Categoría:Sales inorgánicas

Las sales son compuestos iónicos heterodiatómicos y heteropoliatómicos (hasta 5 iones) que resultan de la reacción de neutralización y metátesis entre sustancias de propiedades ácido-básicas opuestas.

Las sales resultan de la neutralización entre un ácido y una base, un ácido y un metal, un óxido ácido y uno básico, hidróxido y metal, base y óxido o sal y sal; en todos los casos se produce sal y agua,…

Las sales fundidas o en solución se disocian en iones; en estas, la base proporciona el catión y el ácido aporta el anión; un ejemplo es la sal de cocina NaCl.

Cuando una cantidad conocida de átomos de hidrógenos de un ácido es reemplazada por igual cantidad de átomos de un metal, se obtiene una sal.

Ejemplo: los dos átomos de H del ácido sulfúrico tienen en total estado de oxidación 2⁺ (2 x 1⁺ = 2⁺) y pueden ser sustituidos por dos átomos de Na, uno de Ca,… en todo caso se debe remplazar el número de cargas perdidas; como se indica en las ecuaciones.

2NaOH+ H₂SO₄   Na₂SO₄ + 2H₂O

Ca(OH)₂+ H₂SO₄   CaSO₄ + 2H₂O

Las sales son compuestos iónicos que tienen entre sus propiedades la capacidad de formar cristales, suelen ser solidas y solubles en agua, las más comunes tienen punto de fusión alto, baja dureza, y baja compresibilidad, conducen la electricidad cuando están fundidas o disueltas en agua.

Por la complejidad y variedad de las sales, y por las muchas diferencias que presentan entre sí, es difícil encontrar un sistema de clasificación ideal para estas; lo más acertado es clasificarlas según sus propiedades ácido-básicas y de acuerdo con su procedencia y estructura; cada uno de estos dos grupos se subdivide y cada subdivisión se representa mediante su propia fórmula y una ecuación general.

CLASIFICACIÓN DE SALES SEGÚN SU PROCEDENCIA Y ESTRUCTURA

De acuerdo con la estructura y la procedencia; las sales se clasifican en haloideas, oxoácidas y dobles.

Sales haloideas o hidrácidas

Son sustancias iónicas heterodiatómicas y hetero poliatómicas formadas por reacción de neutralización entre un hidróxido y un ácido hidrácido.

El nombre de sal hidrácida se debe a que estos compuestos se forman con ácidos hidrácidos; mientras que el nombre haloideas, hace referencia a la presencia de halógenos en la estructura de la sal, y a la formación de dicha sal a partir de compuestos constituidos por halógenos; aunque estas sales también tienen en su estructura elementos anfígenos. 

La fórmula general de las sales hidrácidas es MX o MnM, donde de M es un elemento metálico trabajando con carga positiva y nM ó X es un no metal con carga negativa, a esta fórmula también se le aplaca la regla de aspa.

La ecuación y general para las sales hidrácidas es:

MOH_(ac)+ HX_(ac)   MX_(s) + H₂O_(l)

En la formación de una sal hidracida, los hidrógenos del ácido hidrácido se sustituyen por los metales del hidróxido en igualdad de cargas positivas, esto deja como resultado la unión de un metal y un no metal (sal sin oxígeno) y la formación de agua; la cual resulta de la unión entre aniones hidroxilo del hidróxido y cationes hidrógeno que salen del ácido hidrácido.

Ejemplos de formación de sales hidrácidas:

NaOH_(ac)+ HCl_(ac)   NaCl_(s) + H₂O_(l)

Ca(OH)_2(ac)+ H₂S_(ac)     CaS_(s) + 2H₂O_(l)

Ejemplos de sales hidrácidas: Na₂S, AgCl, KCl, CuBr, FeCl₃, CaBr₂, Al₂S₃, BeI₂, ZnS, KI, MgCl₂, AgBr,…  

Sales oxoácidas, oxisales u oxiácidas

Son compuestos químicos heteropoliatómicos formados por reacción de neutralización entre un ácido oxoácido y un hidróxido; su estructura está formada por metal, no metal y oxígeno.

