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Física y Química 3.º ESO · Sales binarias y compuestos entre no metales

Sales binarias de metales con varios números de oxidación

Objetivo: Al terminar, sabrás formular y nombrar con prefijos y con número de oxidación (Stock) sales binarias de metales con varios números de oxidación, como FeCl₃, CuS o PbI₂, calculando el número de oxidación del metal a partir de la fórmula.

Explicación

Sales binarias con metales de varios números de oxidación

Con metales como el hierro, el cobre, el plomo o el estaño hay varias sales con el mismo no metal: $\text{FeCl}_2$ y $\text{FeCl}_3$ , $\text{Cu}_2\text{S}$ y $\text{CuS}$ … El nombre tiene que decir cuál es.

Del nombre a la fórmula

Stock: el número romano es el número de oxidación del metal. Se cruza con el del no metal y se simplifica. Sulfuro de hierro(III): Fe $+3$ , S $-2$ → $\text{Fe}_2\text{S}_3$ . Sulfuro de cobre(II): Cu $+2$ , S $-2$ → $\text{Cu}_2\text{S}_2$ → $\text{CuS}$ .
Prefijos: se escriben los subíndices que indican. Diyoduro de plomo → $\text{PbI}_2$ .

De la fórmula al nombre

Prefijos: se leen los subíndices. $\text{Fe}_2\text{S}_3$ → trisulfuro de dihierro.
Stock: hay que calcular el número de oxidación del metal. La suma de todos es cero:

Fórmula	Carga negativa total	N.º de oxidación del metal	Stock
$\text{FeCl}_3$	$3 \cdot (-1) = -3$	$+3$	cloruro de hierro(III)
$\text{Fe}_2\text{S}_3$	$3 \cdot (-2) = -6$ , entre 2 Fe	$+3$	sulfuro de hierro(III)
$\text{CuS}$	$-2$	$+2$	sulfuro de cobre(II)
$\text{Cu}_2\text{S}$	$-2$ , entre 2 Cu	$+1$	sulfuro de cobre(I)

¡Cuidado con las fórmulas simplificadas! En $\text{CuS}$ hay un solo Cu, pero el cobre tiene $+2$ , porque el S tiene $-2$ .

Números de oxidación de algunos metales: Fe, Co, Ni: $+2, +3$ ; Cu: $+1, +2$ ; Au: $+1, +3$ ; Cr: $+2, +3$ ; Pb, Sn: $+2, +4$ . No metales: F, Cl, Br, I: $-1$ ; S, Se: $-2$ ; N, P: $-3$ .

Puntos clave

Si el metal tiene varios números de oxidación, el nombre de Stock lleva el número romano: cloruro de hierro(III).
Para formular desde Stock: se cruzan los números de oxidación y se simplifica ( $\text{Cu}_2\text{S}_2$ → $\text{CuS}$ ).
Para nombrar con Stock desde la fórmula: calcula el número de oxidación del metal (la suma total es cero).
Con prefijos se leen los subíndices: $\text{Fe}_2\text{S}_3$ , trisulfuro de dihierro.

Errores frecuentes

ErrorLlamar «sulfuro de cobre(I)» al $\text{CuS}$ porque hay un solo cobre.
Cómo corregirloCalcula: el S tiene $-2$ , así que el Cu tiene $+2$ → sulfuro de cobre(II).
ErrorUsar el número romano como subíndice del no metal sin cruzar: «sulfuro de hierro(III) = FeS₃».
Cómo corregirloCruza los dos números de oxidación: Fe $+3$ y S $-2$ → $\text{Fe}_2\text{S}_3$ .
ErrorMezclar las dos nomenclaturas: «tricloruro de hierro(III)».
Cómo corregirloO tricloruro de hierro (prefijos), o cloruro de hierro(III) (Stock).

