Exercicis de formulació i nomenclatura — Física i Química 1r Batxillerat

Formular amb seguretat és imprescindible per a tota la química de batxillerat. Aquests exercicis comencen pels nombres d'oxidació i les diferents nomenclatures, i et fan escriure i anomenar òxids i hidròxids, com l'hidròxid de sodi. Després treballes els àcids, distingint hidràcids d'oxoàcids, i les sals, com el sulfat d'alumini, i expliques per què unes fórmules porten parèntesis i d'altres no. Al final hi ha una introducció a la formulació orgànica amb alcans, alquens i alquins, com l'etí i el seu triple enllaç. Les solucions expliquen el procés per construir cada fórmula. Errors típics: sumar els nombres d'oxidació en lloc de creuar-los i oblidar el parèntesi d'un grup que es multiplica.

Tens examen d'aquest tema? Fes un simulacre de 60 minuts com el de l'institut, amb solucions i criteris de correcció.Fes el simulacre →

Nivell bàsic

Exercici 1

Escriu la fórmula del compost entre alumini (nombre d'oxidació +3) i oxigen (nombre d'oxidació −2).

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 1

Resultat

Al₂O₃ (òxid d'alumini).

Resolució

Dades. L'alumini té nombre d'oxidació +3 i l'oxigen −2. Es demana la fórmula de l'òxid que formen.
Regla de l'encreuament. S'intercanvien els nombres d'oxidació (sense signe) com a subíndexs: cada element porta com a subíndex el nombre d'oxidació de l'altre. L'Al porta un 2 i l'O un 3: Al₂O₃.
Comprovació. Les càrregues queden compensades: $2\cdot(+3) + 3\cdot(-2) = 0$ .
Conclusió. La fórmula és Al₂O₃, l'òxid d'alumini (l'alumini només actua amb +3, i per això no cal posar-hi nombre romà).

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 2

Anomena Fe₂O₃ de dues maneres i CuO amb el nombre d'oxidació.

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 2

Resultat

Fe₂O₃: òxid de ferro(III) o triòxid de diferro; CuO: òxid de coure(II).

Resolució

Dades. Són dos òxids metàl·lics; l'oxigen hi té nombre d'oxidació −2.
Nombre d'oxidació del ferro. Els tres O sumen −6, que es reparteixen entre els dos Fe: $2x + 3\cdot(-2) = 0 \Rightarrow x = +3$ .
Dues nomenclatures. Amb el nombre d'oxidació (Stock): òxid de ferro(III). Amb la composició (prefixos): triòxid de diferro.
CuO. $x - 2 = 0 \Rightarrow x = +2$ : òxid de coure(II). Cal indicar el nombre d'oxidació perquè el coure pot actuar amb +1 i amb +2.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 3

Digues si el HCl és un hidràcid o un oxoàcid i anomena'l.

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 3

Resultat

És un hidràcid: àcid clorhídric (clorur d'hidrogen quan és gas pur).

Resolució

Composició. L'HCl només conté hidrogen i un no-metall (el clor): no hi ha oxigen a la fórmula.
Classificació. Els àcids sense oxigen són hidràcids; els oxoàcids, en canvi, sí que porten oxigen (per exemple, HNO₃ o H₂SO₄).
Nom. Els hidràcids en dissolució aquosa es nomenen amb el sufix «-hídric»: àcid clorhídric. El gas pur s'anomena clorur d'hidrogen.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 4

Molts productes d'ús quotidià tenen un nom comú que no diu res de la seva composició. Escriu el nom químic correcte d'aquestes substàncies: calç viva (CaO), sosa càustica (NaOH), llet de magnèsia (Mg(OH)₂), marbre (CaCO₃) i salfumant (HCl dissolt en aigua).

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 4

Resultat

CaO: òxid de calci; NaOH: hidròxid de sodi; Mg(OH)₂: hidròxid de magnesi; CaCO₃: carbonat de calci; HCl(aq): àcid clorhídric.

Resolució

Plantejament. Identifiquem la família de cada fórmula per saber com anomenar-la.
Òxid. CaO: metall + oxigen → òxid de calci (calç viva).
Hidròxids. NaOH: metall + grup OH → hidròxid de sodi (sosa càustica). Mg(OH)₂: hidròxid de magnesi (llet de magnèsia); el magnesi només té +2 i no cal nombre romà.
Oxisal. CaCO₃: metall + anió carbonat (de l'àcid carbònic) → carbonat de calci (marbre).
Hidràcid. HCl en dissolució aquosa → àcid clorhídric (salfumant).
Conclusió. Els noms comuns no donen cap pista sobre la composició; per això en química s'utilitza el nom sistemàtic.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 5

Anomena de dues maneres, amb la nomenclatura de Stock i amb la sistemàtica (prefixos), aquests òxids: MnO₂, Cr₂O₃, PbO i N₂O₃.

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 5

Resultat

MnO₂: òxid de manganès(IV) / diòxid de manganès; Cr₂O₃: òxid de crom(III) / triòxid de dicrom; PbO: òxid de plom(II) / monòxid de plom; N₂O₃: òxid de nitrogen(III) / triòxid de dinitrogen.

Resolució

Les dues nomenclatures. A la de Stock, el nombre d'oxidació de l'element va en xifres romanes entre parèntesis; a la sistemàtica, els prefixos (mono-, di-, tri-…) indiquen el nombre d'àtoms. L'oxigen hi és −2.
MnO₂. $x + 2\cdot(-2) = 0 \Rightarrow x = +4$ : òxid de manganès(IV) o diòxid de manganès.
Cr₂O₃. Els tres O sumen −6, així que els dos Cr sumen +6 i cadascun és +3: òxid de crom(III) o triòxid de dicrom.
PbO. Pb = +2: òxid de plom(II) o monòxid de plom.
N₂O₃. Els dos N sumen +6, i cadascun és +3: òxid de nitrogen(III) o triòxid de dinitrogen.
Compte. Un error típic és oblidar el prefix «di-» de l'element que té dos àtoms (dicrom, dinitrogen).

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 6

Anomena aquests compostos binaris (amb nomenclatura de Stock quan calgui): LiBr, BaS, CrCl₃, PbI₂ i Ca₃N₂.

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 6

Resultat

LiBr: bromur de liti; BaS: sulfur de bari; CrCl₃: clorur de crom(III); PbI₂: iodur de plom(II); Ca₃N₂: nitrur de calci.

Resolució

Regla. Primer es posa el no-metall acabat en «-ur» i després el metall; si el metall pot tenir més d'un nombre d'oxidació, s'indica entre parèntesis.
LiBr i BaS. Bromur de liti i sulfur de bari: el Li només té +1 i el Ba només +2, i no cal nombre romà.
CrCl₃. Tres Cl⁻ donen −3, per tant el crom és +3: clorur de crom(III).
PbI₂. Dos I⁻ donen −2, per tant el plom és +2: iodur de plom(II).
Ca₃N₂. Nitrur de calci (el Ca només té +2; comprova-ho: $3\cdot(+2) + 2\cdot(-3) = 0$ ).
Compte. Un error típic és confondre el subíndex amb el nombre d'oxidació, per exemple pensar que al PbI₂ el plom és +1.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 7

Escriu la fórmula de l'hidròxid de bari, de l'hidròxid de plom(IV) i de l'hidròxid de crom(III), i anomena Ni(OH)₂ i Sn(OH)₂.

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 7

Resultat

Ba(OH)₂; Pb(OH)₄; Cr(OH)₃; Ni(OH)₂: hidròxid de níquel(II); Sn(OH)₂: hidròxid d'estany(II).

Resolució

Regla. Un hidròxid és un metall unit a grups OH⁻ (càrrega −1): hi ha tants grups OH com la càrrega del metall, i s'escriuen entre parèntesis si en són més d'un.
Fórmules. Bari (+2) → Ba(OH)₂. Plom(IV) (+4) → Pb(OH)₄. Crom(III) (+3) → Cr(OH)₃.
Noms. Ni(OH)₂: dos OH⁻ → el níquel és +2 → hidròxid de níquel(II). Sn(OH)₂: dos OH⁻ → l'estany és +2 → hidròxid d'estany(II).
Compte. Un error típic és escriure BaOH₂ en lloc de Ba(OH)₂: el parèntesi indica que el subíndex afecta tot el grup OH.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 8

Escriu la fórmula i el nom de l'anió que resulta quan cadascun d'aquests àcids perd tots els seus hidrògens: HNO₃, H₂SO₄, H₃PO₄ i H₂CO₃.

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 8

Resultat

NO₃⁻ nitrat; SO₄²⁻ sulfat; PO₄³⁻ fosfat; CO₃²⁻ carbonat.

Resolució

Regla. Un àcid cedeix els hidrògens com a ions H⁺, i l'anió que queda té tantes càrregues negatives com hidrògens ha perdut; el nom canvia la terminació «-ic» per «-at».
Àcids amb 1 i 2 H. HNO₃ (1 H) → NO₃⁻, nitrat. H₂SO₄ (2 H) → SO₄²⁻, sulfat. H₂CO₃ (2 H) → CO₃²⁻, carbonat.
Àcid amb 3 H. H₃PO₄ (3 H) → PO₄³⁻, fosfat.
Conclusió. Aquests quatre anions són els que permeten escriure les oxisals: només cal combinar-los amb el catió que correspongui.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 9

Anomena aquestes sals i digues de quin àcid i de quin hidròxid provenen: BaSO₄, Li₂CO₃, Zn(NO₃)₂ i K₃PO₄.

