Problemar Și Exerciții de Chimie Anorganica 2008

7/21/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica 2008

1/325

Universitatea de Stat din MoldovaFacultatea de Chimie i Tehnologie Chimic

Catedra Chimie Anorganici Fizic

PROBLEME I EXERCIIIDE CHIMIE ANORGANIC

Sub redacia tiinific a luiAurelian Gulea,

doctor habilitat n chimie, profesor universitar,membru corespondent al AM

Aprobat de ConsiliulFacultii de Chimie i

Tehnologie Chimic

Chiinu2008CEP USM


2/325

2

CZU 546(076.5)

P 93

Aurelian GULEA, Maria BRC, Mihail POPOV,Svetlana KUDRICAIA,Victor APCOV, Aliona

COTOVAIA, Lilia POPOVSCHI, Ion BULIMESTRU

Recomandat de Catedra Chimie Anorganic i Fizic

Recenzent:Viorica Gladchi, doctor, confereniar universitar

Prezenta culegere de probleme i exerciiieste alctuitconform programei de studii pentru studenii anului I i IIde lafacultile de chimie, biologie i pedologie ale Universitii deStat din Moldova. n culegere toate compartimentele sunttratate att din punct de vedere teoretic, ct i prin exemple curezolvare, urmate de probe cu rspunsuri pentru lucrulindividual.

ISNB 978-9975-70-784-8 Aurelian Gulea, Maria Brc,Mihail Popov et al., 2008

USM, 2008

Camera Naional a CriiProbleme i exerciii de chimie anorganic / Univ. de Stat dinMoldova, Fac. de Chimie i Tehnologie Chimic, Catedra ChimieAnorganic i Fizic; Aurelian Gulea, Maria Brc, Mihail Popov[et al.]; sub. red. t. a lui Aurelian Gulea. Chiinu, CEP USM,2008.326p.

Bibliogr.: p.279.50ex.ISNB 978-9975-70-784-8

546(076.5)P 93


3/325

3

INTRODUCERE

Culegerea de probleme i exerciii propus este

alctuit conform programei i planului de studii pentru

studenii de la facultile de chimie, biologie i pedologie ale

Universitii de Stat, precum i de la facultilecare au chimia

ca obiect de profil n alte instituii de nvmnt superior.

Problemarul poate fi util i studenilor facultilor care nu au

chimia ca obiect de profil.

n culegere sunt tratate toate compartimentele

curriculumului att din punct de vedere teoretic, ct i prin

exemple cu rezolvare, urmate de probe de sine stttoare cu

rspunsuri.

La studierea cursului de Chimie anorganic n coala

superioar, este important ca studenii s acumuleze deprinderi

n rezolvarea problemelor, acestea fiind printre criteriile

necesare la nsuirea temeinic a cursului nominalizat.

Partea component principal la rezolvarea problemelor

este tratarea matemetic a datelor, aprecierea erorilor, prezent

la fel n aceast culegere. Un compartiment netradiional este

dedicat nomenclaturii substanelor anorganice. Culegerea

cuprinde o anex, n care sunt introduse tabele cu datele

necesare pentru rezolvarea problemelor.

La elaborarea culegerii de probleme i exerciii au


4/325

4

colaborat cadrele didactice ale catredrei de Chimie Anorganic

a Universitii de Stat:

Aurelian Gulea, profesor universitar: nomenclatura

chimiei anorganice; structura atomului, legea periodicitiii

sistemul periodic al lui D.I.Mendeleev; legtura chimic i

structura moleculelor; procesele redox.

Mihail Popov, confereniar: energetica reaciilor

chimice, termodinamica chimici chestionar.Svetlana Kudricaia, confereniar: noiuni generale,

legile de baz ale chimiei, tratarea matematic a datelor

experimentale.

Maria Brc, confereniar:soluii, compui compleci.

Victor apcov, confereniar: viteza de reacie iechilibrul chimic, reacii redox.

Aliona Cotovaia, Lilia Popovschi, lectori: soluii.

Ion Bulimestru, lector superior: compui compleci,

anexe.

Autorii aduc mulumiri decanului Facultii de Chimiei Tehnologie Chimic, doctor, confereniar universitar,

Viorica Gladchipentru avizul prezentat la aceast lucrare.

Aurelian Gulea, profesor universitar,

membru corespondent al AM.


5/325

5

Capitolul I

MSURTORI I TRATAREA MATEMATICA DATELOR

1.1. Sistemul internaional de uniti (SI) n chimie

La efectuarea msurtorilor n chimie se folosescmetode fizice i se aplic obligatoriu Sistemul Internaional deuniti (SI).

SI este compus din 7 unitai de baz (alese arbitrar), unnumar relativ mare de unitai derivate acordate (18 unitaiacordate au primit denumiri speciale, de exemplu, Joule (J)pentru lucru, energie i cantitate de cldur, n loc de Newton-metru; Pascal pentru presiune i tensiune mecanic n loc deNewton pe metru ptrat i dou uniti care nu pot fi referitenici la cele de baz, nici la cele derivate). Unitile de baz aleSI:

metru (m)unitate de lungime;kilogram (kg)unitate de mas;secunda (s)unitate de timp;amper (A)unitate de intensitate a electricitii;kelvin (K)unitate de temperatur termodinamic;mol (mol)unitate de cantitate a substanei;candela (cd)unitate de intensitate a luminii.Notrile de uniti internaionale ruseti, numite n

cinstea savanilor, trebuie scrise cu liter mare de tipar. Sepractic i ntrebuinarea unitilor multiple i fracionare aleunitilor SI, de exemplu: gram (g), miligram (mg), nefiinduniti SI.

Unitile multiple i fracionarea zecimal, ca idenumirea i notarea lor, trebuie alctuite cu ajutorulmultiplicatoarelor i prefixelor, ilustrate n tabela urmtoare:


6/325

6

Multi-plica-torul

Prefi-xul

Notareaprefixu-

lui

Multiplicatorul

Prefi-xul

Notareaprefixu-

lui

10 exa E 10- deci d101 peta P 10-2 santi s10 tera T 10- mili m109 gepa G 10- micro mc10 mega M 10- nano n10 kilo K 10- pico p102 gecto G 10-1 femto f

10 deca D 10

-

atto aNu se recomand scrierea a dou sau mai multe prefixe

la denumirea unitii. n legtur cu faptul c denumireaunitii de baz kilogramul conine prefixul kilo, laformarea unitilor multiple i fracionare de mas sentrebuineaz unitatea fracionar gram (0,001 kg), iar prefixultrebuie anexat la cuvntul gram, de exemplu, miligram (mg).

Paralel cu unitile SI, se poate ntrebuina i un numrdefinit (19) de uniti nestandardizate, de exemplu:

a) tona unitate de mas; minutul, ora, 24 ore (lanecesitate sptmna, luna, anul, secolul, mileniul .a.) unitide timp; gradul, minutul, secunda uniti de unghi planar;litrul unitate de volum; gradul Celsius unitate detemperatur Celsius;

b) n capitole speciale; unitate atomic de mas unitate de mas n fizica atomului i chimie; hectar unitate desuprafa n gospodria agricol; electronvolt unitate deenergie n fizic.

Fr limitarea termenului, se pot ntrebuina unitilevalorilor relative; unitatea (I), procentul (%) i unitilevalorilor logaritmice. Toate celelalte uniti, cu excepia celordescrise mai sus (unitile SI i derivatele sale), sunt extrase

din manuale, de exemplu: kilogramul, puterea, caloria, i


7/325

7

numai dup rezultatul final de introdus unitile multiple saufracionare: angstrem, milimetru al coloanei de mercur etc.

Pentru a evita greelile posibile la efectuarea calculelor,

se recomand ca dup formule s se exprime toate valorile nunitile SI, dar nu n multiple sau fracionare.

E important a ntrebuina corect expresiile, legate defolosirea diferitelor valori fizice. Aa, de exemplu, nu seadmite ntrebuinarea expresiilor, n care se vorbete despre:

a) valorile fizice n calitate de caracteristic a altorvalori, de exemplu: volumul masei corpului, masa volumuluide gaz, masa sau volumul cantitii de substan, cantitii desubstan a volumului de gaz etc;

b) valorile fizice n calitate de caracteristic a unitilor,de exemplu: volumul a 15 g de azot, masa a 3 mol oxigen,volumul (n c.n.) a 1 mol de gaz, deoarece valorile fizice(volumul, masa, cantitatea de substan, presiunea etc.) seintroduc pentru a caracteriza obiectul (substana, corpul), darnu pentru a se caracteriza una pe alta, deci expresia corect va

fi: Volumul azotului cu masa de 15 g, masa oxigenului ncantitate de 3 mol, volumul gazului n cantitate de 1 mol etc.c) notarea unitilor valorilor fizice nu se schimb dup

numr i caz, deaceea putem spune trei moli, dar vom scrie3 mol, sau zicem trei kilograme, darscriem 3 kg .a.m.d.

1.2. Erorile msurtorilor

La rezolvarea problemelor de calcul se aplic datelediferitelor uniti fizice, de exemplu: a masei, volumului,temperaturii, presiunii, densitii .a. La efectuareamsurtorilor sunt inevitabile erorile.

Erorile ntmpltoare sunt provocate de nclcareacondiiilor experimentale, de notare a indicaiilor aparatelor saude nsumare a greutilor, de neatenia i lipsa de experiena

experimentatorului. Erorile ntmpltoare sunt inevitabile, de


8/325

8

aceea valoarea adevrat a mrimii msurate este ntotdeaunanecunoscut. Existena erorilor ntmpltoare face camsurtoarea s ne dea numai o valoare aproximativ a

mrimii msurate. Erorile ntmpltoare duc la apariianepotrivirilor n valorile mrimii msurate n diferiteexperiene.

Erorile sistematice se manifest ntr-o singur direciei i pstreaz valoarea constant sau se schimb sistematic.Cauzele erorilor sistematice pot fi defectele aparatelor demsur (erorile de aparataj), de exemplu, deplasareazero-ului scrii aparatului, imperfeciunea metodeimsurtorilor (erori metodice), individualitateaexperimentatorului, de exemplu, aprecierea eronat aschimbrii culorii indicatorului, stabilirea neprecis ameniscului pe scara pipetei ori a biuretei .a.

Exactitatea msurtorilor depinde de preciziaaparatelor.

Exactitatea masurtorilor se determin prin numrul

cifrelor n valoarea numeric a mrimii masurate.Cifre semnificative se numesc toate cifrele diferite dezero n expresia zecimal a numrului, precum i zerourile,plasate ntre ele sau la sfrit.

De exemplu:2,5 dou cifre semnificative;0,25dou cifre semnificative;2,05trei cifre semnificative;

2,50trei cifre semnificative.Zero-urile de la sfritul cifrei indic precizia

msurtorii aparatului dat. Astfel, la o balan tehnic, masasubstanei se determin cu o exactitate de 0,01, iar la unaanalitic cu o precizie de 0,0001. Notarea de 2,50 g exprim oprecizie ce ne mrturisete c msurtoarea s-a efectuat la obalan tehnic cu precizia de dou cifre dup virgul.

Exactitatea msurtorilor se caracterizeaz prin


9/325

9

incertitudinea absolut i relativ.Incertitudinea (eroarea) absolut X este valoarea

absolut a diferenei dintre valorile adevrate ale mrimii

msurate Xad i rezultatul msurtorilor Xm:ad - m

Eroarea absolut se exprim n uniti ale mrimiimsurate.

Deoarece ad rmne necunoscut, n practic se poatede gasit numai eroarea aproximativ a msurtorilor.

Incertitudinea (eroarea) relativ este raportul

dintre eroarea absolut i valoarea adevrat a mrimiimsurate:

adX

X .

Eroarea relativ poate fi exprimat n procente:

%100

adX

X .

n practic n loc de ad necunoscut se folosete m.De exemplu, dac pe o balan tehnic a fost cntrit oprob de substan de 0,25 g, atunci eroarea relativ lamsurtori de mas va fi:

%100

mX

X .

1.3. Calcularea rezultatelor msurtorilor

Exactitatea calculelor este limitat de precizia msurilori nu o poate depi. Numrul cifrelor semnificative, pstrate nrezultatul final al calculelor, se determin prin rezultatul celmai puin precis al msurtorilor.

Numrul cifrelor semnificative pstrate n sum,diferena, produsul, ctul mpririi se determin prin numrul

de cifre n cea mai puin precisvaloare iniial; la ridicarea la


10/325

10

ptrat sau la extragerea de sub rdcina ptrat prin bazaputerii ori prin expresia de sub rdcina ptrat; la logaritmareprin numrul iniial.

n calculele intermediare se folosesc numere cu o cifrsemnificativ n plus fa de rezultatul final.

