + 13.(-II) = 0). Potom vzorec je H 2 S 4 O 13 Úlohy: 14. Vytvorte názvy kyselín: a) HCrO 2 b) H 2 MoO 4 c) H 3 PO 4 d) H 2 Cr 2 O 7 e) H 2 S 5 O Vytvorte vzorce kyselín: a) Kyselina arzenitá b) Kyselina dihydrogentetrakremičitá c) Kyselina hexahydrogentelúrová d) Kyselina tetrahydrogentrisírová e) Kyselina pentahydrogenfosforečná Príklad: Pomenujte zlúčeninu LiClO V prvom rade si musíme uvedomiť, že ide o soľ oxokyseliny, kde vodík (protón) je nahradený lítnym katiónom. Pôvodná kyselina bola HClO, teda kyselina chlórna. Jej soľ má názov chlórnan - aniónom je chlórnanový anión (ClO) -. Soľ má názov chlórnan lítny Príklad: Pomenujte zlúčeninu K 2 CrO 4. Ak nepoznáme priamo anión takejto soli, musíme najprv správne určiť kyselinu, od ktorej je táto soľ odvodená. Keďže v molekule sú dva draselné katióny K + s oxidačným stupňom pre 26

27 draslík +I (rovnakým ako pre protón H + ), je jasné, že pôvodná kyselina bola H 2 CrO 4, teda kyselina dihydrogenchrómová. Jej soľ má názov chroman. Postupovať môžeme aj tak, že priamo vo vzorci určíme oxidačný stupeň kyselinotvorného prvku (chrómu). Kyslík má najčastejšie oxidačný stupeň II, draslík je alkalický kov vždy s oxidačným stupňom +I, potom chróm musí mať oxidačný stupeň +VI. To hovorí o pôvodnej kyseline dihydrogenchrómovej, ktorej soľ je chroman. Predponou di- v prídavnom mene katiónu upresňujeme, že soľ obsahuje dva draslíky. Naša zlúčenina je teda chroman didraselný Príklad: Vytvorte vzorec uhličitanu horečnatého. Uhličitany sú soli kyseliny dihydrogenuhličitej H 2 CO 3 s aniónom (CO 3 ) 2-, ktorého oxidačný stupeň je II (1.IV + 3.(-II) = -II). Názov katiónu horečnatý hovorí o horčíku v oxidačnom stupni +II (prípona natý), t. j. Mg II. Vzorec potom bude Mg II (CO 3 ) -II. Dvojky sa vykrátia, jednotky sa nepíšu a preto zátvorka nie je potrebná. Vzorec bude MgCO 3 Príklad: Vytvorte vzorec dusičnanu meďnatého. Dusičnanový anión (NO 3 ) - má oxidačný stupeň I (vzniká odtrhnutím jedného protónu z kyseliny dusičnej HNO 3 ), meďnatý katión má meď v oxidačnom stupni +II (prípona natý). Teda Cu II (NO 3 ) -I Koeficienty uvedieme do kríža k oxidačným stupňom, aby sme dodržali pravidlo nulového súčtu oxidačných stupňov. Vzorec bude Úlohy: 16. Vytvorte názvy zlúčenín: a) Ca(NO 2 ) 2 b) Na 2 SO 3 c) MgSO 4 d) KMnO Vytvorte vzorce zlúčenín: a) chlorečnan vápenatý b) chloristan železitý c) chlornan cézny d) chloritan hlinitý Cu(NO 3 ) 2 Príklad: Pomenujte zlúčeninu NaH 2 PO 4. Táto zlúčenina je odvodená od kyseliny trihydrogenfosforečnej H 3 PO 4.Katiónom sodíka je však nahradený iba jeden z troch protónov kyseliny. Aniónom je (H 2 PO 4 ) -, čo je dihydrogenfosforečnanový anión. Jeho oxidačný stupeň je I, lebo vzniká odtrhnutím jedného protónu z pôvodnej kyseliny. Zlúčenina má názov dihydrogenfosforečnan sodný 27