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 9

Resultat

BaSO₄: sulfat de bari (H₂SO₄ + Ba(OH)₂); Li₂CO₃: carbonat de liti (H₂CO₃ + LiOH); Zn(NO₃)₂: nitrat de zinc (HNO₃ + Zn(OH)₂); K₃PO₄: fosfat de potassi (H₃PO₄ + KOH).

Resolució

Regla. El nom de l'anió ve de l'àcid («-ic» → «-at») i el del catió, de l'hidròxid del metall.
BaSO₄ i Li₂CO₃. Sulfat de bari: àcid sulfúric i hidròxid de bari. Carbonat de liti: àcid carbònic i hidròxid de liti.
Zn(NO₃)₂. Nitrat de zinc: àcid nítric i hidròxid de zinc. El parèntesi indica dos ions NO₃⁻ per compensar el Zn²⁺.
K₃PO₄. Fosfat de potassi: àcid fosfòric i hidròxid de potassi (tres K⁺ per compensar el PO₄³⁻).
Comprovació. La càrrega total de cada sal és zero; per exemple, al K₃PO₄: $3\cdot(+1) + (-3) = 0$ .

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 10

Escriu la fórmula semidesenvolupada del propan-1-ol, la butanona, l'àcid propanoic i la metilamina (metanamina), i indica el grup funcional de cadascun.

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 10

Resultat

CH₃-CH₂-CH₂-OH (hidroxil, alcohol); CH₃-CO-CH₂-CH₃ (carbonil, cetona); CH₃-CH₂-COOH (carboxil, àcid); CH₃-NH₂ (amino, amina).

Resolució

Plantejament. L'arrel indica el nombre de carbonis (met- = 1, prop- = 3, but- = 4) i la terminació, el grup funcional.
Propan-1-ol. Alcohol, grup −OH al carboni 1: CH₃-CH₂-CH₂-OH.
Butanona. Cetona, grup C=O dins la cadena (al C2): CH₃-CO-CH₂-CH₃.
Àcid propanoic. Àcid carboxílic; el carboni 1 és el del grup −COOH: CH₃-CH₂-COOH.
Metilamina. Amina, grup −NH₂: CH₃-NH₂.
Compte. Un error típic és no comptar el carboni del grup −COOH com a part de la cadena i escriure un àcid de 2 carbonis en lloc de 3.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Nivell intermedi

Exercici 11

Quina diferència hi ha entre valència i nombre d'oxidació?

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 11

Resultat

La valència és el nombre d'enllaços que fa un àtom (sense signe); el nombre d'oxidació és la càrrega que tindria si tots els enllaços fossin iònics (amb signe).

Resolució

València. Compta quants enllaços forma un àtom amb els altres; és un nombre sense signe.
Nombre d'oxidació. És la càrrega que tindria l'àtom si tots els seus enllaços fossin iònics, assignant els electrons compartits a l'àtom més electronegatiu; per això té signe (+ o −).
Exemple. A l'aigua, H₂O, l'oxigen fa 2 enllaços: valència 2. Com que és més electronegatiu que l'H, es queda els electrons dels dos enllaços: nombre d'oxidació −2.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 12

Escriu la fórmula de l'hidròxid de sodi i explica com l'obtens.

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 12

Resultat

NaOH: un catió Na⁺ amb un sol grup OH⁻.

Resolució

Què és un hidròxid. És un metall unit al grup OH (hidroxil), que té càrrega −1.
Com s'obté la fórmula. El sodi té nombre d'oxidació +1, així que només necessita un grup OH per compensar-lo: $+1 + (-1) = 0$ . La fórmula és NaOH.
Com s'obté el compost. L'òxid de sodi reacciona amb l'aigua i dona l'hidròxid: $\mathrm{Na_{2}O + H_{2}O \rightarrow 2\,NaOH}$ (també el sodi metàl·lic amb aigua: $\mathrm{2\,Na + 2\,H_{2}O \rightarrow 2\,NaOH + H_{2}}$ ).

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 13

Quina terminació tenen els alcans i quina els alquens?

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 13

Resultat

Els alcans acaben en «-à» i els alquens en «-è».

Resolució

Alcans. Només tenen enllaços senzills C−C i el seu nom acaba en «-à»: metà, età, propà…
Alquens. Tenen almenys un doble enllaç C=C i acaben en «-è», amb el localitzador del doble enllaç: etè, propè, but-1-è…
Conclusió. La terminació indica el tipus d'enllaç: «-à» senzill, «-è» doble (i, per completar, «-í» triple, als alquins).

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 14

L'etí ( $\mathrm{C}_{2}\mathrm{H}_{2}$ ), quin tipus d'hidrocarbur és i quin enllaç té entre els carbonis?

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 14

Resultat

És un alquí: té un triple enllaç entre els dos carbonis (H−C≡C−H).

Resolució

Fórmula. C₂H₂ té només dos carbonis i dos hidrògens: cada C està unit a un H i a l'altre C.
Enllaç. Perquè cada carboni faci 4 enllaços, entre els dos C hi ha d'haver un triple enllaç: H−C≡C−H.
Conclusió. Els hidrocarburs amb triple enllaç són alquins i acaben en «-í»: per això es diu etí (també conegut com a acetilè).

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 15

Calcula el nombre d'oxidació del sofre en H₂S, S₈, SO₂, SO₃ i SO₄^2-, ordena'ls de menor a major i explica quins són els valors extrems que pot assolir el sofre (és del grup 16).

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 15

Resultat

H₂S −2 < S₈ 0 < SO₂ +4 < SO₃ = SO₄²⁻ +6. Valors extrems del sofre: −2 i +6.

Resolució

Regles. H = +1, O = −2, un element lliure val 0, i la suma dels nombres d'oxidació és igual a la càrrega de l'espècie.
Càlculs. H₂S: $2\cdot(+1) + x = 0 \Rightarrow x = -2$ . S₈: element lliure → 0. SO₂: $x + 2\cdot(-2) = 0 \Rightarrow x = +4$ .
Més càlculs. SO₃: $x + 3\cdot(-2) = 0 \Rightarrow x = +6$ . SO₄²⁻: $x + 4\cdot(-2) = -2 \Rightarrow x = +6$ .
Ordre. H₂S (−2) < S₈ (0) < SO₂ (+4) < SO₃ = SO₄²⁻ (+6).
Valors extrems. El sofre (grup 16) té 6 electrons de valència: si en guanya 2 per completar l'octet arriba a −2, i si els perd tots 6 arriba a +6.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 16

El clor forma quatre oxoàcids: HClO, HClO₂, HClO₃ i HClO₄. Calcula el nombre d'oxidació del clor en cadascun i anomena els àcids i les seves sals de sodi, sabent que els àcids es diuen, per ordre de nombre d'oxidació creixent, hipoclorós, clorós, clòric i perclòric.

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 16

Resultat

Cl: +1, +3, +5, +7. HClO àcid hipoclorós / NaClO hipoclorit de sodi; HClO₂ àcid clorós / NaClO₂ clorit de sodi; HClO₃ àcid clòric / NaClO₃ clorat de sodi; HClO₄ àcid perclòric / NaClO₄ perclorat de sodi.

Resolució

Nombre d'oxidació del Cl. Amb H = +1 i O = −2: HClO: $1 + x - 2 = 0 \Rightarrow +1$ ; HClO₂: $1 + x - 4 = 0 \Rightarrow +3$ ; HClO₃: $1 + x - 6 = 0 \Rightarrow +5$ ; HClO₄: $1 + x - 8 = 0 \Rightarrow +7$ .
Àcids. HClO, àcid hipoclorós; HClO₂, àcid clorós; HClO₃, àcid clòric; HClO₄, àcid perclòric.
Sals de sodi. Les sals canvien «-ós» per «-it» i «-ic» per «-at»: NaClO, hipoclorit de sodi; NaClO₂, clorit de sodi; NaClO₃, clorat de sodi; NaClO₄, perclorat de sodi.
Regla. Com més oxigen, més alt és el nombre d'oxidació del clor, i els prefixos hipo- i per- marquen el més baix i el més alt.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 17

En escalfar-lo, l'hidrogencarbonat de sodi es descompon en carbonat de sodi, aigua i diòxid de carboni. Escriu l'equació amb fórmules, ajusta-la i anomena els quatre compostos.

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 17

Resultat

\mathrm{2\,NaHCO_{3} \rightarrow Na_{2}CO_{3} + H_{2}O + CO_{2}}

; hidrogencarbonat de sodi → carbonat de sodi + aigua + diòxid de carboni.