Rotunjirea cifrelor se efectueaz conform regulilor:1) La cifra semnificativ pstrat se adaug o unitate,

dac dup ea vin cifra 5 i mai mari.2) Cifra semnificativ pstrat rmne neschimbat,

dac este urmat de cifrele mai mici ca 5.De exemplu, dac este nevoie de a nsuma dou valori

de mas 2,51 g i 0,9471 g:m 2,51 + 0,9741= 3,4571 g

Putem pstra numai dou cifre semnificative dupvirgul, deoarece cea mai puin precis cifr 2,51 g coninedou cifre semnificative dup virgul. Dup rotunjireaefectuat, rezultatul sumei va fi 3,46 g. Dac aceast sum esterezultatul calculelor intermediare, atunci pentru urmtoarele

calcule trebuie de folosit cifra 3,457 g pentru a rotunjiresultatul final.


11/325

11

Capitolul II

NOMENCLATURA CHIMIEI ANORGANICE

2.1. Numr de oxidare

Numrul de oxidare nu este sinonim cu numrul delegturi ale unui atom. Numrul de oxidare al unui elementdintr-o entitate chimic reprezint sarcina care ar fi prezent laun atom al elementului, dac electronii din fiecare legtur la

acest atom ar fi atribuii atomului mai electronegativ, astfel:SO42-= un ion S6+i patru ioni O2-; S = VI; O = - II;NO3

-= un ion N5+i trei ioni O2-; N = V; O = - II;CH4= un ion C

4-i patru ioni H+; C = - IV; H = I;NH4

+= un ion N3-i patru ioni H+; N = - III; H = I;AlH4

-= un ion Al3+i patru ioni H-; Al = III; H = - I.n stare de element atomii au starea zero, iar o legtur

ntre atomii aceluiai element nu modific numrul de oxidare:

P4= patru atomi P fr sarcin; P = 0;P2H4= doi ioni P

2-i patru ioni H+; P = - II; H = I;O2F2= doi ioni O

+i doi ioni F-; O = I; F = - I.Mn2(CO)10= doi atomi Mn

0i 10 molecule CO fr sarcin.

2.2. Denumiri de elemente chimice

Lista elementelor chimice, care cuprinde i denumirilelor n limba romn, este dat n anexa 1. Denumirileelementelor din paranteze indic c acestea se folosesc cnd sealctuiesc denumiri derivate, de exemplu wolframul, i nutungstenul. Toate elementele metalice noi au simbolurileformate din dou litere. Marea lor majoritate au denumirea cuterminaia -iu; excepie fac elementele lantan, tantal, titan,praseodim, neodim, teluretc.

Toi izotopii unui element au aceeai denumire, excepie


12/325

12

fcnd hidrogenul, care prezint trei izotopi cu denumirediferit (protiu 11H, deuteriu

21H sau D, tritiu

31H sau T).

Ei sunt desemnai prin numere de mas n stnga sus i numere

de ordine n stnga jos, aa de exemplu: 168O, 178O i 188O.Pentru familii de elemente se continu folosirea

urmtoarelor denumiri colective: halogeni(F, Cl, Br, I i At),calcogeni(O, S, Se, Te i Po), metalealcaline (Li, Na, K, Rb,Cs i Fr), metale alcalino-pmntoase (Be, Mg, Ca, Sr, Ba iRa), gaze rare(He, Ne, Ar, Kr i Rn) etc.

De asemenea, se folosesc i denumiri de halogenuri icalcogenuri pentru compuii dinari ai halogenilor icalcogenilor.

n grupul metalelor rare sunt cuprinse Sc, Y i de la Lapn la Lu. De asemenea, se folosete denumirea de lantanoidcu simbolul Ln pentru elementele cuprinse ntre (Z = 57 i 71);n mod analog se folosesc denumirile de actinoid (Z = 89-103).

Notarea grupelor de elemente din sistemul periodic se faceutiliznd sistemul de cifre romane urmate de A pentru grupele

principale i B pentru grupele secundare.Dup starea i funcia chimic (dup valoareaelectronegativitii) elementele chimice se clasific n treigrupe: metale (cu X mai mic ca 2,1), semimetale (cu X n jurde 2,1) i nemetale(cu X mai mare ca 2,1).

2.3. Prefixe sau afixe folosite n nomenclatura

anorganic

Nomenclatura chimic folosete afixe multiplicative,numere att arabe, ct i romane i litere pentru a indica attstoichiometria, ct i structrura (tab. 1).


13/325

13

Tabelul 1

Prefixe sau afixe folosite n nomenclatura anorganic

*)este utilizat mai ales n chimia organic i n chimiacompuilor coordinativi.

Afixemultipli-cative

a) mono, di, tri, tetra, penta, hexa, hepta, octa, nona,deca, undeca (hendeca), dodeca etc., folosite fr liniuade desprire;b) bis, tris, tetrakis, pentakis etc., folosite fr liniuade desprire, ns obinuit cu paranteze n jurul fiecreiexpresii ntregi la care se aplic prefixul

Afixestructurale

scrise cu litere cursive i de desprire de restuldenumirii

Antiprismo opt atomi legai ntr-o antiprism dreptunghiular

Asim asimetricCatena o structur n lan; adesea folosit pentru a desemnasubstane polimere liniare

Cis dou grupe ocupnd poziii adiacente; folosit uneorin sensul de fac

Closo o structur de colivie sau nchis, n special un scheletcu atomi de bor care este un poliedru avnd toate feeletriunghiulare

Ciclu o structur inelar *)

Dodecaedro opt atomi legai ntr-un dodecaedru cu fee triunghiulareFac trei grupe ocupnd colurile aceleiai fee a unuioctaedru (facial)

Hexaedro opt atomi legai ntr-un hexaedru (de exemplu, cub)Hexaprismo doisprezece atomi legai ntr-o prism hexagonalIcosaedro doisprezece atomi legai ntr-un icosaedru triunghiularMer meridional; trei grupe pe un octaedru n astfel de poziii

c una este cis- fa de celelalte dou care sunt trans-una fa de alta

Nido o structur de cuib, n special unschelet cu atomi debor care este foarte apropiat de o structur closoSim simetricTrans dou grupe n poziii opuse fa de un atom central(miu), grupa face punte ntre dou sau mai multe centre de

coordonare


14/325

14

Afixe multiplicativeAfixele multiplicative simple:mono, di, tri, tetra, penta,

hexa, hepta, octa, nona, deca, undeca (hendeca), dodeca etc.,

indic:a) proporii stoichiometrice

Exemple:CO monoxid de carbon;CO2 dioxid de carbon;P4S3 trisulfur de tetrafosfor.

b) gradul de substituieExemple:SiCl2H2 diclorsilan;PO2S2

3- ion de ditiofosfat.

c) numrul de grupe coordinativeExemple:[CoCl2(NH3)4]

+ ion de tetraamindiclorocobalt(III).

n unele cazuri, este necesar de a suplimenta acesteafixe numerice cu hemi (1/2) i sesqui (3/2).

Afixele multiplicative de mai sus au, de asemenea,unele ntrebuinri diferite pentru a desemna:

numrul de atomi centrai identici n acizii condensaii anionii caracteristici lor:

Exemple:H3PO4 acid (mono)fosforic;H4P2O7 acid (di)fosforic;H2S3O10 acid (tri)sulfuric.

numrul de atomi ai aceluiai element formndschelete ale unor molecule sau ioni:


15/325

15

Exemple:Si2H6 disilan;B10H14 decaboran (14);

S4O62- ion de tetrartionat.Afixele multiplicative bis, tris, tetrakis etc. au fost

iniial introduse n chimia organic, apoi au fost extinse i lanomenclatura compuilor coordinativi, utilizat n special deChemical Abstracts:

Exemple:Bi (CH3)2NCH2NH3tris (dimetilamino)metilaminobismutin;P(CH2OH)4Clclorur de tetrakis(hidroximetil)fosfoniu;Fe(CN)2(CH3NC)4dicianotetrakis(metil-izocianid)fer(II);Ca5F(PO4)3fluorur-tris(fosfat) de pentacalciu.n primul exemplu anorganic, se urmrete a se

ndeprta orice ndoial c ligandul nu este CH3NC. n cel de-al doilea, trebuie s se disting o sare dubl cu fosfat de o sarea acidului condensat, trifosfatul P3O10

5-.Chimitilor nu li se recomand folosirea afixelor

multiplicative bis, tris etc., dect n expresii coninnd un altafix numeric, de exemplu, bis (dimetilamino), i n cazurile ncare absena lor ar crea ambiguitate.

n cazul compuilor dinari, citirea se face ncepnd cu

carbura, borura, nitrura, sulfura etc., excepie fcnd oxizii.n cazul compuilor dinari ntre nemetale, n acord cu

practica stabilit, trebuie s fie plasat n fa acel constituentcare apare primul n seria:

B, Si, C, Sb, As, P, N, H, Te, Se, S, At, I, Br, Cl, O, F.Exemple:XeF2, NH3, H2S, S2Cl2, Cl2O, OF2.Dac doi sau mai muli atomi (sau grupe de atomi)

diferii sunt ataai la un singur atom central, dup simbolul


16/325

16

atomului central se scriu simbolurile atomilor (sau grupelor) nordine alfabetic, de exemplu: PBrCl2, SbCl2F, PCl3O,P(NCO)3O, PO(OCN)3.

n compuii intermetalici, constituenii incluznd Sbsunt plasai n ordine alfabetic a simbolurilor, de exempluCu5Zn8i Cu5Cd8. n compuii similari coninnd nemetale, deexemplu, n compuii interstiiali, metalele sunt plasate nordinea alfabetic a simbolurilor, urmate de nemetale la sfritn ordinea prescris, mai sus, de exemplu, MnTa3N4.

Dac constituentul electronegativ este heteropoliatomic,el trebuie s fie desemnat prin terminaia-at.

n cazul a doi sau mai muli constitueni electronegativi,ordinea lor de citire trebuie s fie n ordine alfabetic.

n compuii anorganici este n general posibil de aindica ntr-o grup poliatomic un atom caracteristic (cum esteCl n ClO-) sau atom central (cum este I n ICl4

-). O astfel degrup poliatomic este desemnat drept un anion complex.

n acest caz, denumirea trebuie s fie format de la

denumirea elementului caracteristic sau central urmat desufixul -at.Cu toate c termenii sulfat, fosfat etc. au fost iniial

denumirile anionilor de oxoacizi particulari, aceste denumiridesemneaz cu totul general o grup negativ coninnd sulfsau, respectiv, fosfor drept atom central, n starea de oxidaremaxim, iar utilizarea sufixului -it desemneaz o stare deoxidare minim. Ultima citire a fost abandonat, cum de

asemenea a fost abandonat i citirea valenelor prin sufixele:-os/ -oas, -ic/ -ic. Conform nomenclaturii anionul complexeste indicat prin paranteze ptrate, ns aceasta nu este necesardect atunci, cnd se scrie sarcina ionului n form ionizat.

Exemple:Na2[SO4] tetraoxosulfat de disodiu;Na2[SO3] trioxosulfat de disodiu;

Na2[S2O3] trioxotiosulfat de disodiu;


17/325

17

Na[SFO3] fluorotrioxosulfat de sodiu;Na3[PO4] tetraoxofosfat de trisodiu;Na3[PS4] tetratiofosfat de trisodiu;

Na[PCl6] hexaclorofosfat de sodiu;K[PF2O2] difluorodioxofosfat de potasiu;K[PCl2(NH)O] dicloroimidooxofosfat de potasiu.De multe ori, aceste denumiri pot fi prescurtate, de

exemplu, sulfat de sodiu, tiosulfat de sodiu.Compuii de mai mare complexitate, la care regulile de

mai sus nu pot fi aplicate, se vor numi n acord cunomenclatura substanelor coordinative. n multe cazuri,fiecare sistem este posibil i cnd se poate face o astfel dealegere se prefer denumirea mai simpl.

Cnd este necesar, de asemenea, unui numr de grupecomplete de atomi, ndeosebi cnd denumirea include un prefixnumeric cu o semnifcaie diferit, se folosesc numeralelemultiplicative (cel latin bis, cele greceti tris, tetrakis etc.) intreaga grup la care ele se refer se pune n paranteze.