28 Príklad: Pomenujte zlúčeninu Na 2 HPO 4 Táto soľ kyseliny trihydrogenfosforečnej má anión (HPO 4 ) 2-, čo je hydrogenfosforečnanový anión. Jeho oxidačný stupeň je II. Sodný katión má oxidačný stupeň +I. Potom jeho názov bude hydrogenfosforečnan disodný. Predpona di- zdôrazňuje, že v molekule sú dva atómy sodíka. Príklad: Vytvorte vzorec hydrogenarzeničnanu dilitného. Hydrogenarzeničnanový anión (HAsO 4 ) 2- vzniká odtrhnutím dvoch protónov z kyseliny trihydrogenarzeničnej H 3 AsO 4. Má teda oxidačný stupeň II. Lítny katión Li + má oxidačný stupeň +I, predpona di- hovorí, že lítia sú v molekule dve. Vzorec bude Li 2 HAsO 4 Príklad: Vytvorte vzorec bis(dihydrogenfosforečnanu) bárnatého. Dihydrogenfosforečnanový anión (H 2 PO 4 ) - má oxidačný stupeň I. Bárnatý katión má oxidačný stupeň +II. Teda Ba II (H 2 PO 4 ) -I Predpona bis- naznačuje, že anión musí byť vo vzorci zdvojený. Potom vzorec bude Ba(H 2 PO 4 ) 2 Úlohy: 18. Vytvorte názov zlúčenín: a) NaHSO 4 b) Fe(HCO 3 ) 2 c) Al 2 (HPO 4 ) Vytvorte vzorec zlúčenín: a) hydrogensiričitan sodný b) hydrogenfosforečnan vápenatý c) tris(hydrogenfosforečnan) dihlinitý Príklad: Vytvorte názov zlúčeniny Fe(OH) 2 NO 3 Ide o zásaditú soľ, ktorá obsahuje dve aniónové zložky: hydroxidový anión (OH) - a dusičnanový anión (NO 3 ) -. Názvy týchto aniónov sa uvedú v abecednom poradí a navzájom oddelia pomlčkou. Celkový náboj aniónových zložiek je 3-, preto katión železa musí byť v oxidačnom stupni +III, teda katión železitý. Názov tejto zlúčeniny bude Dihydroxid-dusičnan železitý 28

29 Príklad: Vytvorte vzorec pre bromid-dihydroxid chromitý Opäť to bude zásaditá soľ s dvoma aniónmi: bromidovým Br - a zdvojeným hydroxidovým aniónom (OH) -. Chromitý katión má príponu itý, čo zodpovedá oxidačnému stupňu pre Cr III. Vzorec tejto zlúčeniny má tvar Cr(OH) 2 Br Príklad: Vytvorte názov zlúčeniny Ca(NH 4 )PO 4. Toto je príklad na podvojnú soľ, ktorá obsahuje dve rôzne katiónové zložky: vápenatý katión Ca 2+ s vápnikom v oxidačnom stupni +II a amónny katión NH + 4, ktorého sumárny oxidačný stupeň je +I. Názvy týchto katiónov usporiadame podľa abecedy a oddelíme ich pomlčkou, pričom prípona y v názve prvého katiónu sa zmení na o. Fosforečnanový anión 3- PO 4 vznikol odtrhnutím troch protónov z kyseliny trihydrogenfosforečnej H 3 PO 4. Názov potom bude fosforečnan amónno-vápenatý Príklad: Vytvorte vzorec pre fluorid-bis(síran) didraselno-hlinitý Ide o príklad podvojnej zmiešanej soli s dvoma katiónovými a dvoma aniónovými zložkami. Aniónmi sú fluoridový anión F - a zdvojený síranový anión (SO 4 ) 2-. Katiónmi sú: hlinitý katión Al 3+ a zdvojený draselný katión K +. Keďže celkový súčet kladných a záporných nábojom je nulový (1.III + 2.I + 1.(-I) + 2.(-II) = 0), usporiadame atómy (zľava najprv katióny a potom anióny) vo vzorci podľa abecedy. Vzorec potom bude mať tvar AlK 2 F(SO 4 ) 2 Úlohy: 20. Vytvorte názvy: a) TiOCl 2 b) Ca 3 (OH) 2 (CO 3 ) 2 c) CaLi(NO 2 ) 3 d) Na 3 (NH 4 ) 2 (H 2 PO 4 ) Vytvorte vzorce : a) bromid-oxid chromitý b) síran titaničito-vápenatý c) dihydroxid-uhličitan hlinito-sodný d) tetrahydroxid-bis(fosforečnan) pentahorečnatý 29