Resolució

Fórmules. Hidrogencarbonat de sodi, NaHCO₃ (sal àcida, amb l'anió HCO₃⁻); carbonat de sodi, Na₂CO₃; aigua, H₂O; diòxid de carboni, CO₂.
Equació sense ajustar. $\mathrm{NaHCO_{3} \rightarrow Na_{2}CO_{3} + H_{2}O + CO_{2}}$
Ajust. El sodi (2 a la dreta) demana 2 NaHCO₃: $\mathrm{2\,NaHCO_{3} \rightarrow Na_{2}CO_{3} + H_{2}O + CO_{2}}$
Comprovació. Na 2 = 2; C 2 = 1 + 1; H 2 = 2; O 6 = 3 + 1 + 2.
Interpretació. Aquesta reacció és la que fa pujar la massa al forn: el CO₂ que es desprèn forma les bombolles.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 18

Escriu la fórmula del carbonat de plom(II), el sulfat de crom(III), el nitrat de mercuri(II) i el fosfat de zinc.

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 18

Resultat

PbCO₃; Cr₂(SO₄)₃; Hg(NO₃)₂; Zn₃(PO₄)₂.

Resolució

Anions. Carbonat CO₃²⁻, sulfat SO₄²⁻, nitrat NO₃⁻ i fosfat PO₄³⁻. Es creuen les càrregues (simplificant si es pot) i es posa parèntesi quan l'anió té més d'un àtom i el subíndex és més gran que 1.
Carbonat de plom(II) i sulfat de crom(III). Pb²⁺ i CO₃²⁻ → PbCO₃. Dos Cr³⁺ (+6) i tres SO₄²⁻ (−6) → Cr₂(SO₄)₃.
Nitrat de mercuri(II). Hg²⁺ i dos NO₃⁻ → Hg(NO₃)₂.
Fosfat de zinc. Tres Zn²⁺ (+6) i dos PO₄³⁻ (−6) → Zn₃(PO₄)₂ (el zinc només té +2).
Comprovació. En tots els casos la suma de càrregues és zero.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 19

Anomena aquests hidrocarburs:
a) CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₃
b) CH₃-CH=CH-CH₂-CH₂-CH₃
c) CH₃-CH₂-C≡CH
d) CH₃-CH₂-CH(CH₂-CH₃)-CH₂-CH₃

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 19

Apartat a)

Resultat

Heptà.

Resolució

Cadena. Set carbonis en cadena lineal i només enllaços simples.
Nom. Prefix de 7 carbonis (hept-) + terminació d'alcà (-à): heptà.

Apartat b)

Resultat

Hex-2-è.

Resolució

Cadena. Sis carbonis amb un doble enllaç: és un alquè.
Numeració. Es numera des de l'extrem més proper al doble enllaç, que queda entre el C2 i el C3: hex-2-è.

Apartat c)

Resultat

But-1-í.

Resolució

Cadena. Quatre carbonis amb un triple enllaç: és un alquí.
Numeració. Numerant des de l'extrem del triple enllaç, queda entre el C1 i el C2: but-1-í.

Apartat d)

Resultat

3-etilpentà.

Resolució

Cadena principal. La cadena contínua més llarga té 5 carbonis (pentà); el grup etil (−CH₂-CH₃) penja del carboni central.
Numeració. Des de qualsevol extrem el ramificat queda al C3: 3-etilpentà.
Compte. Un error típic és dir-ne «2-etilbutà»; no pot ser, perquè hi ha una cadena de 5 carbonis i la cadena principal ha de ser sempre la més llarga.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 20

Anomena aquests compostos:
a) CH₃-CH(OH)-CH₂-CH₃
b) CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CHO
c) CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-COOH
d) CH₃-CH₂-CO-CH₂-CH₃
e) CH₃-CH(NH₂)-CH₂-CH₃

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 20

Apartat a)

Resultat

Butan-2-ol.

Resolució

Grup funcional. −OH: és un alcohol de 4 carbonis.
Numeració. L'OH ha de tenir el localitzador més baix: queda al C2 → butan-2-ol.

Apartat b)

Resultat

Pentanal.

Resolució

Grup funcional. −CHO: és un aldehid de 5 carbonis.
Nom. El carboni del grup és el C1 (no cal localitzador): pentanal. Compte: un error típic és no comptar el carboni del −CHO dins de la cadena.

Apartat c)

Resultat

Àcid hexanoic.

Resolució

Grup funcional. −COOH: és un àcid carboxílic.
Nom. Té 6 carbonis comptant el del grup −COOH (que és el C1): àcid hexanoic.

Apartat d)

Resultat

Pentan-3-ona.

Resolució

Grup funcional. C=O dins la cadena: és una cetona de 5 carbonis.
Numeració. El carbonil queda al C3 des de qualsevol extrem: pentan-3-ona.

Apartat e)

Resultat

Butan-2-amina.

Resolució

Grup funcional. −NH₂: és una amina de 4 carbonis.
Numeració. El grup amino queda al C2: butan-2-amina.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 21

En cada sèrie hi ha una substància que no pertany a la mateixa família que les altres. Troba-la, digues de quina família és i anomena-la:
a) NaOH, Ca(OH)₂, Al(OH)₃, NaCl
b) HCl, H₂S, HF, H₂SO₄
c) Na₂SO₄, KNO₃, CaCO₃, KOH
d) CO₂, SO₃, N₂O₅, CaO

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 21

Apartat a)

Resultat

NaCl: sal binària, clorur de sodi.

Resolució

Família comuna. NaOH, Ca(OH)₂ i Al(OH)₃ són hidròxids (metall + grups OH).
L'intrús. El NaCl no té grup OH: és una sal binària (metall + no-metall) → clorur de sodi.

Apartat b)

Resultat

H₂SO₄: oxoàcid, àcid sulfúric.

Resolució

Família comuna. HCl, H₂S i HF són hidràcids (H + no-metall, sense oxigen).
L'intrús. L'H₂SO₄ conté oxigen: és un oxoàcid → àcid sulfúric.

Apartat c)

Resultat

KOH: hidròxid, hidròxid de potassi.

Resolució

Família comuna. Na₂SO₄, KNO₃ i CaCO₃ són oxisals (metall + anió d'un oxoàcid).
L'intrús. El KOH és un hidròxid → hidròxid de potassi.

Apartat d)

Resultat

CaO: òxid de metall (òxid bàsic), òxid de calci.

Resolució

Família comuna. CO₂, SO₃ i N₂O₅ són òxids de no-metalls (òxids àcids, que amb aigua donen oxoàcids).
L'intrús. El CaO és un òxid de metall (òxid bàsic) → òxid de calci.
Pista. Mirar si hi ha metall, oxigen o grup OH ajuda a classificar les substàncies ràpidament.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Nivell avançat

Exercici 22

Escriu i ajusta la reacció de l'òxid de calci amb l'aigua per donar hidròxid de calci. Per què es diu que l'òxid de calci és un òxid bàsic?

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 22

Resultat

\mathrm{CaO + H_{2}O \rightarrow Ca(OH)_{2}}

(ja ajustada); és un òxid bàsic perquè amb aigua dona un hidròxid, que és una base.

Resolució

Fórmules. Òxid de calci, CaO; aigua, H₂O; hidròxid de calci, Ca(OH)₂.
Equació. $\mathrm{CaO + H_{2}O \rightarrow Ca(OH)_{2}}$ Ja està ajustada: hi ha 1 Ca, 2 O i 2 H a cada costat.
Per què és bàsic. En reaccionar amb aigua dona un hidròxid, que és una base (allibera ions OH⁻ i neutralitza els àcids).
Conclusió. Els òxids de metalls solen ser bàsics; els de no-metalls, en canvi, amb aigua donen àcids (són òxids àcids).

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 23

Per què el sulfat d'alumini porta parèntesis i el clorur de sodi no?

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 23

Resultat

Perquè el sulfat és un anió de més d'un àtom (SO₄²⁻) i n'hi ha 3: el parèntesi fa que el subíndex afecti tot el grup. El clorur és un sol àtom i n'hi ha un.

Resolució

Sulfat d'alumini. L'Al³⁺ i el SO₄²⁻ es combinen 2 : 3 perquè $2\cdot(+3) + 3\cdot(-2) = 0$ .
Paper del parèntesi. El sulfat és un ió poliatòmic: perquè el subíndex 3 afecti tot el grup (S i O), cal posar-lo entre parèntesis: Al₂(SO₄)₃.
Clorur de sodi. El clorur és un ió d'un sol àtom; el subíndex, si n'hi hagués, aniria directament darrere: NaCl, CaCl₂.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 24

Formula el 2-metilpropà i el pent-2-è, i escriu la fórmula molecular de cadascun.

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 24

Resultat

2-metilpropà: CH₃-CH(CH₃)-CH₃, C₄H₁₀; pent-2-è: CH₃-CH=CH-CH₂-CH₃, C₅H₁₀.

Resolució

2-metilpropà. Cadena de 3 carbonis (propà) amb un metil al C2: CH₃-CH(CH₃)-CH₃.
Pent-2-è. Cadena de 5 carbonis amb un doble enllaç entre el C2 i el C3: CH₃-CH=CH-CH₂-CH₃.
Fórmules moleculars. Comptant àtoms: C₄H₁₀ (alcà, C_nH_2n+2) i C₅H₁₀ (alquè, C_nH_2n).

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 25

L'àcid fosfòric, H₃PO₄, pot cedir els tres hidrògens un a un a l'hidròxid de sodi.
a) Escriu les tres reaccions de neutralització successives, cadascuna amb un NaOH, i comprova que estan ajustades.
b) Anomena les tres sals que s'obtenen.
c) Quants mols de NaOH calen per cada mol d'àcid per arribar a la sal totalment neutralitzada?