Exemple:N2O oxid de diazot sau hemioxid de azot;NO2 dioxid de azot

*;N2O4 tetraoxid de diazot

*;N2S5 pentasulfur de diazot;S2Cl2 diclorur de disulf;Fe3O4 tetraoxid de trifer;U3O8 octaoxid de triuraniu;

MnO2 dioxid de mangan;Ca3(PO4)2 bis(ortofosfat) de tricalciu;Ca(PCl6)2 bis(hexaclorofosfat) de calciu.

*denumirea dioxid de azotpoate fi folosit pentru adesemna amestecul n echilibru de NO2 i N2O4; denumirea detetraoxid de diazot se refer n mod specific la N2O4.


18/325

18

2.4. Notaia stock

n citirea compuilor chimici se poate folosi i notaia

stock, unde numrul de oxidare al unui element este indicatprintr-un numeral roman plasat n paranteze imediat dupdenumirea elementului. n aplicarea ei se consider avantajos ase folosi denumirile latine.

Exemple:FeCl2 clorur de fer(II);FeCl3 clorur de fer(III);MnO2 oxid de mangan(IV);BaO2 peroxid de bariu(II);P2O5 oxid de fosfor(V) sau pentoxid de difosfor;As2O3 oxid de arsen(III) sau trioxid de diarsen;Pb2

IIPbIVO4 oxid de triplumb(II,II,IV) sau tetraoxid detriplumb;

K4Ni(CN)4 tetracianonichelat (0) de potasiu;K4Fe(CN)6 hexacianoferat(II) de potasiu;

Na2Fe(CO)4 tetracarbonilferat(II) de sodiu.

Anumii radicali neutri i cationici (tabelul 2) coninndoxigen sau ali calcogeni au, independent de sarcin, denumirispeciale terminndu-se n -il.


19/325


20/325

20

N2H6 Hidraziniu(2+)

NO Oxid de azot Nitrozil NitrozilN2O Oxid de diazot Diazot-oxidNO2 Dioxid de azot Nitroil Nitrit Nitro, nitrito-O

nitrito-N

NS TionitrozilNO3 Nitrat NitratoN2O2 Hiponitrit HiponitritoCO Monooxid de

carbonCarbonil Carbonil

HO2C Carboxil CarboxilCO2 Dioxid de carbon Carbon-dioxidCS Tiocarbonil TiocarbonilCS2 Disulfur de

carbonCarbondisulfid

ClCO Cloroformil CloroformilH2NCO Carbamoil CarbamoilN2NCO2 CarbamatCH3O Metoxil Metoxid MetoxoC2H5O Etoxil Etoxid Etoxo

Tabelul 2 (continuare)


21/325

21

H (Mono) hidrogen Hidrogen Hidrur HidridoF (Mono)fluor Fluor Fluorur FluoroH2P Dihidrogeno-

fosfurDihidrogeno-fosfido

PH3 Fosfin FosfinPH4 Fosfoniu

PO FosforilPS TiofosforilPH2O2 Fosfinat FosfinatoPHO3 Fosfonat FosfonatoPO4 Fosfat FosfatoP2H2O5 Difosfonat DifosfonatoP2O7 Difosfat DifosfatoAsO4 Arsenat ArsenatoOF (Mono)fluoru

-r de oxigen

Cl (Mono) clor Clor Clorur CloroClO Clorozil Hipoclorit HipocloritoClO2 Dioxid de clor Cloril Clorit CloritoClO3 Percloril Clorat CloratoClO4 Perclorat Perclorato



22/325

22

ClS ClorosulfanilClF2 Difluorur de clor Difluoroclorat(I)Br (Mono) brom Brom Bromur BromoI (Mono) iod Iod Iodur IodoIO Iodozil Hipoiodit HipoiditoIO2 Iodil Iodit Iodito

ICl2 Dicloroiodat (I)O (Mono) oxigen Oxid OxoO2 Dioxigen Dioxigen

(1+), O2+

Peroxid, O2-

Hiperoxid, O2-

PeroxoDioxigen

O3 Trioxigen (ozon) OzonidH2O Ap AquaH3O OxoniuHO Hidroxil Hidroxid HidroxoHO2 Perhidroxil Hidrogeno

-peroxidHidrogeno-peroxo

S (Mono) sulf Sulfur Tio, sulfidoHS Sulfhidril Hidrogeno-sulfur

Mercapto

S2 Disulf Disulf (1+) Disulfur DisulfidoSO Monooxid de sulf Sulfinil



23/325

23

(tionil)SO2 Dioxid de sulf Sulfonil

(sulfuril)Sulfoxilat Sulf-dioxid

SO3 Trioxid de sulf Sulfit SulfitoHSO3 Hidrogeno

-sulfitHidrogeno sulfito

H2S Sulfur dedihidrogen

H3S SulfoniuS2O3 Tiosulfat Tiosulfato

SO4 Sulfat SulfatoSe (Mono) seleniu Seleniur SelenoSeO Seleninil SelenoxidSeO2 Dioxid de seleniu SelenonilSeO3 Trioxid de seleniu Selenit SelenitoSeO4 Selenat Selenato

Te (Mono) telur Telurur TeluroCrO2 Dioxid de crom CromilUO2 Dioxid de uraniu UranilP (Mono) fosfor Fosfur FosfidoCH3S Metil-sulfanil Metantiolat Metiltio



24/325

24

C2H5S Etil-sulfanil Etantiolat EtiltioCN Cianogen Cianur CianoOCN Cianat Cianato, OCN

izoctianato(NCO)

ONC Fulminat Fulminato

SCN Tiocianogen Tiocianat Tiocianato(SCN),izotiocianato(NCS)

SeNC Selenocianat SelenocianatoCO3 Carbonat CarbonatoHCO3 Hidrogeno-

carbonatHidrogeno-carbonato

CH3CO2 Acetoxil Acetat AcetatoCH3CO Acetil Acetil Acetil

C2O4 Oxalat Oxalato



25/325

2.6. Denumirea combinaiilor complexe

n denumirea combinaiilor complexe, cu atomul central

naintea liganzilor, se utilizeaz prefixe multiplicative ca: di-,tri-, tetra- sau bis-, tris-, tetrakis-.

n general, denumirile liganzilor au terminaia -o. Deexemplu: O2-(oxo), OH-(hidroxo), F-(fluoro). Ali liganzianionici, printre care cei ce provin din molecule organice, prinionizare, primesc terminaia -ato ; de exemplu: CH3COO

-

(acetato),

C2O42-(oxalato), H3C-C-CH = C-CH3(acetil-acetonato) etc.

O O-Denumirea liganzilor de tip molecul neutr rmne, n

general, neschimbat. Totui, molecula de ap H2O i deamoniac NH3, ca liganzi n compleci, se numesc: aqua,respectiv amin, iar moleculele CO i NO se denumesc

carbonil i, respectiv, nitrozo.Cationii compleci i complecii neutri nu primesc oterminaie special. n schimb, anionii compleci terminaia-at urmat de precizarea, n paranteze, a strii de oxidare aatomului central.

Combinaiile complexe se scriu ncepnd cu cationul iapoi anionul, dar se citesc n limba romn ncepnd cuanionul. Dup normele IUPAC, complecii se scriu la fel, dar

se citete mai nti cationul, de exemplu:

K3[FeIII(CN)6] hexacianoferat(III) de potasiu;

[CoIII(NH3)6]Cl3 clorur de hexaammin cobalt (III);[CrIII(NO2)3(NH3)3] triammintrinitro crom(III);[FeIII(acac)3] tris-(acetilacetonato) fer(III).

n cazurile care elementul caracteristic al unui radical


26/325

26

poate avea diferite numere de oxidare, acestea trebuie s fieindicate prin notaia Stock. De exemplu, ionii UO2

2+ i UO2+

pot fi respectiv numii ca uranil (VI) iuranil (V).

Radicalii poliatomici n discuie sunt ntotdeauna trataica formnd partea pozitiv a compusului:

Exemple:COCl2 cloror de carbonil;NOS sulfur de nitrozil;PON nitrur de fosforil;PSCl3 clorur de tiofosforil;NO2HS2O7 hidrogenodisulfat de nitroil;S2O5ClF clorur-fluorur de disulfuril;SO2(N3)2 diazotur de sulfonil (sulfuril);IO2F fluorur de iodil.Aceste denumiri de radicali pot servi la formarea de

denumiri de compui, fr a fi necesar a lua poziie n ceea ceprivete relaiile de polaritate, care pot s fie necunoscute sau

controversate. Asrfel, de exemplu, compuii NOCl i NOClO4sunt numii fr confuzie posibil clorur de nitrozil i,respectiv, perclorat de nitrozil.

Trebuie de notat c acelai radical poate avea denumiridiferite n chimia anorganic in chimia organic. Denumirilede compui organici puri, dintre care multe sunt importante nchimia compuilor de coordinare, trebuie s fie n acord cunomenclatura chimiei organice.

Denumirea izopolianionilor se face la fel ca pentruaxoanioni, fr a recurge la informaii structurale i denumirilestoichiometrice complete ale srurilor coninnd polianioni.

Exemple:S2O7

2- disulfat (2-);Si2O7

6- disilicat (6-);Te4O14

4- tetratelurat (4-);

Cr4O132-

tetracromat (2-);


27/325

27

P3O105- trifosfat (5-);

Mo7O246- heptamolibdat (6-);

Na2B4O7 tetraborat de disodiu;

NaB5O8 pentaborat de sodiu;Ca3Mo7O24 heptamolibdat de tricalciu;Na7HNb6O19*15H2O monohidrogenohexaniobat

de hepta sodiu cu 15molecule de ap;

K2Mg2V10O28*16H2O decavanadat de dimagne-ziu-dipotasiu cu 16 mole-cule de ap.

Cnd elementul caracteristic este prezent n parte sautotal ntr-o stare de oxidare inferioar celei corespunztoarenumrului grupei lui, starea sau strile lui de oxidare se potindica prin numere Stock. Daceste cazul, se poate folosi maimult dect un numr Stock i cel mai mic trebuie s fie citatprimul.

Exemple:

[S2O5]2-

disulfat (IV) (2-)(denumirea uzual: disulfit);[O2HP-O-PHO2]

2- dihidrogenodifosfat(III) (2-)(denumirea uzual: difosfonat);

[O2HP-O-PO3H]2- dihidrogenodifosfat (III,V) (2-);

[HO3P-PO3H]2- dihidrogenodifosfat (IV) (2-)

(denumirea uzual:dihidrogenohipofosfat);

[Mo2VMo4VIO18]2- hexamolibdat (2V, 4VI) (2-).Anionii dinucleari sunt numii prin tratarea anionului

care este primul n ordine alfabetic ca ligand la atomulcaracteristic al celui de-al diolea.

Exemple:[O3P-O-SO3]

3- fosfatsulfat(3-);[O3Cr-O-SO3]

2- cromatosulfat(2-);

[O3Se-O-SO3]

2-

selenatosulfat(2-);


28/325

28

[O3Cr-O-SeO3]2- cromatoselenat(2-);

[O3As-O-PO3]4- arsenatofosfat(4-).

Lanuri mai lungi sunt numite n mod similar, ncepnd

cu grupa terminal care este prima n ordine alfabetic itratnd lanul cu (n-l) uniti ca ligand la cealalt grupterminal.

Exemplu:[O3Cr-O-AsO2-O-PO3]

4-(cromatoarsenato)fosfat(4-).Cnd atomul central nu are nici un ligand oxo,

denumirea este identic cu cea obinut prin aplicareanomenclaturii compuilor de coordinare, de exemplu,B(ONO2)4-, tetranitratoborat.

Structurile tridimensionale de octaedre unite WO6,MoO6etc., care nconjoaratomul central sunt desemnate prinprefixele wolframo-, molibdo- etc., de exemplu,wolframofosfat, i nu fosfowolframat. Numerele de atomi aielementului caracteristic sunt indicate prin prefixe greceti saucifre.

Dactrebuie s fie dat numrul de oxidare, n scopul dea evita ambiguitatea, poate s fie necesar de a-l plasa imediatdup atomul la care se refer, i nu dupa terminaia-at.

Exemple:[PW12O40]

3- dodecawolframofosfat(3-) sau 12-wolframofosfat(3-);

[PMo10V2O39]3- decamolibdodivanadofosfat(3-);

[CoIICoIIIW12O42]7- dodecawolframocobalt(II)cobalt(III)at;

[MnIVMo9O32]6- nonamolibdomanganat(6-);[Ni(OH)6W6O18]

4- hexahidroxohexawolframonichelat(4-);[IW6O24]

5- hexawolframoperiodat(5-);[CeIVMo12O42]

8- dodecamolibdocerat(IV)(8-);[CrIIIMo6O21]

3- hexamolibdocromat(III)(3-);[P2

VMo18O62]6- 18-molibdodifosfat(V)(6-);

[P2IIIMo12O41]

4- dodecamolibdodifosfat(III)(4-);

[S2IV

Mo5O21]

4-

pentamolibdodisulfat(IV)(4-).