Estas sales al igual que la mayoría, también se forman por la unión entre algunos cationes y aniones que no necesariamente provienen de óxidos, hidruros e hidróxidos; en todo caso se forma sal y agua.

La fórmula general que mejor aplica para las oxisales es: MXO o MnMO, donde M es el catión metálico aportado por el hidróxido, el no metal (X o nM) y el oxígeno (O) constituyen un anión que tiene carga y, cantidad y variedad de átomos definida; este anión va entre paréntesis ( ) solo si al aplicar la regla de aspa los subíndices no se simplifican hasta quedar un único anión. Si hubiese necesidad de poner el anión entre paréntesis, la carga del metal le quedaría como subíndice para indicar la cantidad de aniones existentes en dicha sal oxácida. 

Una ecuación general para formar sales oxoácidas es:

MOH_(ac)+ HXO_(ac)   MXO_(s) + H₂O_(l)

En la formación de sales oxoácidas, los hidrógenos del ácido oxoácido se sustituyen total o parcialmente por los metales del hidróxido; así resulta la unión de cationes metálicos con el anión que queda del ácido; también se forma agua por la unión entre los aniones hidroxilo del hidróxido y cationes hidrógeno que salen del ácido oxoácido.

Ejemplos de formación de sales oxoácidas:

Co(OH)_2(ac)+ H₂SiO_3(ac)   CoSiO_3(s) + 2H₂O_(l)

2Fe(OH)_3(ac)+ 3H₂CO_3(ac)Fe₂(CO₃)_3(s)+ 6H₂O_(l)

Ejemplos de sales oxoácidas: Ca(MnO₄)₂, MgSO₃,…

Sales dobles o mixtas

Son compuestos químicos heteropoliatómicos que tienen en su estructura más de un catión o más de un anión; por esto las hay de dos clases:

Sales dobles con varios cationes: se forman por reacción de neutralización entre un ácido hidrácido u oxoácido y varios hidróxidos de diferentes metales; en su estructura hay varios cationes metálicos (M) diferentes entre sí, también hay un no metal (X) y puede o no haber oxígeno (O), el cual solo está presente cuando hace parte del anión (X o XO). Su fórmula general es MMX o MMXO.

La ecuación general de la formación de sales dobles con varios cationes, muestra como los hidrógenos del ácido son reemplazados por varios cationes metálicos:

MOH_(ac)+ MOH_(ac)+ HX_(ac)   MMX_(s) + H₂O_(l)

MOH_(ac)+ MOH_(ac)+ HXO_(ac)   MMXO_(s) + H₂O_(l)

Ejemplos de formación de sales dobles de varios cationes:

RbOH_(ac)+ 3NaOH_(ac)+ 2H₂S_(ac)   RbNa₃S_2(s)+ 4H₂O_(l)

Ca(OH)_2(ac)+Mg(OH)_2(ac)+2H₂CO_3(ac)  CaMg(CO₃)_2(s)+4H₂O_(l)

Las sales dobles con varios cationes también se forman por la neutralización parcial entre un ácido y una base y la neutralización total del producto con otra base; así:

Ecuación #1: neutralización parcial

KOH_(ac)+ H₃PO_4(ac)   KH₂PO_4(s)+ H₂O_(l)

Ecuación #2: neutralización total

Ni(OH)_2(ac)+ KH₂PO_4(s)   KNiPO_4(s)+ 2H₂O_(l)

Ejemplos de sales dobles con varios cationes: MgKCl₃, CaNa₂(SO₄)₂, MgNH₄AsO₄, KNaSO₄, LiKNaPO₄, CuFeS₂,…

Sales dobles con varios aniones: son el resultado de la reacción de neutralización completa entre un hidróxido y varios ácidos que bien pueden ser dos hidrácidos, dos oxoácidos o uno de cada uno. En la estructura de estas sales hay un catión metálico (M) y varios aniones no metálicos (X y/o XO). La fórmula general de las sales dobles con varios aniones, es MXX, MXXO o MXO XO.