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1. Los cloruros del hierro procedimiento (del nombre a la fórmula)
El hierro forma dos cloruros. Formula el cloruro de hierro(II) y el cloruro de hierro(III) y nómbralos con prefijos. El segundo se usa para grabar placas de circuitos electrónicos.

Resolución
- Fe $+2$ , Cl $-1$ → $\text{FeCl}_2$ : dicloruro de hierro.
- Fe $+3$ , Cl $-1$ → $\text{FeCl}_3$ : tricloruro de hierro.
Con los halógenos ( $-1$ ) nunca hay que simplificar: el número de átomos de halógeno es el número de oxidación del metal.
Ejemplo 2. Minerales: galena y calcosina de la fórmula al nombre (con simplificación)
La galena, $\text{PbS}$ , es el principal mineral de plomo, y la calcosina, $\text{Cu}_2\text{S}$ , uno de los minerales de cobre. Nombra los dos sulfuros con prefijos y con Stock.

Resolución
$\text{PbS}$ : prefijos, sulfuro de plomo. Stock: el S tiene $-2$ , así que el Pb tiene $+2$ → sulfuro de plomo(II).

$\text{Cu}_2\text{S}$ : prefijos, sulfuro de dicobre. Stock: el S tiene $-2$ , repartido entre 2 Cu → cada Cu tiene $+1$ → sulfuro de cobre(I).
Ejemplo 3. La lluvia de oro experimental (de laboratorio)
Al mezclar una disolución de nitrato de plomo(II) con otra de yoduro de potasio se forma un sólido amarillo brillante, el yoduro de plomo(II); al calentarlo se disuelve y, al enfriar, aparecen cristales dorados que caen como una «lluvia de oro»:

$\text{Pb(NO}_3\text{)}_2 + 2\,\text{KI} \rightarrow \text{PbI}_2 + 2\,\text{KNO}_3$

Formula el yoduro de potasio y el yoduro de plomo(II) y nombra este último con prefijos.

Resolución
- Yoduro de potasio: K $+1$ , I $-1$ → $\text{KI}$ .
- Yoduro de plomo(II): Pb $+2$ , I $-1$ → $\text{PbI}_2$ : diyoduro de plomo.

Ejercicios

De menos a más. Intenta cada uno antes de mirar la solución.

1. Fácil
Formula: a) cloruro de cobre(II); b) sulfuro de hierro(II); c) bromuro de cobalto(III); d) cloruro de estaño(IV); e) sulfuro de níquel(III).

Ver solución
a) $\text{CuCl}_2$ ; b) $\text{FeS}$ ; c) $\text{CoBr}_3$ ; d) $\text{SnCl}_4$ ; e) $\text{Ni}_2\text{S}_3$
Cruzamos el número de oxidación del metal con el del no metal (Cl, Br $-1$ ; S $-2$ ) y simplificamos: b) $\text{Fe}_2\text{S}_2$ → $\text{FeS}$ .
2. Fácil
Formula: a) tricloruro de oro; b) dibromuro de plomo; c) disulfuro de estaño; d) yoduro de cobre (con un solo yodo).

Ver solución
a) $\text{AuCl}_3$ ; b) $\text{PbBr}_2$ ; c) $\text{SnS}_2$ ; d) $\text{CuI}$
Los prefijos dan directamente los subíndices.
3. Media
Calcula el número de oxidación del metal y nombra con Stock: a) $\text{FeBr}_3$ ; b) $\text{NiS}$ ; c) $\text{Co}_2\text{S}_3$ ; d) $\text{CuBr}$ .

Ver solución
a) Fe $+3$ : bromuro de hierro(III); b) Ni $+2$ : sulfuro de níquel(II); c) Co $+3$ : sulfuro de cobalto(III); d) Cu $+1$ : bromuro de cobre(I)
a) $3 \cdot (-1) = -3$ → $+3$ . b) $-2$ → $+2$ . c) $3 \cdot (-2) = -6$ , entre 2 Co → $+3$ . d) $-1$ → $+1$ .
4. Media
Escribe la fórmula y los dos nombres de las dos sales del estaño ( $+2$ y $+4$ ) con el cloro.