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 25

Apartat a)

Resultat

Tres neutralitzacions successives, cadascuna amb un NaOH i formant una molècula d'aigua; totes tres ja estan ajustades.

Resolució

Idea. Cada pas treu un hidrogen de l'àcid amb un NaOH i forma una molècula d'aigua.
Les tres reaccions. $\mathrm{H_{3}PO_{4} + NaOH \rightarrow NaH_{2}PO_{4} + H_{2}O}$ $\mathrm{NaH_{2}PO_{4} + NaOH \rightarrow Na_{2}HPO_{4} + H_{2}O}$ $\mathrm{Na_{2}HPO_{4} + NaOH \rightarrow Na_{3}PO_{4} + H_{2}O}$
Comprovació. Totes tres ja estan ajustades; per exemple, a la primera: H 3 + 1 = 4 = 2 + 2; O 4 + 1 = 5 = 4 + 1; Na 1 = 1; P 1 = 1.

Apartat b)

Resultat

NaH₂PO₄: dihidrogenfosfat de sodi; Na₂HPO₄: hidrogenfosfat de sodi; Na₃PO₄: fosfat de sodi.

Resolució

Noms. L'anió conserva 2, 1 o 0 hidrògens: dihidrogenfosfat, hidrogenfosfat i fosfat.
Observació. Les dues primeres són sals àcides perquè conserven hidrògens.

Apartat c)

Resultat

3 mol de NaOH per mol d'àcid.

Resolució

Reacció global. Sumant les tres etapes: $\mathrm{H_{3}PO_{4} + 3\,NaOH \rightarrow Na_{3}PO_{4} + 3\,H_{2}O}$
Comprovació. Càrregues a la sal final: $3\cdot(+1) + (-3) = 0$ . Calen 3 mol de NaOH per cada mol de H₃PO₄.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 26

Un alumne ha anomenat malament aquests compostos: Fe₂O₃ «òxid de ferro(II)»; Na₂SO₃ «sulfat de sodi»; KClO₄ «clorat de potassi»; Ca(HCO₃)₂ «carbonat de calci». Escriu el nom correcte de cada compost i explica l'error que ha comès.

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 26

Resultat

Fe₂O₃: òxid de ferro(III); Na₂SO₃: sulfit de sodi; KClO₄: perclorat de potassi; Ca(HCO₃)₂: hidrogencarbonat de calci.

Resolució

Fe₂O₃. O = −2, així que 3 O donen −6 i cadascun dels dos Fe és +3 → òxid de ferro(III). L'alumne ha escrit el nombre d'oxidació equivocat (II en lloc de III).
Na₂SO₃. L'anió SO₃²⁻ (S +4) prové de l'àcid sulfurós (H₂SO₃) i per això acaba en «-it»: sulfit de sodi. El sulfat (SO₄²⁻, S +6) té un oxigen més.
KClO₄. L'anió ClO₄⁻ prové de l'àcid perclòric (Cl +7): perclorat de potassi. El clorat és ClO₃⁻ (Cl +5).
Ca(HCO₃)₂. L'anió conserva un hidrogen, HCO₃⁻, així que és una sal àcida: hidrogencarbonat de calci (el carbonat seria CaCO₃).
Mètode. Comprova sempre el nombre d'àtoms d'oxigen de l'anió (i el nombre d'oxidació que en resulta) i si porta hidrogen.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 27

Raona si són certes o falses aquestes afirmacions i posa un exemple en cada cas:
a) L'hidrogen té sempre nombre d'oxidació +1.
b) L'oxigen té sempre nombre d'oxidació -2.
c) En un compost neutre, la suma dels nombres d'oxidació de tots els àtoms és zero.

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 27

Apartat a)

Resultat

Falsa: als hidrurs metàl·lics (NaH, CaH₂) l'hidrogen és −1.

Resolució

Cas habitual. Amb els no-metalls l'hidrogen és +1: H₂O, HCl.
Excepció. En els hidrurs metàl·lics, com el NaH o el CaH₂, és −1, perquè el metall, menys electronegatiu, cedeix electrons a l'hidrogen. A la molècula H₂ val 0.

Apartat b)

Resultat

Falsa: als peròxids (H₂O₂, Na₂O₂) l'oxigen és −1.

Resolució

Excepció dels peròxids. A l'H₂O₂, com que l'H és +1: $2\cdot(+1) + 2x = 0 \Rightarrow x = -1$ (també a l'Na₂O₂).
Altres casos. A la molècula d'oxigen, O₂, val 0 (i a l'OF₂ és +2, perquè el fluor és més electronegatiu).

Apartat c)

Resultat

Certa: un compost neutre no té càrrega neta.

Resolució

Raonament. La suma dels nombres d'oxidació ha de ser igual a la càrrega de l'espècie, que en un compost neutre és zero.
Exemple. A l'H₂SO₄: $2\cdot(+1) + 6 + 4\cdot(-2) = 0$ .
Conseqüència pràctica. Abans de calcular un nombre d'oxidació, comprova si hi ha cap hidrur o peròxid, que són els casos especials de l'H i de l'O.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 28

Escriu la fórmula semidesenvolupada i la fórmula molecular de:
a) 2,4-dimetilpentà
b) 3-metilpent-1-è
c) 2-metilpropan-2-ol

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 28

Apartat a)

Resultat

CH₃-CH(CH₃)-CH₂-CH(CH₃)-CH₃; C₇H₁₆.

Resolució

Esquelet. Cadena de 5 carbonis (pentà) amb un metil als carbonis 2 i 4.
Fórmula semidesenvolupada. CH₃-CH(CH₃)-CH₂-CH(CH₃)-CH₃.
Fórmula molecular. En total 7 C i 16 H: C₇H₁₆ (alcà, C_nH_2n+2).

Apartat b)

Resultat

CH₂=CH-CH(CH₃)-CH₂-CH₃; C₆H₁₂.

Resolució

Esquelet. Cadena de 5 carbonis amb el doble enllaç entre el C1 i el C2 i un metil al C3.
Fórmula semidesenvolupada. CH₂=CH-CH(CH₃)-CH₂-CH₃.
Fórmula molecular. 6 C i 12 H: C₆H₁₂ (alquè, C_nH_2n).

Apartat c)

Resultat

CH₃-C(OH)(CH₃)-CH₃; C₄H₁₀O.

Resolució

Esquelet. Cadena de 3 carbonis (propà) amb un −OH i un −CH₃ units al mateix carboni, el C2.
Fórmula semidesenvolupada. CH₃-C(OH)(CH₃)-CH₃.
Fórmula molecular. 4 C, 10 H i 1 O: C₄H₁₀O. Comprovació: cada carboni ha de tenir exactament 4 enllaços (comptant els dobles com a dos).

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 29

El clorur de zinc es pot obtenir fent reaccionar àcid clorhídric amb zinc, amb òxid de zinc o amb hidròxid de zinc. Escriu amb fórmules i ajusta les tres reaccions, anomena tots els compostos que hi intervenen i digues en quina d'elles es desprèn un gas.

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 29

Resultat

\mathrm{Zn + 2\,HCl \rightarrow ZnCl_{2} + H_{2}}

;

\mathrm{ZnO + 2\,HCl \rightarrow ZnCl_{2} + H_{2}O}

;

\mathrm{Zn(OH)_{2} + 2\,HCl \rightarrow ZnCl_{2} + 2\,H_{2}O}

. Es desprèn un gas (hidrogen) només a la primera.

Resolució

Compostos. Àcid clorhídric, HCl; zinc, Zn; òxid de zinc, ZnO; hidròxid de zinc, Zn(OH)₂; clorur de zinc, ZnCl₂ (el Zn és +2 i el Cl −1, per tant calen dos Cl); aigua, H₂O; hidrogen, H₂.
Metall + àcid. Zinc + àcid clorhídric → clorur de zinc + hidrogen: $\mathrm{Zn + 2\,HCl \rightarrow ZnCl_{2} + H_{2}}$
Òxid + àcid. Òxid de zinc + àcid clorhídric → clorur de zinc + aigua: $\mathrm{ZnO + 2\,HCl \rightarrow ZnCl_{2} + H_{2}O}$
Hidròxid + àcid. Hidròxid de zinc + àcid clorhídric → clorur de zinc + aigua: $\mathrm{Zn(OH)_{2} + 2\,HCl \rightarrow ZnCl_{2} + 2\,H_{2}O}$ Comprovació: H 2 + 2 = 4 = 2·2; O 2 = 2; Cl 2 = 2.
Conclusió. Es desprèn un gas, l'hidrogen, només a la reacció del metall; en les altres dues l'altre producte és aigua.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 30

La fórmula molecular $\mathrm{C}_{4}\mathrm{H}_{8}\mathrm{O}_{2}$ correspon a diversos compostos. Escriu la fórmula semidesenvolupada i el nom d'un àcid carboxílic i de dos èsters diferents que la compleixin.

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 30

Resultat

Àcid butanoic, CH₃-CH₂-CH₂-COOH; etanoat d'etil, CH₃-COO-CH₂-CH₃; propanoat de metil, CH₃-CH₂-COO-CH₃.