En la formación de sales dobles con varios aniones, se une un catión metálico con varios aniones procedentes de ácidos que han perdido todos o algunos de sus hidrógenos.

De acuerdo con lo anterior y teniendo en cuenta que hay varios tipos de ácidos, la ecuación general de las sales dobles con varios aniones, presenta tres posibilidades:

MOH_(ac)+ HX_(ac)+ HX_(ac)   MXX_(s) + H₂O_(l)

MOH_(ac)+ HX_(ac)+ HXO_(ac)   MXXO_(s) + H₂O_(l)

MOH_(ac)+ HXO_(ac)+ HXO_(ac)   MXO XO_(s) + H₂O_(l)

Ejemplos de formación de sales dobles de varios aniones:

Al(OH)_3(ac)+ H₂S_(ac)+ HBr_(ac)   AlSBr_(s) + 3H₂O_(l)

Pb(OH)_2(ac)+ HCl_(ac)+ H₃PO_4(ac)PbClPO_4(s) + 3H₂O_(l)

Pb(OH)_4(ac)+H₂CO_3(ac)+H₂SO_4(ac)PbCO₃SO_4(s)+ 4H₂O_(l)

Ejemplos de sales dobles con varios aniones: Na₆ClF(SO₄)₂, CaClClO, Ca₃F(PO₄)₂,…

CLASIFICACIÓN DE SALES SEGÚN SUS PROPIEDADES ÁCIDO-BÁSICAS Ó pH

Al igual que las otras funciones, las sales pueden ser clasificadas según el comportamiento que exhiben cuando están en contacto con otras sustancias y con los dispositivos utilizados para determinar la concentración de las soluciones.

Algunas sales se forman por neutralización completa o incompleta entre un hidróxido y un ácido o entre algunas especies químicas que poseen aniones grupos hidroxilos y otras que poseen hidrógenos en su estructura.

La presencia o ausencia de iones hidroxilos y/o hidrógenos  en la estructura de algunas sales, es lo que permite clasificarlas como ácidas, neutras o básicas.

Sales ácidas

Son sólidos heteropoliatómicas formadas por la sustitución parcial de los hidrógenos de un ácido por iones metálicos; derivan de hidrácidos y oxoácidos, y tienen hidrógenos en su estructura.

El número de hidrógenos que sale del ácido se le pone como subíndice al metal, y la valencia del metal se le pone como subíndice al anión que resulta del ácido; por esto las fórmulas generales de las sales ácidas pueden ser:

M_d(HnM)_e para sales ácidas derivadas de ácidos hidrácidos formados con elementos del grupo 16. En este caso M es el metal que sale del hidróxido  y remplaza los hidrógenos, el subíndice d es el número de hidrógenos que perdió el ácido, el paréntesis ( ) encierra lo que quedo del ácido y el subíndice e es el estado de oxidación de M. 

La ecuación general cuando la sal ácida se forma por la neutralización parcial de un hidrácido, es:

MOH_(ac)+ H₂X_(ac)   M_d(HX)_e(s) + H₂O_(l)

NaOH_(ac)+ H₂S_(ac)   NaHS_e(s) + H₂O_(l)

La fórmula M_d(HnMO)_e(s), aplica para las sales ácidas derivadas de ácidos oxoácidos; la simbología y la regla de aspa se emplean como en casos anteriores. 

La ecuación general para sales ácidas formadas por la neutralización parcial de un oxoácido, es:

MOH_(ac)+ HXO_(ac)   M_d(HXO)_e(s) + H₂O_(l)

Fe(OH)_3(ac)+ H₂CO_3(ac)   Fe(HCO₃)_3(s) + H₂O_(l)

Ejemplos de sales ácidas: NaHSO₄, Ca(HMnO₄)₂, Fe(HCO₃)₃, NaHS, Ca(HSe)₂, Fe(HTe)₃, KHSO₄, Ca(HSO₄)₂, KHCO₃,...