29/325

29

2.7. Denumirea acizilor

Denumirile de sruri i acizi liberi sunt date n modul

obinuit, de exemplu:[NH4]6[TeMo6O24]7H2O hexamolibdotelurat de hexaamoniu

cu 7 molecule de ap;Li3H[SiW12O40]24H2O dodecawolframosilicat de trilitiu

hidrogen cu 24 molecule de ap;H4[SiW12O40] dodecawolframosilicat de tetrahidrogen

sau acid dodecawolframosilicic.

Acizii binari i pseudobinari ai caror anioni auterminaia -urasau -id,-idavor fi numii drept compui binarisau pseudobinari ai hidrogenului, de exemplu, clorura dehidrogen, sulfura de hidrogen, peroxidul, cianura de hidrogen.

Denumirea azotura de hidrogen pentru compusul HN3este recomandat n locul aceleia de acid azothidric.

Acizii derivai de la anioni poliatomici cu denumiriterminate n -atsau n -itpot s fie, de asemenea, tratai ca mai

sus. ns se folosesc denumiri n acord cu urmtoarea uzan:folosirea termenilor acid -ic i acid -os corespunzndterminaiilor anionice -at i, respectiv, -it. Astfel, acid cloriccorespunde la clorat, acid sulfuricla sulfati acid nitroslanitrit.

Aceast nomenclatur poate, de asemenea, s fiefolosit pentru acizii mai puin comuni, de exemplu, ionii dehexacianoferai corespund acizilor hexacianoferici. n astfel decazuri ns sunt preferate denumiri sistematice de tipulhexacianoferat de hidrogen.

Cei mai muli dintre acizii comuni sunt oxoacizi, cu altecuvinte, ei conin numai atomi de oxigen legai la atomulcaracteristic. Este o uzan de mult timp stabilit de a nu indicaaceti atomi de oxigen. n principal, pentru aceti acizi se vorpstra denumirile de mult timp stabilite. Cei mai muli anioni

pot fi considerai, de exemplu, H4XeO6, acid


30/325

30

hexaoxoxenonic(VIII) sau hexaoxoxenonat(VIII) de hidrogen.n cazul oxoacizilor notaile -os -ic sunt aplicate n

multe cazuri pentru a se distinge ntre diferite stri de oxidare.

Denumirile acid -os sunt restrnse la acizii anionilor cuterminaia -it.

n unele cazuri, distincia dintre diferii acizi cu acelaielement caracteristic se efectueaz prin intermediul prefixelor.Aceast notaie nu trebuie s fie extins dincolo de cazuriledate mai jos. Prefixul hipo-este folosit pentru a indica o starede oxidare inferioar i poate fi pstrat n urmatoarele cazuri:

HClO acid hipocloros;HBrO acid hipobromos;HIO acid hipoiodos;H2N2O2 acid hiponitros;H4P2O6 acid hipofosforic.Prefixul per-a fost folosit pentru a desemna o stare de

oxidare superioar i este pstrat numai pentru HClO4, acidulpercloric, i acizii corespunztori ai altor elemente din grupa

VII. Aceast folosire a prefixului per- nu trebuie s fieextins la elementele altor grupe, aa c nu sunt recomandatedenumiri de tipul perxenonat i perrutenat. Nu trebuie fcutconfuzie ntre prefixulper-i prefixulperoxo-.

Prefixele orto- i meta- au fost folosite pentru a distingeacizii diferind prin coninutul de ap. Sunt reinuteurmtoarele denumiri:

H3BO3 acid ortoboric;(HBO2)n acid metaboric;H4SiO4 acid ortosilicic;(H2SiO3)n acid metasilicic;H3PO4 acid ortofosforic;(HPO3)n acid metafosforic;H5IO6 acid ortoperiodic;

H6TeO6 acid ortoteluric.


31/325

31

Prefixul piro- a fost folosit pentru a desemna un acidformat din dou molecule ale unui ortoacid minus o moleculde ap. Astfel de acizi pot acum sfie n general privii drept

cele mai simple cazuri de izopoliacizi. Denumirea uzual acidpirofosforic poate fi pstrat pentru H4P2O7, dei estepreferabil denumirea acid difosforic. Lista de mai jos(Denumiri pentru oxoacizi) conine denumirile acceptate aleoxoacizilor (cunoscui sau nu n stare liber).

Pentru muli dintre aceti acizi sunt preferabiledenumirile sistematice, mai ales pentru cei mai puin comuni,de exemplu:H2MnO4 acid tetraoxomanganic(VI), pentru a-l distinge deH3MnO4, acidul tetraoxomanganic(V);HReO4 acid tetraoxorenic(VII), pentru al distinge de H3ReO5,

acidul pentaoxorenic(VII);H2ReO4 acid tetraoxorenic(VI), pentru al distinge de HReO3,

acidul tetraoxorenic(V);H3ReO4, acidul tetraoxorenic(V) i

H4Re2O7, acidul heptaoxodirenic(V).

Denumiri pentru oxoaciziH3BO3 acid ortoboric(HBO2)n acid metaboricH2CO3 acid carbonicHOCN acid cianicHNCO acid izocianic

HONC acid fulminicH4SiO4 acid ortosilicic(H2SiO3)n acid metasilicicHNO3 acid nitricHNO4 acid peroxonitricHNO2 acid nitrosHOONO acid peroxonitros

H2NO2 acid nitroxilic


32/325

32

H2N2O2 acid hiponitrosH3PO4 acid ortofosforic sau acid fosforicH4P2O7 acid difosforic sau acid

pirofosforic(HPO3)n acid metafosforicH3PO5 acid peroxomonofosforicH4P2O8 acid peroxodifosforic(HO)2OP-PO(OH)2 acid hipofosforic sau acid

difosforic(IV)(HO)2P-O-PO(OH)2 acid difosforic(III,V)H2PHO3 acid fosfonicH2P2H2O5 acid difosfonicHPH2O2 acid fosfinicH3AsO4 acid arsenicH3AsO3 acid arsenosHSb(OH)6 acid hexahidroxoantimonicH2SO4 acid sulfuricH2S2O7 acid disulfuric

H2SO5 acid peroxomonosulfuricH2S2O8 acid peroxodisulfuricH2S2O3 acid tiosulfuricH2S2O6 acid ditionicH2SO3 acid sulfurosH2S2O5 acid disulfurosH2S2O2 acid tiosulfurosH2S2O4 acid ditionos

H2SO2 acid sulfoxilicH2SxO6 (x=3,4...) acizi politioniciH2SeO4 acid selenicH2SeO3 acid selenosH6TeO6 acid ortoteluricH2CrO4 acid cromicH2Cr2O7 acid dicromic

HClO4 acid percloric


33/325

33

HClO3 acid cloricHClO2 acid clorosHClO acid hipocloros

HBrO4 acid perbromicHBrO3 acid bromicHBrO2 acid bromosHBrO acid hipobromosH5IO6 acid ortoperiodicHIO4 acid periodicHIO3 acid iodicHIO acid hipoiodosHMnO4 acid permanganicH2MnO4 acid manganicHTcO4 acid pertehneicH2TcO4 acid tehneicHReO4 acid perrenicH2ReO4 acid renicNu trebuie s fie date denumiri uzuale la acizi ca HNO,

H2N2O3, H2N2O4 etc., pentru care au fost descrise srurile.Aceste sruri trebuie s fie desemnate raional ca oxonitrai(I),trioxodinitrai(II), tetraoxodinitrai(III) etc.

Denumirile acid galic(III), acid germanic, acid stanic,acid antimonic, acid bismutic, acid vanadic, acid niobic, acidtantalic, acid teluric, acid molibdic, acid wolframic i aciduranic pot fi folosite pentru substane cu coninut de ap i gradde policondensare nedefinite. Includerea numrului Stock n

cazul acidului galic(III) servete pentru a-l distinge de acidulorganic.

Prefixulperoxo-, atunci cnd este folosit n legatur cudenumirile uzuale ale acizilor, indic o substituire de -O- cu-O-O-.

Exemple:HNO4 acid peroxonitric;

H3PO5 acid peroxomonofosforic;


34/325

34

H4P2O8 acid peroxodifosforic;H2SO5 acid peroxomonosulfuric;H2S2O8 acid peroxodisulfuric.

Acizii derivai dela oxoacizi prin nlocuirea oxigenuluicu sulf sunt numii tioacizi.

Exemple:H2S2O2 acid tiosulfuros;H2S2O3 acid tiosulfuric;HSCN acid tiocianic.Cnd mai mult dect un atom de oxigen poate fi nlocuit

prin sulf, numrul de atomi de sulf trebuie n general s fieindicat:

H3PO3S acid monotiofosforic;H3PO2S2 acid ditiofosforic;H2CS3 acid tritiocarbonic;H3AsS3 acid tritioarsenos;H3AsS4 acid tetratioarsenic.Afixele seleno i teluro pot fi folosite ntr-o manier

similar.Acizii coninnd ali liganzi dect oxigen i sulf sunt ngeneral desemnai n acord cu regulile expuse.

Exemple:HAuCl4 tetracloroaurat(III) de hidrogen sau acid

tetracloroauric(III);H2PtCl4 tetracloroplatinat(II) de hidrogen sau acid

tetracloroplatinic(II);

H2PtCl6 hexacloroplatinat(IV) de hidrogen sau acidhexacloroplatinic(IV);

H4Fe(CN)6 hexacianoferat(II) de hidrogen sau acidhexacianoferic(II);

H[PFHO2] fluorohidridodioxofosfat de hidrogen sau acidfluorohidridodioxofosforic;

HPF6 hexafluorofosfat de hidrogen sau acid

hexafluorofosforic;


35/325

35

H2SiF hexafluorosilicat de hidrogen sau acidhexafluorosilicic;

H2SnCl6 hexaclorostanat(IV) de hidrogen sau acid

hexaclorostanic;HBF4 tetrafluoroborat de hidrogen sau acid

tetrafluoroboric;H[BF2(OH)2] difluorodihidroxoborat de hidrogen sau acid

difluorodihidroxoboric;H[B (C6H5)4] tetrafeniborat de hidrogen sau acid

tetrafenilboric.Este preferabil a folosi denumiri de tipul

tetracloroaurat(III) de hidrogen etc., n locul denumiriloracid.

Pentru unii dintre cei mai importani acizi de acest tip,pot fi folosite denumiri abreviate, de exemplu, acidfluorosilicic.

Derivaii funcionali ai acizilor sunt compui formaidin acizi prin substituirea de OH i uneori O cu ali atomi sau

grupe de atomi. n acest domeniu mai este folositnomenclatura funcional, ns nu este recomandat.Denumirile de halogenuri de acizi sunt formate din

denumirea radicalului acid corespunztor, dac acesta are unnume special, de exemplu, clorura de nitrozil, clorura defosforil.

n alte cazuri, aceti compui sunt numii ca halogenuri-oxizi, de exemplu, MoCl2O2, diclorura-dioxid de molibden.

Anhidridele de acizi anorganici trebuie, n general, sfie denumite ca oxizi, de exemplu, N2O5, pentaoxid de diazot,i nu anhidrid nitric sau anhidrida acidului nitric.

Esterii acizilor anorganici au denumiri formate nacelai fel cu srurile, de exemplu, sulfat de dimetil,hidrogenofosfat de dietil, fosfat de trimetil. Dac ns seurmrete constituia specific a compusului, atunci trebuie s

fie folosit o denumire n acord cu nomenclatura compuilor de


36/325

36

coordinare, de exemplu, (CH3)4Fe(CN)6 sau(CH3)4Fe(CN)2(CNCH3)4, hexacianoferat(II) de tetrametil saudicianotetrakis(metil-izocianid(fer(II).

2.8. Sruri

Pentru a indica hidrogenul nlocuibil din sare denumirile se formeaz cu ajutorul cuvntului hidrogeno, cuprefix numeric acolo, unde este necesar, urmat fr liniu dedesprire de denumirea anionului. n mod excepional, anioniianorganici pot conine hidrogen care nu este nlocuibil. Acestaobinuit este inclusn numele anionului i nueste citat n modexplicit dect atunci cnd este considerat a avea numrul deoxidare +1, ns srurile nu pot fi numite sruri acide.