Resolució

Àcid carboxílic. CH₃-CH₂-CH₂-COOH, àcid butanoic (4 carbonis, comptant el del grup −COOH).
Èster 1. CH₃-COO-CH₂-CH₃. Es nomena primer la part de l'àcid (CH₃-COO: etanoat) i després el radical (etil): etanoat d'etil.
Èster 2. CH₃-CH₂-COO-CH₃: propanoat de metil.
Comprovació. En tots tres hi ha 4 C, 8 H i 2 O. També serien correctes, per exemple, l'àcid 2-metilpropanoic o el metanoat de propil (HCOO-CH₂-CH₂-CH₃).
Compte. Un error típic és escriure el radical de l'alcohol davant del nom de l'àcid: en català és etanoat d'etil, no «etil etanoat».

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 31

Les regles «H = +1» i «O = -2» tenen excepcions. Calcula el nombre d'oxidació de l'H o de l'O (el que s'indiqui) en cada compost i anomena'l: a) H₂O₂ (O); b) BaO₂ (O); c) CaH₂ (H); d) OF₂ (O); e) AlH₃ (H).
Escriu també les fórmules del peròxid de sodi i de l'hidrur de potassi, i raona per què en tots cinc casos no es compleix la regla general.

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 31

Apartat a)

Resultat

O: −1; peròxid d'hidrogen.

Resolució

Càlcul. En un compost neutre la suma dels nombres d'oxidació és zero: $2\cdot(+1) + 2x = 0 \Rightarrow x = -1$ .
Per què no és −2. En els peròxids hi ha un enllaç O−O: aquest parell d'electrons es comparteix entre dos àtoms iguals i no compta, i cada O només es queda els electrons de l'enllaç amb l'H.

Apartat b)

Resultat

O: −1; peròxid de bari. Peròxid de sodi: Na₂O₂.

Resolució

Càlcul. El Ba és +2: $2 + 2x = 0 \Rightarrow x = -1$ .
Per què no és −2. També és un peròxid: conté el grup O₂²⁻, amb un enllaç O−O, i cada O és −1.
Peròxid de sodi. Dos Na⁺ compensen un O₂²⁻: Na₂O₂ (no es simplifica, perquè el grup O₂²⁻ no es pot partir).

Apartat c)

Resultat

H: −1; hidrur de calci.

Resolució

Càlcul. El Ca és +2: $2 + 2x = 0 \Rightarrow x = -1$ .
Per què no és +1. En els hidrurs metàl·lics l'H s'uneix a un element menys electronegatiu que ell, que li cedeix l'electró: l'H queda com a H⁻.

Apartat d)

Resultat

O: +2; difluorur d'oxigen.

Resolució

Càlcul. El F és −1 (és l'element més electronegatiu): $x + 2\cdot(-1) = 0 \Rightarrow x = +2$ .
Per què no és −2. En l'OF₂ el F és més electronegatiu que l'O i es queda els electrons dels enllaços: l'O és positiu.

Apartat e)

Resultat

H: −1; hidrur d'alumini. Hidrur de potassi: KH.

Resolució

Càlcul. L'Al és +3: $3 + 3x = 0 \Rightarrow x = -1$ .
Per què no és +1. Com al CaH₂, és un hidrur metàl·lic: l'alumini és menys electronegatiu que l'hidrogen.
Hidrur de potassi. K⁺ i H⁻ → KH.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 32

Del manganès i del crom coneixem els compostos KMnO₄, K₂MnO₄, MnO₂, K₂Cr₂O₇ i K₂CrO₄.
a) Calcula el nombre d'oxidació del Mn o del Cr en cada un.
b) Anomena'ls (nomenclatura tradicional per a les sals d'oxoàcids i de Stock per a l'òxid).
c) Escriu les fórmules del permanganat de calci, del dicromat d'amoni i del sulfat de manganès(II).

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 32

Apartat a)

Resultat

KMnO₄ Mn +7; K₂MnO₄ Mn +6; MnO₂ Mn +4; K₂Cr₂O₇ Cr +6; K₂CrO₄ Cr +6.

Resolució

Dades. K és +1 i O és −2; la suma dels nombres d'oxidació és zero.
Manganès. KMnO₄: $1 + x - 8 = 0 \Rightarrow +7$ . K₂MnO₄: $2 + x - 8 = 0 \Rightarrow +6$ . MnO₂: $x - 4 = 0 \Rightarrow +4$ .
Crom. K₂Cr₂O₇: $2 + 2x - 14 = 0 \Rightarrow +6$ . K₂CrO₄: $2 + x - 8 = 0 \Rightarrow +6$ .

Apartat b)

Resultat

Permanganat de potassi; manganat de potassi; òxid de manganès(IV); dicromat de potassi; cromat de potassi.

Resolució

Sals del manganès. KMnO₄ (Mn +7, el més alt): permanganat de potassi. K₂MnO₄ (Mn +6): manganat de potassi.
Òxid. MnO₂: òxid de manganès(IV).
Sals del crom. K₂Cr₂O₇: dicromat de potassi. K₂CrO₄: cromat de potassi. Fixa't que el cromat i el dicromat tenen el mateix nombre d'oxidació del Cr (+6): la diferència és l'anió, CrO₄²⁻ contra Cr₂O₇²⁻.

Apartat c)

Resultat

Ca(MnO₄)₂; (NH₄)₂Cr₂O₇; MnSO₄.

Resolució

Permanganat de calci. El Ca²⁺ necessita dos MnO₄⁻, i per això porta parèntesis: Ca(MnO₄)₂.
Dicromat d'amoni. Dos NH₄⁺ per cada Cr₂O₇²⁻: (NH₄)₂Cr₂O₇.
Sulfat de manganès(II). Mn²⁺ i SO₄²⁻ en proporció 1 : 1: MnSO₄.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 33

L'anàlisi d'una sal pura dona: 36,8 % de Fe, 21,1 % de S i 42,1 % d'O (en massa). Masses atòmiques: Fe 56; S 32; O 16.
a) Calcula la fórmula empírica.
b) Sabent que conté l'anió sulfat, dedueix el nombre d'oxidació del ferro i anomena la sal amb la nomenclatura de Stock.
c) Quina composició percentual tindria el sulfat de ferro(III)? Serveix per diferenciar els dos compostos?

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 33

Apartat a)

Resultat

FeSO₄.

Resolució

Dades. En 100 g de sal hi ha 36,8 g de Fe, 21,1 g de S i 42,1 g d'O.
Mols. Fe $\tfrac{36{,}8}{56} = 0{,}657$ ; S $\tfrac{21{,}1}{32} = 0{,}659$ ; O $\tfrac{42{,}1}{16} = 2{,}63$ .
Relació. Dividint pel menor: Fe 1; S 1; O 4. Fórmula empírica: FeSO₄.

Apartat b)

Resultat

Fe +2; sulfat de ferro(II).

Resolució

Anió. L'anió sulfat SO₄²⁻ té càrrega −2.
Nombre d'oxidació. Per compensar-lo, el ferro és Fe²⁺: nombre d'oxidació +2. Nom: sulfat de ferro(II).

Apartat c)

Resultat

Fe₂(SO₄)₃: Fe 28,0 %; S 24,0 %; O 48,0 %. Sí que permet diferenciar-los.

Resolució

Massa molar. Fe₂(SO₄)₃: $M = 2\cdot56 + 3\cdot32 + 12\cdot16 = 400\ \text{g/mol}$ .
Composició. Fe $\tfrac{112}{400} = 28{,}0\ \%$ ; S $\tfrac{96}{400} = 24{,}0\ \%$ ; O $\tfrac{192}{400} = 48{,}0\ \%$ .
Conclusió. Els percentatges són molt diferents dels de l'enunciat (al FeSO₄, M = 152 g/mol: Fe 36,8 %), i per tant l'anàlisi elemental permet distingir les dues sals.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 34

Anomena els compostos següents, escriu-ne la fórmula molecular i calcula el nombre d'insaturacions (anells o dobles enllaços equivalents):
a) CH₃-CH(CH₃)-CH₂-CH(OH)-CH₃
b) CH₃-CH=C(CH₃)-CH₂-CH₃
c) CH₃-CH₂-CH(CH₃)-CH₂-COOH
d) CH₃-CO-CH₂-CH(CH₃)-CH₃
e) Quin dels compostos b, c o d s'obté per oxidació suau del compost a)?

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 34

Apartat a)

Resultat

4-metilpentan-2-ol; C₆H₁₄O; 0 insaturacions.

Resolució

Nom. Cadena de 5 C amb el grup −OH al C2; numerem perquè l'OH tingui el localitzador més baix, i el metil queda al C4: 4-metilpentan-2-ol.
Insaturacions. $\tfrac{2C + 2 - H}{2}$ (l'oxigen no compta): $\tfrac{14 - 14}{2} = 0$ .

Apartat b)

Resultat

3-metilpent-2-è; C₆H₁₂; 1 insaturació.

Resolució

Nom. Cadena de 5 C; el doble enllaç rep el localitzador més baix (C2) i el metil queda al C3: 3-metilpent-2-è.
Insaturacions. $\tfrac{14 - 12}{2} = 1$ (el doble enllaç).

Apartat c)

Resultat

Àcid 3-metilpentanoic; C₆H₁₂O₂; 1 insaturació.