Ver solución
$\text{SnCl}_2$ : dicloruro de estaño / cloruro de estaño(II). $\text{SnCl}_4$ : tetracloruro de estaño / cloruro de estaño(IV).
Con el cloro ( $-1$ ) el número de Cl coincide con el número de oxidación del estaño.

Para practicar más

1. Fácil
Completa la tabla:

Fórmula Prefijos Stock

$\text{FeCl}_2$

trisulfuro de dihierro

cloruro de cromo(III)

$\text{CuS}$

cloruro de plomo(IV)

Ver solución
$\text{FeCl}_2$ : dicloruro de hierro, cloruro de hierro(II). $\text{Fe}_2\text{S}_3$ : trisulfuro de dihierro, sulfuro de hierro(III). $\text{CrCl}_3$ : tricloruro de cromo, cloruro de cromo(III). $\text{CuS}$ : sulfuro de cobre, sulfuro de cobre(II). $\text{PbCl}_4$ : tetracloruro de plomo, cloruro de plomo(IV).
Prefijos: se leen los subíndices. Stock: se calcula el número de oxidación del metal; en $\text{CuS}$ es $+2$ porque el S tiene $-2$ .
2. Fácil
El cloruro de cobalto(II) es azul cuando está seco y rosa cuando ha absorbido humedad; por eso se usa en las bolsitas de gel de sílice y en algunos «higrómetros» de juguete que cambian de color. a) Escribe su fórmula. b) Nómbralo con prefijos. c) ¿Cuál sería la fórmula del cloruro de cobalto(III)?

Ver solución
a) $\text{CoCl}_2$ ; b) dicloruro de cobalto; c) $\text{CoCl}_3$
Co $+2$ y Cl $-1$ → 2 Cl; con Co $+3$ → 3 Cl.
3. Media
Un alumno ha escrito: a) $\text{CuS}$ : sulfuro de cobre(I) b) sulfuro de hierro(III): $\text{Fe}_3\text{S}_2$ c) $\text{FeCl}_3$ : tricloruro de hierro(III) d) cloruro de oro(I): $\text{AuCl}_3$ Corrige cada error y explica qué ha fallado.

Ver solución
a) sulfuro de cobre(II); b) $\text{Fe}_2\text{S}_3$ ; c) tricloruro de hierro o cloruro de hierro(III); d) $\text{AuCl}$
a) El S tiene $-2$ → el Cu tiene $+2$ . b) Ha cruzado al revés. c) No se mezclan prefijos y número romano. d) Oro(I) → 1 Cl. $\text{AuCl}_3$ es el cloruro de oro(III).
4. Difícil
En el laboratorio se calienta una mezcla de limaduras de hierro y azufre en polvo y se forma un sólido negro, el sulfuro de hierro(II): $\text{Fe} + \text{S} \rightarrow \text{FeS}$ . a) Comprueba que la fórmula $\text{FeS}$ corresponde a hierro(II). b) Si el hierro hubiera actuado con $+3$ , ¿qué sal se habría formado? Escribe su fórmula y sus dos nombres.

Ver solución
a) S $-2$ → Fe $+2$ . b) $\text{Fe}_2\text{S}_3$ : trisulfuro de dihierro / sulfuro de hierro(III).
a) $(+2) + (-2) = 0$ . b) Fe $+3$ y S $-2$ → cruzando, $\text{Fe}_2\text{S}_3$ ; comprobación: $2 \cdot (+3) + 3 \cdot (-2) = 0$ .

Fórmula	Prefijos	Stock
$\text{FeCl}_2$
	trisulfuro de dihierro
		cloruro de cromo(III)
$\text{CuS}$
		cloruro de plomo(IV)