Exemple:NaHCO3 hidrogenocarbonat de sodiu;LiH2PO4 dihidrogenofosfat de litiu,KHS hidrogenosulfurde potasiu,

NaHPHO2 hidrogenofosforat de sodiu.n srurile duble, triple etc., n formulele lor toi cationiitrebuie s precead anionii. n denumiri trebuie s fie aplicateregulile de mai jos. n acele limbi, cum este limba romn, ncare denumirile cationilor sunt plasate dup denumirileanionilor, adjectivele se refer la numrul felurilor de cationiprezeni, i nu la numrul total al lor.

Cationii, cu excepia hidrogenului, trebuie s fie citai n

ordine alfabetic, ea putnd s fie diferit n formule idenumiri.

Srurile oxidice i hidroxidice trebuie s fie privite dinpunctul de vedere al nomenclaturii ca sruri duble coninndanionii O2- i HO-, ceea ce permite s li se aplice aceleaireguli.

n limba romn, denumirile sunt departe de practica

curent i mai poate fi pstrat nc sistemul folosirii prefixelor


37/325

37

oxi-i hidroxi-, de exemplu, oxiclorura de cupru.Exemple:

MgCl(OH) clorur-hidroxid de magneziu sau

hidroxiclorur de magneziu;BiClO clorura-oxid de bismut sau oxiclorura de

bismut;LaFO fluorura-oxid de lantan sau oxifluorura

de lantan;VO(SO4) oxid-sulfat de vanadiu(IV) sau oxisulfat

de vanadiu(IV);CuCl

23Cu(OH)

2 clorura-trihidroxid de dicupru sau

Cu2Cl(OH)3 trihidroxiclorura de cupru(II).n cazul oxizilor i hidroxizilor dubli, termenii oxizi

micti nu sunt recomandai. Astfel de substane trebuie s fiepreferabil numite oxizi sau hidroxizi dubli, tripli etc., dup cumeste cazul.

Muli oxizi i hidroxizi dubli aparin unor grupedistincte, fiecare avndu-i propriul tip structural caracteristic

care este denumit uneori dup unele minerale bine cunoscuteale aceleiai grupe (de exemplu, perovskit, ilmenit, spinel etc.).Astfel, NaNbO3, CaTiO3, CaCrO3, CuSnO3, YAlO3, LaAlO3iLaGaO3au toate aceeai structur ca perovskitul, CaTiO3.

Denumiri aa ca titanatul de calciu pot exprimaimplicaii false i este preferabil de a numi astfel de compui caoxizi dubli i hidroxizi dubliatunci, cnd nu exist dovezi clarei general acceptate ale prezenei de cationi i oxo- sauhidroxoanioni n structur.

Aceasta nu nseamn c denumirile de tipul titanatsaualuminattrebuie s fie abandonate, cci astfel de substane potexista n soluie i n stare solid.

n oxizii i hidroxizii dubli metalele sunt citate, ca i ncazul srurilor duble, triple etc., n ordine alfabetic.


38/325

38

Exemple:

Al2Ca4O7nH2O heptaoxid (dublu) de dialuminiu-tetracalciuhidratat

sauAlCa2(OH)7nH2O heptahidroxid(dublu) de aluminiu-dicalciu

hidratat,ns

Ca3[Al(OH)6]2 bis(hexahidroxoaluminat) de tricalciu;AlLiMn2

1VO4(OH)4tetrahidroxid-tetraoxid(triplu) de aluminiu-litiu-dimanganat(IV) sau tetraoxitetrahidroxid (triplu) de

aluminiu-litiu-dimangan(IV).Tipul de structur poate s fie adugat n paranteze i nlitere cursive dup denumire atunci, cnd aceasta este necesar.Cnd tipul de structur aparine nsi substanei nu trebuie sse foloseasc litere cursive. n aceste cazuri, se adaug tipul destructur, formula i denumirea trebuie s fie n acord custructura.

Exemple:

MgTiO3 trioxid(dublu) de magneziu-titan (tip ilmenit);FeTiO3 trioxid(dublu) de fier(II)-titan (ilmenit);NaNbO3 trioxid(dublu) de sodiu-niobiu (tip perovskit).


39/325

39

Capitolul III

ENERGETICA REACIILOR CHIMICE.

ELEMENTE DE TERMODINAMIC CHIMIC

3.1. Termochimia

Reaciile chimice n majoritatea cazurilor, sunt nsoitede absorbie sau degajare de cldur.

Determinarea i studierea cldurii absorbite sau

degajate la formarea sau disocierea compuilor n reaciile

chimice i la trecerea de la o faz la alta alctuiete obiectultermochimiei.

3.1.1. Cldura i msurarea eiCldura este o form de energie care se deplaseaz

spontan de la un corp mai cald spre unul mai rece. n anumitecondiii, cldura poate fi forat s treac de la un corp mai recespre unul mai cald (frigiderul). Dup cum tim, procesele

chimice i transformrile fazice pot fi exotermice iendotermice. Temperatura unui obiect poate fi folosit pentrudeterminarea cantitii de cldur pe care el o absoarbe sau odegaj. n lipsa unor schimbri chimice i fazice, temperaturaunui obiect va crete la adiionarea cldurii sau altor forme deenergie. La pierderea cldurii sau a altor forme de energie,temperatura unui corp va scdea. Msurarea cldurii sau a altorforme de energie se efectueaz n calorii (cal) sau Joule (J).

Caloria este cantitatea de cldur sau altor forme de energiecare-i necesar pentru a mri cu un grad C

0temperatura unui

gram de ap.n SI se folosete ca unitate Joule. Fiecare calorieeste echivalent cu 4,184 J. Se mai folosesc i unitile multiplekcal i kJ. Pentru a calcula cantitatea de cldur, e necesar acunoate cldura specific (c). Aceasta este cantitatea decldur care se cere pentru a nclzi un gram de substan cu10C sau K. Deci cldura specific a apei este egal cu4,184 J/g0C. Pentru cupru aceast valoare este egal cu


40/325

40

0,38 J/g0C, pentru aluminiu 0,88 J/g0C etc. Capacitatea decldur a unui corp este cantitatea de cldur obinut lacreterea temperaturii lui cu 10C sau K.

Capacitatea de cldureste egal cu cldura specific(J/g0C) nmulit cu masa (g). Dac cunoatem masa substaneii cldura ei specific, atunci se poate de determinat cantitateade cldur (Q) absorbit sau eliberat msurnd schimbareatemperaturii:

Q = cm t (3.1)t = t finalt iniial.

Dac tfinal tiniial, atunci Q va avea valoare pozitiv(substana absoarbe cldura). Dac substana pierde cldura,atunci Q are valoare negativ i temperatura ei scade.

3.2. Termochimia i termodinamica

Termochimia este un compartiment al termodinamicii tiina care se ocup de relaiile dintre cldur i alte forme de

energie (mecanic, electric, chimic, radiant etc.). Se poatespune c energia exprim capacitatea de a efectua lucrul sau dea transporta cldura. Fiecare substan conine energie,valoarea creia depinde de cantitatea, compoziia i stareaacestei substane. Acel compartiment al termodinamicii, carese ocup de schimbrile energetice n reaciile chimice, se

numete termodinamic chimic. Ea ne ofer posibilitatea de aprevedea dac o anumit reacie chimic va avea loc ncondiiile date de temperatur, presiune i concentraie.

Suma total a felurilor posibile de energie ce suntprezente n substan se numete energie intern(U).

n termodinamic se studiaz mai ales procesul de schimbal energiei cu mediul nconjurtor i transferul de energie subform de cldur sau lucru. Dac schimbul de energie subform de cldur are loc n urma micrii haotice a

moleculelor, atunci transferul energiei sub form de lucru se


41/325

41

realizeaz n urma micrii dirijate a moleculelor.S examinm un sistem alctuit din 2 mol de oxid de

carbon (II) i un mol de oxigen n condiiile camerei (250C sau

298 K). Fie c acest sistem se caracterizeaz printr-o rezerv deenergie intern U1. Presupunem c n urma reaciei s-au format2 mol de oxid de carbon (IV) : 2CO(g)+ O2(g)= 2CO2(g), unde(g) nseamn gazos. Dac sistemul nu-i schimb volumul(reacia decurge ntr-un vas nchis), atunci dup toateposibilitile, nu s-a efectuat nici un lucru nici de ctresistemul nsui i nici asupra lui. Totodat, ca rezultat alreaciei se degaj energie sub form de cldur, care se eliminn mediul nconjurtor. Deoarece volumul substanelor iniialei al produselor reaciei nu s-a schimbat (V = const), iartemperatura produselor reaciei dup un timp oarecare seegaleaz cu temperatura substanelor iniiale (T = const) nurma eliminrii cldurii n mediul nconjurtor, atunci clduraeliminat este egal cu schimbarea energiei interne asistemului.

n termodinamic se obinuiete a scdea valoarea, carecaracterizeaz starea iniial a sistemului, din starea lui final.Aceast diferen se noteaz prin simbolul . Vom nsemnaenergia intern a amestecului constituit din 2 mol CO i un molO2 prin U1, iar energia intern a 2 mol CO2 prin U2. Pentrureacia 2CO(g)+ O2(g)= 2CO2(g)

U(CO2 (g))[U(CO(g)) + U(O2 (g))] = UprodUini= U2U1= U (3.2)

Fiindc n aceast reacie se degaj cldur, U1U2, iarU va fi negativ.

Caldura degajat sau absorbit ntr-o reacie chimic senumete cldura de reacie. Valoarea ei depinde de starea deagregare a substanelor reactante, de aceea n partea dreapt dejos a formulei substanelor se indic starea lor de agregare:(g)gazoas; (l) lichid; (s) solid.

Cldura de reacie sau efectul ei termic n reacia de mai


42/325

42

sus este pozitiv i se numete izochoric, pentru c procesuldecurge ntr-un volum constant (Qv). Dup valoarea absolut,efectul termic izochoric este egal cu variaia energiei interne,

deosebindu-se numai prin semn:U = -Qv (3.3)

Cldura de reacie poate fi considerat un produs alreaciei i se scrie n partea dreapt a ecuaiei.

Exemplu: 2CO(g)+ O2(g)= 2CO2(g)+ 2 283 kJ(V = const).Ecuaiile, n care sunt indicate formulele substanelor,

starea lor de agregare i efectul termic al reaciei se numesc

ecuaii termochimice.

Ecuaiile termochimice pot fi scrise i n ordine invers,numai c atunci semnul efectului termic trebuie s fie opus.Cldura de reacie se raport la un mol de substan obinut ide aceea n ecuaiile termochimice se admit coeficienifracionari.

Exemplu: CO(g)+ O2(g)= CO2(g)+ 283 kJ( V = const ).Forma termochimic de scriere a reaciei poate fi

nlocuit cu cea termodinamic scriind n partea dreapt aecuaiei variaia energiei interne n sistem:

CO(g)+ O2(g)= CO2(g), U = -283 kJ/mol.Dac reacia se efectueaz la presiune constant, atunci

efectul ei termic se numete izobaric(Qp).Efectul izobaric se deosebete de cel izochoric. Sistemul

n care reacia decurge la presiune constant poate s-ischimbe volumul dac numrul de moli al substanelor gazoasereactante difer denumrul de moli al produselor gazoase alereaciei. Aceasta nsemn c sistemul efectueaz un lucruatunci cnd volumul lui, n urma acestei reacii, crete saumediul exterior produce un lucru asupra sistemului cnd

volumul lui scade.


43/325

43

De exemplu, dac vom lua pentru combustie 1 mol demetan i 2 mol de oxigen la temperatura de 250C i presiuneade o atmosfer, volumul lor n aceste condiii va fi aproximativ

73 litri. Dup combustie i rcire pn la condiiile iniiale seva forma 1 mol de CO2gazos i 2mol de ap lichid:

CH4(g)+ 2O2(g)= CO2(g)+ 2H2O(l)n afar de aceasta, sistemul elimin n mediul

nconjurtor ~890 kJ (reducnd energia lui intern cu aceeaicantitate de cldur). Volumul sistemului dup ardereametanului va deveni ~24,5 litri. Mediul exterior trebuie sproduc lucru pentru a micora volumul iniial al sistemului~73 l pn la ~24,5 l. Acest lucru se adaug la energia totalprezent n sistem. Astfel, dac sistemul a pierdut 890 kJ deenergie la arderea metanului, atunci o parte din ea a fostcompensat de mediul exterior pentru micorarea volumului(~4,9 kJ).

Lucrul produs de sistem sau efectuat asupra lui secalculeaz dup ecuaia:

A = P V (3.4)Folosind ecuaia lui Mendeleev-Clapeyron PV = nRT,putem calcula lucrul:

P V = nRT,unde n = n2n1= nprod. r.nsub. in. (diferena dintre numrul demoli ai produselor gazoase ale reaciei i numrul de moli aisubstanelor gazoase iniiale).