Resolució

Nom. El C1 és el carboxil; cadena de 5 C amb un metil al C3: àcid 3-metilpentanoic.
Insaturacions. $\tfrac{14 - 12}{2} = 1$ (el C=O).

Apartat d)

Resultat

4-metilpentan-2-ona; C₆H₁₂O; 1 insaturació.

Resolució

Nom. El carbonil rep el localitzador més baix (C2) i el metil queda al C4: 4-metilpentan-2-ona.
Insaturacions. $\tfrac{14 - 12}{2} = 1$ (el C=O).

Apartat e)

Resultat

El d), la 4-metilpentan-2-ona.

Resolució

Tipus d'alcohol. El compost a) és un alcohol secundari (el carboni de l'OH està unit a dos carbonis).
Oxidació. Un alcohol secundari s'oxida a cetona amb el mateix esquelet: CH₃-CH(CH₃)-CH₂-CO-CH₃, que és el d).

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 35

La fórmula molecular $\mathrm{C}_{4}\mathrm{H}_{10}\mathrm{O}$ correspon a diversos isòmers que són alcohols o èters.
a) Calcula el nombre d'insaturacions.
b) Escriu les fórmules semidesenvolupades i el nom de tots els alcohols i tots els èters possibles (7 isòmers en total).
c) Indica quins alcohols es poden oxidar a aldehid, quins a cetona i quin no s'oxida.

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 35

Apartat a)

Resultat

0 insaturacions.

Resolució

Fórmula. $\tfrac{2C + 2 - H}{2}$ , sense comptar l'oxigen.
Càlcul. $\tfrac{2\cdot4 + 2 - 10}{2} = 0$ : no hi ha dobles enllaços ni cicles; només enllaços simples.

Apartat b)

Resultat

Alcohols: butan-1-ol, butan-2-ol, 2-metilpropan-1-ol i 2-metilpropan-2-ol. Èters: metoxipropà, etoxietà i 2-metoxipropà.

Resolució

Alcohols de cadena lineal. CH₃CH₂CH₂CH₂OH, butan-1-ol; CH₃CH(OH)CH₂CH₃, butan-2-ol.
Alcohols de cadena ramificada. CH₃CH(CH₃)CH₂OH, 2-metilpropan-1-ol; CH₃C(OH)(CH₃)CH₃, 2-metilpropan-2-ol.
Èters. CH₃OCH₂CH₂CH₃, metoxipropà; CH₃CH₂OCH₂CH₃, etoxietà; CH₃OCH(CH₃)CH₃, 2-metoxipropà.
Comprovació. 4 alcohols + 3 èters = 7 isòmers, tots C₄H₁₀O.

Apartat c)

Resultat

A aldehid: butan-1-ol i 2-metilpropan-1-ol; a cetona: butan-2-ol; no s'oxida: 2-metilpropan-2-ol.

Resolució

Alcohols primaris. El butan-1-ol i el 2-metilpropan-1-ol s'oxiden a aldehid (i després a àcid).
Alcohol secundari. El butan-2-ol s'oxida a cetona (butanona).
Alcohol terciari. El 2-metilpropan-2-ol no s'oxida fàcilment, perquè el carboni de l'OH no té cap H.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 36

Considera la seqüència de reaccions: sofre + oxigen → diòxid de sofre; diòxid de sofre + oxigen → triòxid de sofre; triòxid de sofre + aigua → àcid sulfúric; àcid sulfúric + hidròxid de calci → sulfat de calci + aigua.
a) Escriu i ajusta les quatre equacions amb fórmules.
b) Indica el nombre d'oxidació del S en cada espècie i quines etapes són redox.
c) Quina massa de CaSO₄ s'obté a partir de 3,2 g de S si tots els rendiments són del 100 %? (S 32; Ca 40; O 16)

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 36

Apartat a)

Resultat

Les quatre equacions ajustades (vegeu els passos).

Resolució

Combustió del sofre. $\mathrm{S + O_{2} \rightarrow SO_{2}}$
Oxidació del diòxid. $\mathrm{2\,SO_{2} + O_{2} \rightarrow 2\,SO_{3}}$
Formació de l'àcid. $\mathrm{SO_{3} + H_{2}O \rightarrow H_{2}SO_{4}}$
Neutralització. $\mathrm{H_{2}SO_{4} + Ca(OH)_{2} \rightarrow CaSO_{4} + 2\,H_{2}O}$

Apartat b)

Resultat

S: 0 (S), +4 (SO₂), +6 (SO₃, H₂SO₄, CaSO₄). Són redox les dues primeres etapes.

Resolució

Nombres d'oxidació. S: 0 (element), +4 (SO₂), +6 (SO₃), +6 (H₂SO₄), +6 (CaSO₄).
Etapes redox. Les dues primeres són redox: el S s'oxida de 0 a +4 i de +4 a +6 (i l'oxigen es redueix de 0 a −2).
Etapes no redox. A les dues últimes el S continua en +6: són la combinació d'un òxid àcid amb aigua i una reacció àcid-base.

Apartat c)

Resultat

m(\mathrm{CaSO_4}) = 13{,}6\ \text{g}

Resolució

Mols de sofre. $n(\mathrm{S}) = \tfrac{3{,}2}{32} = 0{,}10\ \text{mol}$ .
Estequiometria. Cada mol de S dona un mol de SO₂, de SO₃, d'H₂SO₄ i de CaSO₄ (relació 1 : 1 : 1 : 1): $n(\mathrm{CaSO_4}) = 0{,}10\ \text{mol}$ .
Massa. $M(\mathrm{CaSO_4}) = 40 + 32 + 64 = 136\ \text{g/mol}$ , i $m = 0{,}10\cdot136 = 13{,}6\ \text{g}$ .

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 37

a) Anomena: NaHSO₄, KHCO₃, NH₄NO₃, (NH₄)₂SO₄, Ca(H₂PO₄)₂ i Mg(ClO₃)₂.
b) Escriu les fórmules de l'hidrogensulfit de calci, de l'hipoclorit de sodi i del nitrit de potassi.
c) Quines de les sals de l'apartat a) són sals àcides i poden reaccionar amb una base? Escriu la reacció de neutralització del NaHSO₄ amb NaOH.

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 37

Apartat a)

Resultat

Hidrogensulfat de sodi; hidrogencarbonat de potassi; nitrat d'amoni; sulfat d'amoni; dihidrogenfosfat de calci; clorat de magnesi.

Resolució

Sals amb H a l'anió. NaHSO₄: hidrogensulfat de sodi. KHCO₃: hidrogencarbonat de potassi. Ca(H₂PO₄)₂: dihidrogenfosfat de calci.
Sals d'amoni. NH₄NO₃: nitrat d'amoni. (NH₄)₂SO₄: sulfat d'amoni.
Clorat. Mg(ClO₃)₂: clorat de magnesi (Cl +5, de l'àcid clòric).

Apartat b)

Resultat

Ca(HSO₃)₂; NaClO; KNO₂.

Resolució

Hidrogensulfit de calci. Anió HSO₃⁻; en calen dos per al Ca²⁺: Ca(HSO₃)₂.
Hipoclorit de sodi i nitrit de potassi. ClO⁻ amb Na⁺: NaClO. NO₂⁻ amb K⁺: KNO₂.

Apartat c)

Resultat

Són sals àcides NaHSO₄, KHCO₃ i Ca(H₂PO₄)₂;

\mathrm{NaHSO_{4} + NaOH \rightarrow Na_{2}SO_{4} + H_{2}O}

Resolució

Sals àcides. Són les que conserven hidrogen àcid a l'anió: NaHSO₄, KHCO₃ i Ca(H₂PO₄)₂. Aquests H poden ser neutralitzats per una base.
Neutralització. $\mathrm{NaHSO_{4} + NaOH \rightarrow Na_{2}SO_{4} + H_{2}O}$
Compte. Un error típic és comptar l'ió amoni: el NH₄⁺ té H però no es compta com a hidrogen àcid de l'anió (és el catió de la sal).

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 38

Calcula el nombre d'oxidació del nitrogen en NH₃, N₂H₄, N₂, N₂O, NO, NO₂, HNO₂, HNO₃ i NH₄⁺.
a) Ordena'ls de menor a major.
b) Anomena els òxids amb la nomenclatura sistemàtica (prefixos).
c) Raona quina espècie només pot actuar com a reductora i quina només com a oxidant en termes del nitrogen.

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 38

Apartat a)

Resultat

NH₃ = NH₄⁺ (−3) < N₂H₄ (−2) < N₂ (0) < N₂O (+1) < NO (+2) < HNO₂ (+3) < NO₂ (+4) < HNO₃ (+5).

Resolució

Compostos amb H. NH₃: $x + 3 = 0 \Rightarrow -3$ . N₂H₄: $2x + 4 = 0 \Rightarrow -2$ . NH₄⁺: $x + 4 = +1 \Rightarrow -3$ . N₂: element lliure, 0.
Òxids. N₂O: $2x - 2 = 0 \Rightarrow +1$ . NO: +2. NO₂: +4.
Oxoàcids. HNO₂: $1 + x - 4 = 0 \Rightarrow +3$ . HNO₃: $1 + x - 6 = 0 \Rightarrow +5$ .
Ordre. NH₃ = NH₄⁺ (−3) < N₂H₄ (−2) < N₂ (0) < N₂O (+1) < NO (+2) < HNO₂ (+3) < NO₂ (+4) < HNO₃ (+5).

