Óxidos, hidróxidos y ácidos

Introducción

La cal que se usa en construcción, la sosa cáustica de algunos productos de limpieza o el ácido sulfúrico de las baterías de los coches son compuestos que pertenecen a tres familias muy importantes: los óxidos, los hidróxidos y los ácidos. En esta lección aprenderás a reconocerlos, a escribir sus fórmulas y a nombrarlos según las normas de la IUPAC.

Explicación

Para formular se usa el número de oxidación de cada elemento. Regla básica: en un compuesto neutro, la suma de los números de oxidación de todos los átomos es cero.

1. Óxidos. Son combinaciones del oxígeno, con número de oxidación −2, con otro elemento. El oxígeno se escribe a la derecha: Na₂O, CaO, Fe₂O₃, CO₂, SO₃. Se nombran de dos formas:

• Con prefijos multiplicadores (mono-, di-, tri-, tetra-, penta-…): CO₂ es dióxido de carbono; Fe₂O₃ es trióxido de dihierro.
• Con el número de oxidación en números romanos, si el elemento tiene más de uno: Fe₂O₃ es óxido de hierro(III). Si solo tiene uno, no se indica: CaO es óxido de calcio.

Los óxidos de metales se llaman también óxidos básicos, y los de no metales, óxidos ácidos.

2. Hidróxidos. Están formados por un metal y el grupo hidróxido, OH⁻ (carga −1). Su fórmula general es M(OH)ₙ, donde n es el número de oxidación del metal: NaOH (hidróxido de sodio), Ca(OH)₂ (hidróxido de calcio o dihidróxido de calcio), Fe(OH)₃ (hidróxido de hierro(III) o trihidróxido de hierro). Se obtienen al reaccionar un óxido metálico con agua:

CaO + H₂O → Ca(OH)₂

3. Ácidos. Contienen hidrógeno que, disuelto en agua, liberan en forma de iones H⁺. Hay dos tipos:

• Hidrácidos: hidrógeno + un no metal de los grupos 16 o 17. Disueltos en agua se nombran con la terminación -hídrico: HCl (ácido clorhídrico), HF (ácido fluorhídrico), H₂S (ácido sulfhídrico).
• Oxoácidos: hidrógeno + no metal + oxígeno: H₂SO₄ (ácido sulfúrico), HNO₃ (ácido nítrico), H₂CO₃ (ácido carbónico). Muchos se obtienen al reaccionar un óxido no metálico con agua:

SO₃ + H₂O → H₂SO₄     CO₂ + H₂O → H₂CO₃

En resumen: óxido metálico + agua → hidróxido y óxido no metálico + agua → oxoácido.

Ejemplo

Ejemplo 1. Formula el óxido de aluminio. El aluminio actúa con +3 y el oxígeno con −2. Se intercambian los números (sin signo) como subíndices: Al₂O₃. Comprobación: 2 · (+3) + 3 · (−2) = 6 − 6 = 0. Correcto. Su nombre con prefijos es trióxido de dialuminio.

Ejemplo 2. Nombra Fe(OH)₃. Hay tres grupos OH⁻, cada uno con carga −1, en total −3. Para que el compuesto sea neutro, el hierro actúa con +3. Nombre: hidróxido de hierro(III) o trihidróxido de hierro.

Ejemplo 3. Formula el óxido de cobre(II). Cobre +2 y oxígeno −2: Cu₂O₂, que se simplifica a CuO.

Ejercicios