DeciA = nRT (3.5)

i dac n 1, atunci lucrul efectuat de ctre sistem asupramediului nconjurtor se consider pozitiv. Este evident cefectul termic izobaric este mai mic dect cel izochoric pentrureaciile, n care n0, fiindc o parte de energie se consum naciunea de dilatare. Deci, Qp= QvA sau:

Qp= Qv- PV = Qv- nRT (3.6)


44/325

44

Este evident c atunci cnd n = 0, Qv = Qp i cndn0 QvQp.

Vom atrage atenia c Qv - Qpdepinde de temperatura

absolut i ntotdeauna este egal cu zero la zero grade K.

3.2.1. Entalpia de reacie

Dac reaciile decurg la presiune constant, atuncicldura reaciei absorbit sau eliminat de sistem (Qp) se mainumete variaia entalpiei i se nseamn H. Dac reacia este

exotermic, Qp are valoare pozitiv, iar H valoare negativ,deoarece coninutul de cldur n sistem (cum se mai numetealtfel entalpia) scade.

Deoarece Qp= Qv- PV, iar Qv= -Uatunci -Qp= U + PV (3.7)sau H = U + PV (fiindc Qp= -H) (3.8)

Variaia entalpiei arat cantitatea de cldur ce sedegaj sau se absoarbe pentru ecuaia chimic concret. Deexemplu, ecuaia

H2(g)+ O2(g)= H2O(l) H = -285 kJarat c la interaciunea unui mol de hidrogen gazos cu 0,5 molde oxigen gazos la aceeai presiune i temperatur se formeaz1 mol de ap lichid i n mediul exterior se degaj 285 kJ decldur. Ecuaia mai poate fi scris i n felul urmtor:

H2(g)+ O2(g)= H2O(l)+ 285 kJ.Variaia entalpiei este calculat pentru condiiilestandard (la 250C sau 298,15 K i la presiunea de 100 kPa sau0,987 atm). Pn n anul 1981 n calitate de condiii standard selua T = 298,15 K i presiunea de 1 atm. La aa diferen micde presiuni se poate de socotit c variaia entalpiei, practic, esteaceeai. Variaia entalpiei n condiii standard se nseamnprescurtat H0298. Cel mai des n ndrumarele chimice se dauentalpiile de formare, care arat variaia entalpiei la obinerea


45/325

45

unui mol de compus chimic din substane simple, care suntstabile n condiii standard. Elese noteaz H0f. De exemplu,entalpia molar de formare a oxidului de carbon(IV) este

-394 kJ/mol:C(s)+ O2 (g)= CO2 (g) H

0f =H

0298= +394 kJ/mol.

Dac un element are mai multe modificri alotropice,atunci pentru calcularea H0f a substanelor compuse cuparticiparea elementului dat se ia acea modificaie alotropic,care-i mai stabil n condiiile standard. Pentru carbon cel maistabil n condiiile standard este grafitul.

Entalpia de formare a substanelor simple n starea lorcea mai stabil este egal cu zero. Astfel, pentru H2 (g), O2 (g),Fe(s), P(rou), C(grafit), H

0f =0.

Pentru diamant H0f= 2,1 kJ/mol.n chimia organic adesea se determin entalpia de

ardere. Se numete entalpie de ardere variaia entalpiei lacombustia unui mol de substan n condiii standard n urma

creia se formeaz oxizi stabili.

n afar de aceasta, vom lua cunotin de entalpiile dedizolvare, solvatare, entalpia legturii chimice, a reelei ioniceetc.

Exemplul 1. Determinai variaia energiei interne laevaporarea a 250 g ap la 200C, dac vom admite c vaporii deap se vor supune legilor gazelor ideale. Volumul lichidului n

comparaie cu volumul vaporilor poate fi neglijat. Clduraspecific de vaporizare a apei H = 2451 J/g.Rezolvare: energia intern i entalpia sunt legate prin

urmtoarea ecuaie:U = H - n RT

Cantitatea de substan a apei n =molg

g

/18

258= 13,87 mol.


46/325

46

Pentru a determina variaia energiei interne, se ia nconsideraie masa total a apei:

U = 2451 J/g 250g 13,87 mol 8,31 J/(molK) 293 K = 579 000 J sau 579 kJ.

3.3. Legea nti a termodinamicii. Legea lui Hess

Legea nti a termodinamicii este una din expresiilelegii conservrii energiei. Ideea principal a acestei legi este ccantitatea total a energiei n univers este constant. Ea nu se

creeaz din nimic i nu dispare fr urm, dar poate numai sse transforme dintr-o form n alta n cantiti echivalente.Dac unui sistem, energia intern a cruia este (U1), i secomunic o anumit cantitate de cldur Q, atunci aceasta seconsum pentru a mri energia intern a sistemului (U2) ipentru a efectua lucrul asupra sistemului exterior (A):

Q = U2U1+ A sau Q = U + A (3.9)Deci energia intern final (U2) este egal cu energia

intern iniial plus energia adugat din afar sub form decldur i minus energia pierdut sub form de lucru in mediulnconjurtor (conform legii conservrii energiei):

U2= U1+ QA sau U2U1= QA;U = QA (3.10)

n aceast expresie A arat ce lucru a efectuat sistemulasupra forelor exterioare (valoarea pozitiv). Valoarea U

poate fi pozitiv sau negativ, n dependen de valorilerelative ale lui Q i A.

Exempul 2. Unui sistem cu energia U1 i s-a transmis800 J cldur. Ca urmare, asupra mediului exterior s-a produslucrul egal cu 540 J. Cum se va schimba energia intern asistemului?

U = Q A; Deoarece cldura transmis i lucrul auvalori pozitive, atunci energia intern va crete cu valoarea


47/325

47

U = 800 J540 J = 260 J.

Exempul 3. Un sistem ce conine 2 mol de ap, sub

form de vapori, la presiunea de 101 kPa i temperatura de1000C cu volumul de 60,24 l la pstrare n aceleai condiii secondenseaz i pierde n mediul nconjurtor 81,4 kJ cldur.De calculat U al acestui proces, dac densitatea apei va fi0,9584 g/cm3. Cldura, care este cedat de sistem, are valoarenegativ. Cantitatea de lucru produs de mediul exterior asuprasistemului (volumul se micoreaz) va fi calculatdin expresia

A = P(V2V1). Dac presiunea se exprim n pascali, volumulse exprim n m3.Deci V1= 60,24 l = 0,06024 m

3;

V2 = 3/9584,0

2/18

cmg

molmolg =

9584,0

36 cm3 = 37,6 cm3 =

=3,76 10-5m3.A = 101 325 Pa (3,76 10-5m36 024 10-5m3) =

= - 101 325 6 020,24 Pa m

3

=7100 J.(P M

3

=J).Cunoscnd valorile pentru Q i A, noi putem calculavariaia energiei interne: U1 = Q A = ( - 81,4 kJ) ( - 7100J) = - 81400 J + 7100 J == - 74300 J = - 74,3 kJ. ( U 0 ).

O alt expresie foarte important a legii conservriienergiei este legea lui Hess, formulat nc n anul 1840:

Variaia entalpiei (sau efectul termic al procesului)

depinde numai de natura i starea substanelor iniiale iproduselor finale ale procesului i nu depinde de stadiile

intermediare.

Astfel, dac o reacie global poate fi exprimat prinmai multe reacii intermediare efectuate n aceleai condiii,atunci variaia entalpiei reaciei globale este egal cu sumavariaiilor entalpiilor reaciilor n care se poate descompune

reacia global.


48/325

48

Exemplul 4. De calculat entalpia de combustie agrafitului dup entalpiile de combustie a reaciilorintermediare:

C(grafit)+ 1/2O2 (g)CO(g) H0

298= - 111 kJCO(g)+ 1/2O2 (g)CO2 (g) H

0298= - 283 kJ

C(grafit)+ O2 (g)CO2 (g) H0

298= - 394 kJ

Experimental, este mai greu de determinat entalpia

primei reacii. Din legea lui Hess rezult c ecuaiiletermochimice pot fi adunate i sczute la fel ca ecuaiilealgebrice. Deatta entalpia reaciei de formare a oxidului decarbon(II) poate fi determinat scznd entalpia reaciei decombustie a oxidului de carbon(II) din entalpia reaciei globale:

H0298(CO) = - 394 kJ( -283 kJ) = - 111 kJLegea lui Hess d posibilitate de a determina variaia

entalpiei n condiii standard pentru orice reacii, dac sunt

cunoscute entalpiile standard de formare a reactanilor i aproduselor de reacie.

Afar de aceasta mai trebuie de tiut c H a uneireacii ntr-o direcie este egal dup valoare i opus dupsemn cu H a reaciei inverse, dac condiiile sunt aceleai.Deci:

H0f = H0

descomp (3.11)

Exemplul 5. S se determine variaia entalpiei standardn reacia de formare a silicatului de calciu din oxid de calciu idioxid de siliciu, dac sunt cunoscute entalpiile standard deformare a tuturor participanilor la reacie:

CaO(s) = Ca(s) + O2 (g) - H0

f(CaO(s))SiO2 (s) = Si(s)+ O2 (g) - H

0f(SiO2(s))

Ca(s) + Si(s)+ 3/2 O2 (g)= CaSiO3 (s) + H0f


49/325

49

(CaSiO3(s))

CaO(s)+ SiO2 (s)= CaSiO3 (s) H0

reac

Deci, H0reac= H0f(CaSiO3(s))[H0f(CaO(s)) + H0f(SiO2(s))] =

- 1582 kJ/mol[ - 636 kJ/mol908 kJ/mol] == -38 kJ/molDin aceste calcule, se vede cH0reac = H

0f (prod. de reac.) - H

0f (subst. ini.)

(3.12)

Dac n ecuaia termochimic sunt coeficieni, atunciH0f trebuie de nmulit cu coeficientul ce se afl nainteasubstanei respective.

Astfel pentru ecuaia aA + bB + = cC + dD + vomavea:

H0reac = (cHf0C + dHf

0D +) (aHf0A +

+ bHf0B +)

Entalpia reaciei poate fi determinat dac suntcunoscute entalpiile de ardere ale participanilor reaciei. nacest caz:

H0reac = H0(ardere ale subs.ini.) - H

0(ardere ale prod.reac.)

(3.13)Exemplul 6. Calculai entalpia de sintez a acidului

acrilic dup ecuaia:C2H2 (g)+CO(g) + H2O(l)CH2= CHCOOH(l),

dac entalpiile standard de combustie a acetilenei, oxidului decarbon(II) i a acidului acrilic sunt respectiv egale cu (nkJ/mol) : -1299,63; - 282,50 i 1370,0.

H0reac= H0

(ardere)(C2H2) + H0

(ardere)(CO) - H0

(ardere)

( CH2 = CH COOH(l)) = - 1299,63 282,50 + 1370,0 =

=- 212,13 kJ/mol.


50/325

50

Exemplul 7. Calculai variaia entalpiei la 250C i P ==1atm pentru reacia:

S(s)+3/2O2 (g)= SO3(g),

dac sunt cunoscute entalpia de formare pentru SO2 (g)( -296,8 kJ/mol) i variaia entalpiei n reacia:

SO2 (g)+1/2O2 (g)= SO3 (g), H0

298= - 98,9 kJ.Dup cum se tie, reacia de formare a SO3decurge n

dou etape. Cunoscnd entalpiile standard ale reaciilorintermediare, se poate de aflat entalpia reaciei sumare:

S(s) + O2 (g)= SO2 (g) H0298= H

0f= - 296,8 kJ

SO2 (g)+1/2O2 (g)= SO3 (g) H

0

298= - 98,9 kJS(s) +3/2O2 (g)= SO3 (g), H

0298= - 395,7 kJ

3.3.1. Spontaneitatea n schimbrile chimicei fizice

Schimbrile spontane n sens termodinamic se numescacelea, care au loc fr nici o influen exterioar asupra

sistemului dat. De exemplu, zahrul se dizolv n ap fr nicio influen exterioar. Dup definiia schimbrilor spontane,timpul nu are aici nici un rol. Schimbrile pot fi spontane chiari atunci, cnd procesele decurg foarte ncet. Reaciile, n careH are valoare mare, adesea sunt spontane. De exemplu:

2Na(s)+ 2H2O(l)2NaOH(s)+ H2 (g)H0298= - 281,9 kJ.