Apartat b)

Resultat

N₂O: monòxid de dinitrogen; NO: monòxid de nitrogen; NO₂: diòxid de nitrogen.

Resolució

Nomenclatura sistemàtica. Els prefixos indiquen el nombre d'àtoms de cada element.
Noms. N₂O: monòxid de dinitrogen; NO: monòxid de nitrogen; NO₂: diòxid de nitrogen.

Apartat c)

Resultat

Només reductor: NH₃ (i NH₄⁺), amb N −3; només oxidant: HNO₃, amb N +5.

Resolució

Mínim (−3). Amb −3 el N té l'octet complet i no pot guanyar més electrons: només en pot cedir, i per tant només actua com a reductor (NH₃, NH₄⁺).
Màxim (+5). Amb +5 ha perdut tots els electrons de valència: només en pot guanyar i només actua com a oxidant (HNO₃).
Valors intermedis. Les espècies amb nombres d'oxidació intermedis poden actuar de les dues maneres.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Preparat per a la universitat

Els exercicis més exigents: nivell PAU alt i primer curs de grau. Veure totes les matèries

Exercici 39

Un metall X forma dos òxids, A i B, que contenen un 77,8 % i un 70,0 % de X en massa. En A el metall actua amb nombre d'oxidació +2 i en B amb +3. Masses atòmiques: O 16.
a) Dedueix la fórmula de cada òxid i calcula la massa atòmica de X; identifica el metall (Fe 56; Cu 63,5; Zn 65,4; Mn 55).
b) Anomena els dos òxids amb nomenclatura de Stock i sistemàtica.
c) Calcula la massa d'oxigen que es combina amb 1,00 g de X en cada òxid, i comprova que es compleix la llei de Dalton de les proporcions múltiples.

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 39

Apartat a)

Resultat

A = FeO, B = Fe₂O₃;

A_r(\mathrm{X}) \approx 56

: el metall és el ferro.

Resolució

Fórmules. Amb O −2: si X és +2, l'òxid A és XO; si X és +3, l'òxid B és X₂O₃.
Òxid A. El 22,2 % restant és O: $\dfrac{A_r}{16} = \dfrac{77{,}8}{22{,}2} \Rightarrow A_r = \dfrac{16\cdot77{,}8}{22{,}2} = 56{,}1$ .
Òxid B. $\dfrac{2A_r}{2A_r + 48} = 0{,}700 \Rightarrow 0{,}600\,A_r = 33{,}6 \Rightarrow A_r = 56{,}0$ .
Conclusió. Els dos càlculs coincideixen amb la massa atòmica del ferro (56): A = FeO i B = Fe₂O₃.

Apartat b)

Resultat

FeO: òxid de ferro(II) o monòxid de ferro; Fe₂O₃: òxid de ferro(III) o triòxid de diferro.

Resolució

Stock. El nombre d'oxidació del ferro en xifres romanes: òxid de ferro(II) i òxid de ferro(III).
Sistemàtica. Prefixos segons el nombre d'àtoms: monòxid de ferro i triòxid de diferro.

Apartat c)

Resultat

A: 0,286 g d'O per gram de Fe; B: 0,429 g; relació

\tfrac{0{,}429}{0{,}286} = 1{,}5 = \tfrac{3}{2}

: es compleix la llei de Dalton.

Resolució

Òxid A (FeO). $\tfrac{16}{56} = 0{,}286$ g d'O per cada gram de Fe.
Òxid B (Fe₂O₃). $\tfrac{48}{112} = 0{,}429$ g d'O per cada gram de Fe.
Llei de Dalton de les proporcions múltiples. $\tfrac{0{,}429}{0{,}286} = 1{,}5 = \tfrac{3}{2}$ : les masses d'O que es combinen amb una massa fixa de Fe estan en la proporció 2 : 3, una relació de nombres enters senzills, tal com diu la llei.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 40

En els hidrats la fórmula inclou l'aigua de cristal·lització; per exemple, CaSO₄·2H₂O s'anomena sulfat de calci dihidrat. Masses atòmiques: H 1; C 12; O 16; Na 23; Mg 24; S 32; Ca 40.
a) Calcula el percentatge d'aigua del CaSO₄·2H₂O (guix) i del Na₂CO₃·10H₂O.
b) En escalfar 4,92 g d'una sal hidratada de sulfat de magnesi queden 2,40 g de MgSO₄ anhidre. Troba la fórmula de l'hidrat i anomena'l.
c) Quina massa de Na₂CO₃ anhidre s'obté en deshidratar 28,6 g de Na₂CO₃·10H₂O?

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 40

Apartat a)

Resultat

Guix: 20,9 % d'aigua; Na₂CO₃·10H₂O: 62,9 % d'aigua.

Resolució

Guix. CaSO₄·2H₂O: $M = 136 + 36 = 172\ \text{g/mol}$ ; aigua $= \tfrac{36}{172} = 20{,}9\ \%$ .
Carbonat de sodi decahidrat. Na₂CO₃·10H₂O: $M = 106 + 180 = 286\ \text{g/mol}$ ; aigua $= \tfrac{180}{286} = 62{,}9\ \%$ .

Apartat b)

Resultat

MgSO₄·7H₂O: sulfat de magnesi heptahidrat.

Resolució

Aigua perduda. $4{,}92 - 2{,}40 = 2{,}52\ \text{g}$ , és a dir $\tfrac{2{,}52}{18} = 0{,}140\ \text{mol}$ d'H₂O.
Sal anhidra. MgSO₄: $M = 120\ \text{g/mol}$ ; $\tfrac{2{,}40}{120} = 0{,}0200\ \text{mol}$ .
Relació. $\tfrac{0{,}140}{0{,}0200} = 7$ mol d'aigua per mol de sal: MgSO₄·7H₂O, sulfat de magnesi heptahidrat.

Apartat c)

Resultat

m(\mathrm{Na_2CO_3}) = 10{,}6\ \text{g}

Resolució

Mols d'hidrat. $\tfrac{28{,}6}{286} = 0{,}100\ \text{mol}$ , que contenen 0,100 mol de Na₂CO₃.
Massa anhidra. $m = 0{,}100\cdot106 = 10{,}6\ \text{g}$ .
Comprovació. Aigua $= 28{,}6 - 10{,}6 = 18{,}0\ \text{g}$ , o sigui 1,00 mol = 10·0,100 mol d'H₂O.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 41

Reacció (sense ajustar): K₂Cr₂O₇ + HCl → CrCl₃ + Cl₂ + KCl + H₂O.
a) Anomena els sis compostos.
b) Assigna els nombres d'oxidació, indica què s'oxida i què es redueix i quin és l'agent oxidant.
c) Ajusta l'equació pel mètode del nombre d'oxidació.
d) Quin volum de Cl₂ en condicions normals (22,4 L/mol) es desprèn a partir de 14,7 g de K₂Cr₂O₇ (M = 294 g/mol) amb HCl en excés?

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 41

Apartat a)

Resultat

Dicromat de potassi; àcid clorhídric; clorur de crom(III); diclor (clor); clorur de potassi; aigua.

Resolució

Reactius. K₂Cr₂O₇: dicromat de potassi. HCl: àcid clorhídric.
Productes. CrCl₃: clorur de crom(III). Cl₂: diclor (clor). KCl: clorur de potassi. H₂O: aigua.

Apartat b)

Resultat

El Cr es redueix (+6 → +3) i el Cl s'oxida (−1 → 0); l'agent oxidant és el K₂Cr₂O₇ (el reductor, l'HCl).

Resolució

Nombres d'oxidació. K +1, O −2, H +1 a tot arreu. Cr: +6 al K₂Cr₂O₇ i +3 al CrCl₃. Cl: −1 a l'HCl, al CrCl₃ i al KCl; 0 al Cl₂.
Reducció. El Cr passa de +6 a +3: guanya 3 e⁻ per Cr.
Oxidació. El Cl passa de −1 a 0: perd 1 e⁻ per Cl.
Agents. L'oxidant és el dicromat (K₂Cr₂O₇); el reductor, l'HCl.

Apartat c)

Resultat

\mathrm{K_{2}Cr_{2}O_{7} + 14\,HCl \rightarrow 2\,CrCl_{3} + 3\,Cl_{2} + 2\,KCl + 7\,H_{2}O}

Resolució

Balanç d'electrons. Un K₂Cr₂O₇ (2 Cr) guanya 6 e⁻, per tant calen 6 Cl⁻ oxidats, és a dir, 3 Cl₂.
Resta d'àtoms. 2 Cr → 2 CrCl₃; 2 K → 2 KCl; els 7 O → 7 H₂O, que demanen 14 H → 14 HCl.
Equació ajustada. $\mathrm{K_{2}Cr_{2}O_{7} + 14\,HCl \rightarrow 2\,CrCl_{3} + 3\,Cl_{2} + 2\,KCl + 7\,H_{2}O}$ Dels 14 HCl, 6 s'oxiden i 8 fan de medi àcid i formen les sals (Cl: 14 = 6 + 6 + 2).