30 2 Výpočty podľa stechiometrického vzorca Zo známych hmotnostných pomerov prvkov a skupín môžeme určiť vzorec zlúčeniny a opačne, zo známeho vzorca zlúčeniny môžeme stanoviť jej zloženie v hmotnostných, prípadne mólových zlomkoch prvkov a skupín, z ktorých je zložená. 2.1 Výpočet percentuálneho hmotnostného zloženia zlúčeniny zo vzorca Postup pri výpočte percentuálneho zloženia látok je veľmi jednoduchý: a) V tabuľke periodickej sústave zistiť relatívne atómové hmotnosti zložiek (atómov) danej látky (zlúčeniny). b) Z nich podľa vzorca vypočítať relatívnu molekulovú (vzorcovú) hmotnosť zlúčeniny. c) Z týchto hodnôt vypočítať percentuálne zastúpenie jednotlivých zložiek. Príklad 1: Vypočítajte percentuálne zastúpenie prvkov v zlúčenine CaCl 2. Pri počítaní môžeme vychádzať z definície hmotnostného zlomku: w i = m i / m i + m j Napr. % Cl = w Cl. 100 % = (m Cl / m Cl + m Ca ) 100 Použiť sa môžu aj relatívne atómové hmotnosti prvkov. Z tabuliek zistíme relatívne atómové hmotnosti vápnika a chlóru. A r (Ca) = 40,07 A r (Cl) = 35,45 Relatívna molekulová hmotnosť CaCl 2 bude: M r (CaCl 2 ) = A r (Ca) + 2. A r (Cl) = 40, ,45 = 110,97 Potom percentuálny obsah vápnika bude: % Ca = 1. Ar( Ca) Mr( CaCl2). 100 = (40,07 / 110,97). 100 = 36,10 % Podobne vypočítame percentuálny obsah chlóru. % Cl = 2. Ar( Cl) Mr( CaCl2). 100 = (2. 35,45 / 110,97 ). 100 = 63,90 % Príklad 2: Vypočítajte percentuálne zastúpenie kryštálovej vody v pentahydráte síranu meďnatého CuSO 4 5 H 2 O. Z tabuliek je zrejmé, že relatívna atómová hmotnosť medi je 63,54 (A r (Cu) = 63,54), relatívna atómová hmotnosť síry je 32,06 (A r (S) = 32,06), relatívna atómová hmotnosť kyslíka je 15,99 (A r (O) = 15,99). Potom relatívna molekulová hmotnosť vody je 17,99 (M r (H 2 O) = 17,99) a relatívna hmotnosť celej molekuly je 249,5 (M r = 249,5). Percentuálny obsah kryštálovej vody vypočítame z hmotnostného zlomku vody v zlúčenine násobením stomi. 30

31 % H 2 O = [5 M r (H 2 O) / M r ( CuSO 4 5 H 2 O)] 100 % H 2 O = ( 5. 