Aceast reacie este exoterm i datorit valorii mari aH0298, ea decurge energic chiar i n condiii standard.Reacia 2Ag2S(s)+ 2H2O(l) 4Ag(s)+ 2H2S(g) + O2 (g)

H0298 = 595,6 kJ este endoterm i nu trebuie s decurgspontan. Reacia n sens opus (H0298 = -595,6 kJ) se poatepresupune c va fi spontan. ntr-adevr, argintul n amestec dehidrogen sulfurat cu aer se ntunec rapid.

Prezicerile bazate numai pe valoarea lui H0 nu suntntotdeauna precise, mai ales cnd H0are valoare mic. Astfel


51/325

51

reacia2Ag(s)+ 1/2O2(g)Ag2O(s) H

0298= - 31 kJ

care decurge spontan n condiiile obinuite este imposibil la

temperatura mai mare de 2000C.Se cunosc i reacii endoterme, care pot decurge

spontan. De exemplu:6SO2Cl2 (l) + CoCl26H2O (s) = 6SO2 (g) + 12HCl(g) +

+ CoCl2 (s)H 0.De asemenea, o substan cristalin se topete spontan

la temperaturmai nalt dect temperatura de topire,cu toate

c acesta este un proces endotermic. Dup cum vedem,spontaneitatea unui proces depinde de temperatur i presiune.Totui influena lor asupra valorii H este foarte mic. Esteevident c i alt factor afar de H va avea influen asupraspontaneitii proceselor. Acest factor se numete entropie iaceastnoiune va fi abordat n compartimentul urmtor.

Exerciii i probleme

1.Dai definiia efectului termic al reaciei. n ce cazuriecuaiile reaciilor chimice se numesc termochimice?

2. Prin ce se deosebesc valorile efectelor calorice aleecuaiilor chimice n termochimie i termodinamic ?

3. Dai definiia cldurilor: a) de formare, b) dedescompunere, c) de combustie? n ce unitai acestea se

exprim?4.Care sunt condiiile standard ale unui sistem ntermodinamic? Prin ce simboluri se exprim aceste condiii?

5. n ce condiii variaia energiei interne este egal cucldura obinut de sistem din mediul exterior?

6. La ce se consum cldura obinut de un sistem ncondiii de presiune constant?

7. Prin ce ecuaie se exprim entalpia i variaia ei? n

ce relaii se afl entalpia cu U, QVi QP?


52/325

52

8. La combinarea a 2,1 g de fier cu sulful s-au degajat3,58 kJ de cldur. Calculai din aceste date cldura de formarea sulfurii de fier(II).

9.La arderea a 9 g de aluminiu s-au degajat 279,3 kJ decldur. Determinai din aceste date cldura de formare aoxidului de aluminiu.

Rspuns: - 1 676 kJ/mol.10.Ct cldur se va forma la arderea 1m3de hidrogen

(c.n.), dac n urma reaciei se formeaz ap lichid?Rspuns: 12 760 kJ.

11.Calculai entalpia standard a reaciilor dup egalareacoeficienilor:

a) ZnS(s)+ O2 (g)ZnO (s) + SO2 (g);b) CS2 (l)+ O2 (g)CO2 (g) + SO2 (g);c) Al2(SO4)3 (s)Al2O3 (s) + SO3 (g);d) AgNO3 (s)Ag(s) + NO2 (g)+ O2 (g);e) SO2 (g)+ H2S(g)S (s) + H2O(l);f) CuCl2 (s)+ H2O(g)CuO (s) + HCl(g).

Care din reacii sunt exoterme i care endoterme?Rspuns: a) -878; b) -1 075; c) +578; d) +314

e) -233; f) +78 kJ/mol.12.Ce cantitate de cldur n condiii standard se va

elibera la calcinarea unui mol de mangan, dac n urma reacieise formeaz Mn3O4 (s)? H

0f(Mn3O4) = - 1388 kJ/mol.

Rspuns:- 462,7 kJ.

13.Calculai cldura molar de combustie a butanului,dac produsele reaciei vor fi apa lichid i dioxidul de carbongazos. H0f(C4H10) = -126 kJ/mol

Rspuns:-2 880 kJ/mol.14.Calculai cldura molar de combustie a propanului,

dac n urma reaciei se formeaz apa lichid i dioxidul decarbon gazos. H0f(C3H8) = -104 kJ/mol

Rspuns:- 2 220 kJ/mol.

15.Amestecul de propan i butan intr n compoziia


53/325

53

aragazului. Care din aceste substane are cldur de combustiemai nalt calculat pentru un gram de substan?

Rspuns: C3H8.

16.La interaciunea hidrogenului cu oxigenul seformeaz H2O (l) i se degaj 286,2 kJ de cldur pentru unmol de hidrogen. Calculai U al acestui sistem.

Rspuns:-285 kJ.17.Calculai U la vaporizarea 1kg de ap (T= 423 K),

dac cldura de vaporizare a apei este egal cu 2110,0 kJ/kg.De considerat vaporii ca un gaz ideal, iar volumul lichidului

poate fi neglijat. Rspuns: 1 914,6 kJ.18.Aflai U la vaporizarea a 100g de benzen la

temperatura lui de fierbere (80,20C), considernd c vaporii debenzen se supun legilor gazelor ideale. Cldura de vaporizare abenzenului este 394 J/g. Volumul benzenului lichid poate fineglijat.

Rspuns:35,64 kJ.

19.Determinai H0298 i U n sistemul 4NH3 (g) ++ 3O2 (g) = 2N2 (g) + 6 H2O(l)

Rspuns:-1530,3 kJ/mol i -1517,9 kJ/mol.20.Variaia energiei interne n sistemul Fe (s)+ Cl2 (g) =

= FeCl2 (s) este egal cu -334,0 kJ. Calculai din aceste date H0298a reaciei.

Rspuns:-336,5 kJ/mol.21.Dup ecuaiile termochimice calculai entalpiile

standard de formare ale produselor reaciei:a) 2Al2O3 (s)+ 6SO2 (g)+ 3O2 (g) = 2Al2 (SO4)3 (s) ; -1750 kJ;b) 2CuO(s)+ 4NO2 (g)+ O2 (g)= 2Cu(NO3)2 (s); -440 kJ;c) 4NO2 (g)+ O2 (g) + 2H2O(l)= 4HNO3 (l); -256 kJ,d) 2H2O(l)+ 2SO2 (g)+ O2 (g) = 2H2 SO4 (l) ; -462 kJ;e) 2PbO(s)+ 4NO2 (g)+ O2 (g)= 2Pb(NO3)2 (s); -588 kJ.

Rspuns(n kJ/mol):a) 3441; b) -310; c) -174; d) -841;

e) -447.


54/325

54

22.Dup ecuaiile termochimice calculai entalpiilestandard de formare a substanelor iniiale:a)2Mg(NO3)2 (s)= 2MgO(s)+ 4NO2 (g) + O2 (g) ; +510 kJ

b)4Na2SO3 (s)= 4Na2 SO4 (s) + Na2S(s); -176 kJc)2Na2HPO4 (s)= Na4 P2O7 (s) + H2O(l); +58 kJd)2(NH4)2CrO4 (s)= Cr2O 3 (s)+ N2 (g) + 5H2O(l) )+ 2NH3 (g) ;

- 89 kJe)4KClO4 (s)= 2KClO3 (s)+ 2KCl (s) + 5O2 (g); +60 kJ

Rspuns(n kJ/mol):a) -790; b) -1090; c) -1755; d) -1287;e) -433.

23.Calculai H0298pentru reacia Zn (s) + S (s) ++ 2O2 (g) = ZnSO4 (s) avnd urmtoarea informaie:

Zn(s)+ S(s) = ZnS(s); H0

298= - 206,0 kJ;ZnS(s)+ 2O2 (s) + = ZnSO4 (s); H

0298= - 776,8 kJ.Rspuns:-982,8 kJ.

24.Calculai entalpia molar standard de formare aNO(g) din datele urmtoare:

N2 (g) + 2O2 (g)= 2NO2 (g); H0

298= 66,4 kJ;

2NO(g) + O2 (g)= 2NO2 (g); H0298= - 114,1 kJ.Rspuns:90,2 kJ/mol.

25.Determinai entalpia de formare a PbO2 dinsubstane simple, folosind urmtoarele ecuaii termochimice:

2Pb(s) + O2 (g)= 2PbO(s); H0

298= -438 kJ;2PbO2(s)= 2PbO(s)+ O2(g); H

0298= 116 kJ.

Rspuns: -277 kJ/mol.26.Calculaientalpia de formare a clorurii de cupru (I)

din substane simple folosind urmtoarele ecuaiitermochimice:

CuCl2(s)+ Cu(s)= 2CuCl(s); H0

298= -56 kJ;Cu(s)+ Cl2(g)= CuCl2(s); H

0298= -216 kJ.

Rspuns:-272 kJ/mol.27.Pigmentul alb TiO2 se prepar hidroliznd TiCl4 n

faz gazoas dup ecuaia: TiCl4(g) + 2H2O(g) = TiO2(s) +

+ 4HCl(g).


55/325

55

Ce cantitate de cldur este folosit la fabricarea 1kg de TiO2(s)n condiii standard?

Rspuns:840 kJ.

28.O prob de WO2(s) cu masa de 0,745g a fostcalcinat n oxigen la presiune constant, formnd WO3(s) idegajnd 1,143 kJ de cldur. Calculai entalpia de formarepentru WO2 (s), dac H

0f(WO3 (s)) n aceste condiii este egal

cu - 842,9 kJ/mol.Rspuns:-512 kJ/mol.

3.4. Legea a doua a termodinamicii. Entropia

Dup cum s-a menionat mai sus, conform legii nti atermodinamicii, diferite forme de energie se transform una nalta dup o lege de echivalen: atunci cnd dispare o form deenergie, apare o cantitate echivalent de energie n alt form.

Din practic se tie c toate formele de energie(mecanic, electric, chimic etc.) pot fi transformate integral

n cldur, n timp ce cldura nu poate fi transformat cantitativn alte forme de energie. ntotdeauna rmne o parte dincldur, care nu poate fi transformat n alte forme de energie.Aceast concluzie este una din definiiile legii a doua atermodinamicii. O alt expresie a acestei legi este formularea:cldura nu poatetrece spontan de la un corp rece la altul mai

cald. Dac vom lua o bar de metal, nclzit la un capt,atunci dup un timp scurt cldura se repartizeaz uniform n

toat bara. Procesul invers nu s-a observat niciodat. Deioceanele reprezint o surs imens de cldur, nu este posibilca aceast cldur s fie utilizat, transformnd-o, de exemplu,n lucru mecanic. Acesta poate fi produs ntr-un proces termic,numai dac are loc un transfer de cldur de la o temperaturnalt la alta mai joas. Transferul de cldur de la un corp mairece la altul mai cald cere un consum de lucru executat dinexterior (de exemplu, lucrul frigiderului).

Presupunem c un corp cu temperatura T2a cedat Q kJ


56/325

56

de cldur altui corp cu temperatura mai mic T1. Este evidentc rezerva sumar de energie n ambele corpuri rmne

neschimbat. Totui, diferena 21 T

Q

T

Q

ntotdeauna este omrime pozitiv. O consecin important dedus din legea adoua a termodinamicii este aceea, c lucrul maxim care sepoate de obinut nu depinde numai de diferena T2-T1, ci i devaloarea absolut a temperaturii T2. S-a cutat deci o relaientre cantitatea de cldur Q pierdut sau primit de un sistemi temperatura T la care are loc schimbul. Aceasta a condus la

definirea unei funcii termodinamice noi, numit entropie(S):S =

T

Q (3.14)

Procesele, n urma crora un sistem trece dintr-o stare nalta,pot fi de dou feluri: reversibile i ireversibile. Nu trebuiede confundat noiunile de reversibilitate i ireversibilitate aleproceselor termodinamice cu noiunile de reversibilitate i

ireversibilitate ale reaciilor chimice. Reversibile, n senstermodinamic,se numesc procesele n care trecerea unui sistemdintr-o stare final n stare iniial nu cere consum de energiedin afar. Aceasta nseamn c n procesele reversibile nu auloc schimbri n mediul nconjurtor. Ca exemplu poate fi luatmicarea unui pendul, dac n timpul micrii nu apar fore defrecare. Procesele termodinamice sunt ireversibile, dacntoarcerea sistemelor n starea iniial cere un consum de

energie din exterior. Astfel procesele reversibile secaracterizeaz prin lipsa transformrii energiei n cldur, iarcele ireversibile decurg cu pierderea unei pri de energie subform de cldur. Cu ct mai mult energie se transform ncldur, cu att procesul este mai ireversibil. n natur nu sentlnesc procese strict reversibile (n sens termodinamic).Totui termodinamica folosete pe larg aceast noiune.Aceasta se explic prin faptul c procesele reale ce decurgspontan pot fi prezentate ca procese ce decurg foarte lent i


57/325

57

reversibil, ceea ce d posibilitate de a calcula funciiletermodinamice care caracterizeaz starea unui sistem. Variaiaentropiei (S) unui sistem ntr-un proces izotermic reversibil

este definit prin ecuaia:

S =T

Qrev . (3.15)

Pentru procesele izotermice ireversibile S T

Qrev . .