Sales neutras

Son sales heterodiatómicas y heteropoliatómicas en las que los hidrógenos de un ácido u otro analito, son reemplazados completamente por metales o por radicales positivos.

Durante la formación de las sales neutras, los compuestos reaccionantes (los ácidos y los hidróxidos) se ionizan completamente formándose cationes oxidanios (H⁺ o H₃O⁺)  y metálicos (M⁺)   más iones de no metal () e hidroxilos (OH^-); así los iones de cargas opuestas se unen en un nuevo orden formando una sal y una importante cantidad de agua; en esta trasposición, el estado de oxidación del metal se le pone como subíndice al resto del ácido sin los hidrógenos; el número de hidrógenos que se le quiten al ácido se le ponen como subíndice al metal.

La mayoría de las sales cumplen estos principios, es decir, son neutras; por esto las sales neutras tienen las mismasecuaciones y fórmulas generales de las sales hidracidas (MX), oxisales (MXO) y sales dobles (MMX)   o (MMXO).

Ejemplos de sales neutras: (NH₄)₂CO₃, LiNO₃, NH₄KSO₄, NaCaPO₄,…

Sales básicas

Son sólidos heteropoliatómicos en los que algunos de los aniones hidroxilos de la base han sido reemplazados por metal o iones negativos. En la estructura de estas sales hay algún anión OH^-.

Las sales básicas se forman con hidróxidos que tienen varios OH^- y que no los pierden todos durante la neutralización; por lo que forman iones que aún tienen de estos grupos; esto sugiere que el estado de oxidación del metal debe ser igual o mayor que dos.

Las sales básicas se clasifican en sales básicas hidrácidas y sales básicas oxoácidas, según el hidróxido reaccione con ácido hidrácido u oxoácido; los tipos de sales básicas no deben ser confundidas con las sales hidrácidas y oxoácidas que se trataron anteriormente.

Las sales básicas presentan dos fórmulas generales; en las dos se escribe primero el metal, luego los iones hidroxilos (OH) y al final, el  anión que queda del ácido; como en la siguiente fórmula: CuOHNO₃.

La fórmula M(OH)_d(X)_e; es para sales básicas formadas por la neutralización parcial entre una base y un ácido hidrácido.

Para sales básicas formadas por la neutralización incompleta de un hidróxido con un ácido oxoácido la fórmula es:M(OH)_d(XO)_e.

En los dos casos; M es un metal, el subíndice d indica la cantidad de iones OH^- que quedo después de la reacción, X yXO son lo que queda del ácido y debe anotarse con los subíndices que tenga, e representa la cantidad de iones que quedan de dicho ácido.

Los iones X y XO, y OH^-, solo se ponen entre paréntesis cuando sea necesario indicar las cantidades de cada uno. Téngase en cuenta que la operación algebraica de los tres iones que constituyen una sal básica, debe ser igual a cero.

En la reacción para la formación de sales básicas, hay exceso de hidróxidos con relación del ácido.

Las ecuaciones generales de las sales básicas, se inician con el hidróxido de un metal que tiene estado de oxidación mayor o igual que dos (≥2).

M(OH)_≥2(ac)+ H₂X_(ac)   M(OH)_d(X)_e(s) + H₂O_(l)

 Ca(OH)_2(ac)+ HCl_(ac)   CaOHCl_(s) + H₂O_(l)

M(OH)_≥2(ac)+ HXO_(ac)   M(OH)_d(XO)_e(s) + H₂O_(l)

Al(OH)_3(ac)+ HNO_3(ac)   AlOH(NO₃)_2(s) + H₂O_(l)

Ejemplos de sales básicas: MgOHNO₃, HgOHNO₃, CaOHCl, ZnOHNO₃, Al(OH)₂NO₂, BaOHBr, Cu₂(OH)₂SO₄, FeOHCO₃, CdOHBr, AlOH(NO₃)₂,…

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