17,99 / 249,5 ) 100 = 36,05 % Úlohy na precvičovanie: Príklad 3: Vypočítajte percentuálne zastúpenie prvkov v molekule siričitanu disodného Na 2 SO 3. Výsledok: Na = 36,5 %, S = 25,4 %, O = 38 % Príklad 4: Vypočítajte percentuálny obsah kryštálovej vody v zlúčenine FeSO 4 7 H 2 O. Výsledok: H 2 O = 45,3 % Príklad 5: Koľko percent uhlíka, vodíka a dusíka obsahuje glukóza (C 6 H 12 O 6 )? Výsledok: C = 40 %, H = 6,71 %, O = % Príklad 6: Koľko percent železa a síry obsahuje molekula sulfidu železnatého FeS? Výsledok: Fe = 63,6 %, S = 36,4 % Príklad 7: Príklad 8: Koľko percent kryštálovej vody obsahuje heptahydrát síranu horečnatého MgSO 4 7 H 2 O? Výsledok: H 2 O = 51,2 % Vyjadrite zloženie oxidu dusnatého v hmotnostných zlomkoch prvkov Výsledok: w N = 0,466, w O = 0, Určovanie stechiometrického (empirického) vzorca Stechiometrický vzorec je najjednoduchším vyjadrením atómového zloženia zlúčeniny. Udáva zlučovacie pomery a hmotnostné zlomky jednotlivých druhov atómov tvoriacich zlúčeninu.. Ak je zlúčenina tvorená prvkami A,B,C, všeobecne vyjadrený vzorec má tvar A x B y C z, kde x,y,z sú koeficienty určujúce počet atómov jednotlivých prvkov v zlúčenine. Ak je zloženie zlúčeniny určené hmotnostnými zlomkami jednotlivých zložiek w(a), w(b) a w(c), pre vzájomný pomer koeficientov x, y, z platí : x : y : z = % A Ar( A) : % B Ar( B) : % C Ar( C) A r (A), A r (B), A r (C) sú relatívne atómové hmotnosti prvkov tvoriacich zlúčeninu. Platí, že pomer počtu atómov prvku v molekule zlúčeniny sa rovná pomeru percentuálneho zastúpenia prvku a jeho relatívnej atómovej hmotnosti. Pomer vždy treba upraviť na pomer malých celých čísel. Ak je hmotnostné zloženie látky udané pre skupinu atómov, určujú stechiometrické koeficienty zastúpenie týchto skupín vo vzorci a pri výpočte delíme hmotnostný obsah relatívnymi molekulovými hmotnosťami uvedených skupín. 31

32 Príklad 1: Určte empirický vzorec zlúčeniny, ktorá podľa analýzy obsahuje 63,64 % dusíka a 36,36 % kyslíka. Všeobecný empirický vzorec zlúčeniny má tvar N x O y x : y = w(n)/a r (N) : w(o)/a r (O) x : y = 0,6364 / 14 : 0,3636 / 15,99 x : y = 0,0454 : 0,0227 x : y = 2 : 1 Do vzťahu pre určenie empirického vzorca môžeme namiesto hmotnostného zlomku dosadiť aj obsah zložky vyjadrený hmotnostnými percentami. x : y = 63,64 / 14 : 36,36 / 16 x : y = 4,54 : 2,27 x : y = 2 : 1 Stechiometrický vzorec je N 2 O oxid dusný Príklad 2: V kryštalohydráte istej zlúčeniny je hmotnostný zlomok vody 0,487, hmotnostný zlomok oxidu hlinitého 0,153 a hmotnostný zlomok oxidu sírového 0,360. Určte stechiometrický vzorec zlúčeniny. Všeobecný vzorec kryštalohydrátu má tvar (Al 2 O 3 ) x (SO 3 ) y (H 2 O) z x : y : z = 0,153/101,96 : 0,360/80,06 : 0,487/18,01 x : y : z = 1, : 4, : 2, x : y : z = 1 : 2,996 : 18,008 x : y : z = 1 : 3 : 18 Zlúčenina má vzorec (Al 2 O 3 ) (SO 3 ) 3 (H 2 O) 18. Po úprave nadobúda tvar Al 2 (SO 4 ) 3 18 H 2 O oktadekahydrát síranu dihlinitého. Príklad 3: Určte empirický vzorec kyseliny obsahujúcej 3,22 % vodíka, 19 % uhlíka a 77 % kyslíka. Všeobecný vzorec má tvar H x C y O z x : y : z = 3,22/1,01 : 19/12,01 : 77/16 = 3,22 : 1,583 : 4,81 = 2 : 1 : 3 32