De exemplu, variaia entropiei la topirea unei substaneva fi egal cu entalpia de topire a acestei substane, mprit la

temperatura absolut de topire:

Stop.=.

.

top

top

T

H (3.16)

Pentru transferul reversibil al unei cantitiinfinitezimale de cldur n condiii izotermice, variaiaentropiei va fi:

S = TQ

sau, avnd n vedere c Q 0, vom avea

dS =T

Q.

Variaia entropiei poate fi calculat dac se cunoatecapacitatea caloric molar la presiune constant (CP).Deoarece

CP= dT

Q

i Q = CPdT (3.17)Introducnd ultima expresie n ecuaiile pentru variaia

entropiei, obinem: dS = CPT

dT.

Dup operaia de integrare aflm:

S = 2

1

T

TCP

T

dT=

2

1PC

T

TlnT (3.18)

Calcularea acestui integral este posibil, dac se


58/325

58

cunoate variaia capacitii calorice molare a substanei de laT1pn la T2, inclusiv i eventualele clduri latente de topire,vaporizare sau transformare polimorf, care au loc ntre

temperaturile T1 i T2. O ecuaie mai simpl dar mai puinexact, poate fi folosit, nlocuind Cpprin valoarea medie CP,presupus constant n intervalul de temperaturi de la T1la T2:

S = CPln1

2

T

T (3.19)

Entropia se exprim n J/molK i se atribuie unuimolde substan.

Spre deosebire de energia intern, valoarea entropieipoate fi aflat folosind ecuaiile de mai sus.

Dup postulatul lui Plank (1911), entropia tuturorsubstanelor pure la zero absolut este egal cu zero.

Valoarea entropiei n condiii standard se nseamnS0298.

L.Boltzmann n anul 1896 a explicat sensul fizic alnoiunii de entropie pe baza mecanicii statistice. Dac vom lua ,de exemplu, dou gaze, care nu pot reaciona i dac le vom daposibilitatea s vin n contact, atunci ele se vor amestecaspontan fr ca starea lor energetic s se schimbe. Procesul deseparare a acestui amestec gazos n prile lui componente cerens un consum de energie. Astfel, fora motricede amestecarea gazelor nu este energia i de aceea, pentru a preziceposibilitatea decurgerii unui oarecare proces, nu este suficient

numai informaia despre schimbrile energetice.Fie c dou gaze, heliul i neonul, se afl la aceeai

temperatur i presiune n dou vase separate cu o diafragm(fig.3).

Vom numi aceast stare a sistemului dat ca starea 1.Dac vom nltura aceast diafragm, atunci peste ctva timpmoleculele de neon i heliu se vor repartiza uniform prin tot

volumul sistemului, dei presiunile iniiale ale gazelor erau la


59/325

59

fel.Vom numi starea nou a sistemului ca starea 2. Procesul

de amestecare a gazelor decurge fr schimbarea entalpiei.

Gazele n starea 1 sunt repartizate ntr-o ordine mai mare ncomparaie cu starea 2, adic msura ordinii n starea 2 estemai mic dect msura ordinii n starea 1. Probabil c foramotrice de amestecare a gazelor este tendina lor de a trecentr-o stare cu ordine mai mic.

membran fr membran

Starea 1 Starea 2Fig.1

De aici urmeaz concluzia c: procesele spontane fr

schimbarea strii energetice a sistemului decurg numai ndirecia n care ordinea n sistem se micoreaz.

n termodinamica chimic, termenii ordinea saumsura ordinii nu se folosesc, ci se ntrebuineaz expresiilecare caracterizeaz proprietile opuse: dezordinea saumsura dezordinii. De aceea concluzia de mai sus poate fiformulat astfel: procesele spontane, care nu schimb stareaenergetic a sistemului, decurg numai n direcia n care

dezordinea n sistem crete.E greu de imaginat ca un amestec de dou gaze s

treac din starea 2 n starea 1. De aceea starea 2 este maiprobabil. De aici poate fi tras concluzia c: proceselespontane, care decurg fr schimbarea strii energetice a unui

sistem, se efectueaz numai n direcia n care sistemul trece

ntr-o stare mai probabil.

Este imposibil de calculat msura ordinii sau dezordinii

He Ne He Ne


60/325

60

unui sistem, ns probabilitatea aflrii moleculelor ntr-un locsau altul al sistemului poate fi calculat.

Starea unei totaliti de particule poate fi caracterizat

prin dou metode: 1) de artat valorile proprietilor, cum sunttemperatura i presiunea; acestea sunt caracteristicilemacrostrii substanei. De exemplu, pentru variaia entropiei

S =T

Qrev .

2) de artat caracteristicile fiecrei particule dinsubstan poziia ei n spaiu, viteza i direcia deplasrii;

acestea sunt caracteristicile microstrii substanei. Fiindccorpurile sunt alctuite dintr-un numr colosal de particule,macrostrii respective i corespund un numr colosal de diferitemicrostri. Numrul de microstri, care corespund macrostriidate a substanei, se numete probabilitatea termodinamic astrii eii se nseamn prin W. Ca exemplu, s lum o totalitatede cri ale unui oarecare scriitor editate n ase volume.Numrul total de aranjri ale acestor volume n ordine diferite

va fi egal cu 6!, adic 720654321 .Din aceste 720 de aranjri numai una corespunde

aranjrii crilor n ordinea volumelor, iar celelalte 719corespund dezordinii sistemului. Dac n sistemul datdezordinea nu depinde de temperatur i presiune, atuncintr-un sistem alctuit din mai multe molecule graduldezordinii sau probabilitatea termodinamic va fi i mai mare.

De aceea aceast caracteristic a sistemului se exprim prinlnW. Savantul Boltzmann a stabilit c ntre probabilitateatermodinamic i entropie exist relaia:

S = k lnW (3.20)

unde keste constanta lui Boltzmann egal cuAN

R.

Valoarea entropiei raportat la un mol de gaz sauentropia molar va fi:


61/325

61

S = R lnW (3.21)Entropia are aceleai dimensiuni ca i constanta

universal a gazelor R i anume J/molK. Dup cum am mai

spus, entropia cristalelor ideale ale substanelor absolut pure lazero absolut va fi egal cu zero, deoarece particulele ntr-un aacristal se pot aranja numai ntr-un singur fel regulat i W = 1,iar lnW = 0. n ndreptarele chimice valorile entropiilorabsolute sunt date pentru condiiile standard (S0298).

Dac se cunosc entropiile de formare ale tuturorelementelor componente ale unei substane, se poate calculaentropia de formare a substanelor, printr-un procedeu similarcu cel folosit la calculul entalpiei reaciei. Entropia de formarea unei substane este egal cu suma entropiilor produselor dereacie minus suma entropiilor reactanilor nmulite cu valorilecoeficienilor.

Pentru reaciamA + nB xC + yD variaia entropiei va fi:S = Sprod- Sreact.=

(3.22)

Pentru a evalua variaia entropiei la trecerea sistemuluidin starea 1 n starea 2, urmeaz ca din valoarea entropiei carecaracterizeaz starea final s se scoat valoarea entropiei cecaracterizeaz starea iniial:

S = S2S1= R lnW2R lnW1= R ln1

2

WW .

Deoarece W2W1,rezult c S2S1i S 0.

De aici tragem concluzia: procesul care are loc frschimbarea strii energetice a sistemului decurge spontan

numai n direcia n care entropia sistemului crete.

Sistemele alctuite din molecule mai simple au entropia

)]()([)]()([ BSnASmDSyCSx


62/325

62

mai mic dect sistemele alctuite din molecule maicomplicate. n cristale moleculele, ionii i atomii sunt aranjaintr-o ordine mai mare dect n lichide, iar n lichide ordinea

este mai nalt dect n starea gazoas. Astfel entropia apei ndiferite stri va fi urmtoarea (n J/molK):

S(H2O)(s)= 43,9; S(H2O)(l)= 66,9 i S(H2O)(g)= 188,7.

Este important de meninut c entropia substanelorindividuale depinde de temperatur, ns variaia entropiei unuiproces fizic sau chimic, practic, nu depinde de temperatur.

Cte odat semnele schimbrii entropiei n urmareaciei pot fi prevzute, fiindc ele depind de stareasubstanelor reactante. Astfel, dac volumul produselor reacieieste mai mare dect volumul substanelor iniiale, atunci S0.

Exemplul 8. Determinai variaia entropiei pentruprocesul de transformare a apei lichide n vapori n condiiistandard:

S0298 = S

0298(H2O(g)) - S

0298(H2O(l)) = 1 molH2O(g)188,71 J/(molK) 1mol H2O(l)69,9 J/(mol K) =

=118,80 J/K.S0 i deci procesul este posibil.

Exemplul 9. Calculai variaia entropiei pentru reaciace urmeaz, dac reactanii i produsul reacieise afl n starealor standard:

2H2(g)+ O2(g)= 2H2O(l)S0298(H2(g)) = 130,57; S

0298(O2(g)) = 205,03; S

0298(H2O(l))=

=69,91 J/(mol K);S0298 = 2S

0(H2O(l)) - 2S0(H2(g)) S

0(O2(g)) = 2mol H2O(l) 69,91 J/(mol K) 2mol H2(g) 130,57 J/(mol K) 1mol O2(g)205,03 J/(mol K) = -326,35 J/K.

Exemplul 10. Calculai entropia standard de formare a


63/325

63

oxidului de fier (III) din substanele simple dup dateleurmtoare:

I. 2Fe(s)+ O2(g)= 2FeO(s); S0(I) = -145 J/K;

II. 4FeO(s)+ O2(g)= 2Fe2O3(s); S0(II) = -259 J/K;Rezolvare:

I. 2(2Fe(s) + O2(g)= 2FeO(s); S0(I) = -145 J/K)

2;II. 4FeO(s)+ O2(g)= 2Fe2O3(s); S

0(II) = -259 J/K.

4Fe(s)+ 3O2(g)= 2Fe2O3(s); S0= 2S0(I) + S0(II) =

= 2mol (-145 J/molK + 1mol(-259J/mol K ) == -549 J/K

Exerciii propuse

1. Ce relaie exist ntre entropie i dezordinea unuisistem?

2. Poate oare fi calculat valoarea absolut a entropieimolare pentru substanele pure n condiii standard?

3. n ce uniti se exprim valoarea entropiei?4. Aranjai urmtoarele sisteme, constituite dintr-un mol de

substane simple, n ordinea creterii entropiei: H2O(g)la1000C, N2(s) la -215

0C, C2H5OH(g) la 1000C, H2O(l) la

250C, H2O(s)la -2150C i C2H5OH(s)la

0K.5. Cum se schimb valoarea entropie (crete, nu se

schimb sau scade) n urmtoarele sisteme la trecerea lordin stare iniial n cea final:

Starea iniial Starea finalSemnulS

a) NaCl(s)la 298K NaCl(s)la 0Kb) H2O(s) la 273Ki P= 1atm

H2O(l)la 273K i P== 1atm


64/325

64

c) 1mol Si i1mol O2

1mol SiO2

d) 1 mol CaCO3 1 mol CaO i 1mol

CO2

6. Calculai variaia entropiei la topirea a 2 mol de acidacetic, dac temperatura de topire a acestui acid este16,60C, iar cldura de topire este 194 J/g.

Rspuns:80,34 J/K7. Calculai variaia entropie la vaporizarea a 100g de ap

la 250C, dac cldura molar de vaporizare a apei la

aceast temperatur este egal cu 44,08 kJ/mol.Rspuns:820,0 J/K

8. Cldura de vaporizare a brombenzenului la 429,8 K esteegal cu 241,0 J/g. Determinai S la vaporizarea a 2,50mol de brombenzen.

Rspuns:220,0 J/K9. Variaia entropie la topirea a 200g de cupru este

Date post:	09-Mar-2016
Category:	Documents
Upload:	gabrielle-ferrari
View:	129 times
Download:	5 times

Problemar Și Exerciții de Chimie Anorganica 2008

Documents