Apartat d)

Resultat

V(\mathrm{Cl_2}) = 3{,}36\ \text{L}

en condicions normals.

Resolució

Mols de dicromat. $n = \tfrac{14{,}7}{294} = 0{,}0500\ \text{mol}$ .
Estequiometria. 1 mol de K₂Cr₂O₇ dona 3 mol de Cl₂: $n(\mathrm{Cl_2}) = 3\cdot0{,}0500 = 0{,}150\ \text{mol}$ .
Volum. $V = 0{,}150\cdot22{,}4 = 3{,}36\ \text{L}$ de Cl₂.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 42

La combustió completa de 0,860 g d'un compost orgànic oxigenat, de massa molar 86 g/mol, produeix 2,20 g de CO₂ i 0,900 g d'H₂O. Masses atòmiques: H 1; C 12; O 16.
a) Determina la fórmula molecular i el nombre d'insaturacions.
b) Si el compost té un grup carbonil (C=O), escriu i anomena tots els aldehids i totes les cetones possibles (7 isòmers).
c) Com es podria distingir un aldehid d'una cetona?

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 42

Apartat a)

Resultat

C₅H₁₀O; 1 insaturació.

Resolució

Carboni. $n(\mathrm{CO_2}) = \tfrac{2{,}20}{44} = 0{,}0500\ \text{mol}$ , és a dir 0,0500 mol de C = 0,600 g.
Hidrogen. $n(\mathrm{H_2O}) = \tfrac{0{,}900}{18} = 0{,}0500\ \text{mol}$ , és a dir 0,100 mol d'H = 0,100 g.
Oxigen. $0{,}860 - 0{,}600 - 0{,}100 = 0{,}160\ \text{g} = 0{,}0100\ \text{mol}$ . Relació C : H : O = 5 : 10 : 1.
Fórmula molecular. La massa de C₅H₁₀O és 86, igual que M: la fórmula molecular és C₅H₁₀O (hi ha 0,0100 mol de compost i cada mol té 5 C, 10 H i 1 O).
Insaturacions. $\tfrac{2\cdot5 + 2 - 10}{2} = 1$ : és el C=O.

Apartat b)

Resultat

Aldehids: pentanal, 2-metilbutanal, 3-metilbutanal, 2,2-dimetilpropanal; cetones: pentan-2-ona, pentan-3-ona, 3-metilbutan-2-ona.

Resolució

Aldehids de cadena lineal i ramificada. CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CHO, pentanal; CH₃-CH₂-CH(CH₃)-CHO, 2-metilbutanal; CH₃-CH(CH₃)-CH₂-CHO, 3-metilbutanal; (CH₃)₃C-CHO, 2,2-dimetilpropanal.
Cetones. CH₃-CO-CH₂-CH₂-CH₃, pentan-2-ona; CH₃-CH₂-CO-CH₂-CH₃, pentan-3-ona; CH₃-CO-CH(CH₃)-CH₃, 3-metilbutan-2-ona.
Comprovació. 4 aldehids + 3 cetones = 7 isòmers, tots C₅H₁₀O.

Apartat c)

Resultat

Amb el reactiu de Tollens o de Fehling: només els aldehids donen reacció positiva.

Resolució

Diferència química. Els aldehids s'oxiden fàcilment a àcids; les cetones, no.
Prova. Amb el reactiu de Tollens (sals de plata) o el de Fehling només els aldehids donen reacció positiva: mirall de plata o precipitat vermell, respectivament.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 43

En els compostos amb diversos grups funcionals, el nom es dedueix de la prioritat: àcid carboxílic > aldehid > cetona > alcohol > amina; el grup de més prioritat és el sufix i la resta són prefixos (hidroxi-, amino-, oxo- per a C=O quan hi ha un grup superior). Anomena:
a) HO-CH₂-CH₂-COOH
b) CH₃-CH(NH₂)-COOH
c) CH₃-CO-CH₂-COOH
d) HOOC-CH₂-CH₂-COOH
e) HO-CH₂-CH₂-CO-CH₃
f) Escriu la fórmula semidesenvolupada de l'àcid 2-hidroxibutanoic.

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 43

Apartat a)

Resultat

Àcid 3-hidroxipropanoic.

Resolució

Grup principal. L'àcid carboxílic és el sufix; el seu carboni és el C1.
Prefix. L'OH queda al C3: àcid 3-hidroxipropanoic.

Apartat b)

Resultat

Àcid 2-aminopropanoic (alanina).

Resolució

Grup principal. −COOH (C1); el grup amino passa a prefix.
Nom. L'NH₂ és al C2: àcid 2-aminopropanoic, l'aminoàcid alanina.

Apartat c)

Resultat

Àcid 3-oxobutanoic.

Resolució

Grup principal. −COOH (C1), de més prioritat que la cetona.
Prefix. El C=O de cetona passa a prefix «oxo» perquè hi ha un àcid, i és al C3: àcid 3-oxobutanoic.

Apartat d)

Resultat

Àcid butanodioic.

Resolució

Dos grups iguals. Hi ha dos grups −COOH, un a cada extrem de la cadena de 4 C.
Nom. S'indica amb el sufix «-dioic»: àcid butanodioic (àcid succínic).

Apartat e)

Resultat

4-hidroxibutan-2-ona.

Resolució

Grup principal. El grup més prioritari és la cetona: rep el localitzador més baix, el C2.
Prefix. L'OH és prefix al C4: 4-hidroxibutan-2-ona.
Compte. Un error típic és numerar des de l'extrem equivocat: el grup principal ha de tenir el localitzador més baix (en un àcid, el C1 és sempre el carboxil).

Apartat f)

Resultat

CH₃-CH₂-CH(OH)-COOH.

Resolució

Esquelet. Àcid de 4 carbonis (butanoic) amb el C1 al grup −COOH.
Prefix. L'−OH va al C2, el carboni del costat del carboxil: CH₃-CH₂-CH(OH)-COOH.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 44

Un antiàcid conté hidròxid d'alumini. Masses atòmiques: H 1; O 16; Al 27; S 32.
a) Escriu la reacció de neutralització de l'hidròxid d'alumini amb àcid sulfúric i ajusta-la. Anomena la sal.
b) Escriu la reacció de l'àcid fosfòric amb hidròxid de calci per formar el fosfat de calci i ajusta-la.
c) Calcula la massa de sulfat d'alumini i d'àcid sulfúric que intervenen quan reaccionen 7,8 g d'Al(OH)₃ segons a).

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 44

Apartat a)

Resultat

\mathrm{2\,Al(OH)_{3} + 3\,H_{2}SO_{4} \rightarrow Al_{2}(SO_{4})_{3} + 6\,H_{2}O}

; la sal és el sulfat d'alumini.

Resolució

Neutralització. Àcid + hidròxid → sal + aigua. El sulfat d'alumini és Al₂(SO₄)₃ (2 Al³⁺ i 3 SO₄²⁻).
Ajust. 2 Al demanen 2 Al(OH)₃; 3 SO₄²⁻ demanen 3 H₂SO₄; els 6 H⁺ i 6 OH⁻ formen 6 H₂O: $\mathrm{2\,Al(OH)_{3} + 3\,H_{2}SO_{4} \rightarrow Al_{2}(SO_{4})_{3} + 6\,H_{2}O}$

Apartat b)

Resultat

\mathrm{2\,H_{3}PO_{4} + 3\,Ca(OH)_{2} \rightarrow Ca_{3}(PO_{4})_{2} + 6\,H_{2}O}

(fosfat de calci).

Resolució

Fosfat de calci. 3 Ca²⁺ (+6) i 2 PO₄³⁻ (−6): Ca₃(PO₄)₂.
Ajust. Calen 2 H₃PO₄ i 3 Ca(OH)₂: 6 H àcids i 6 OH formen 6 H₂O. $\mathrm{2\,H_{3}PO_{4} + 3\,Ca(OH)_{2} \rightarrow Ca_{3}(PO_{4})_{2} + 6\,H_{2}O}$

Apartat c)

Resultat

m(\mathrm{Al_2(SO_4)_3}) = 17{,}1\ \text{g}

;

m(\mathrm{H_2SO_4}) = 14{,}7\ \text{g}

Resolució

Mols d'hidròxid. $M(\mathrm{Al(OH)_3}) = 27 + 3\cdot17 = 78\ \text{g/mol}$ : $n = \tfrac{7{,}8}{78} = 0{,}10\ \text{mol}$ .
Àcid sulfúric. Segons a), $n(\mathrm{H_2SO_4}) = 0{,}10\cdot\tfrac{3}{2} = 0{,}15\ \text{mol}$ , i $m = 0{,}15\cdot98 = 14{,}7\ \text{g}$ .
Sulfat d'alumini. $n = \tfrac{0{,}10}{2} = 0{,}050\ \text{mol}$ ; $M = 342\ \text{g/mol}$ ; $m = 0{,}050\cdot342 = 17{,}1\ \text{g}$ .
Comprovació de la massa. 7,8 + 14,7 = 22,5 g de reactius = 17,1 g de sal + 0,30 mol d'aigua (5,4 g) = 22,5 g.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 45

Un òxid gasós de nitrogen conté un 30,4 % de N en massa i té una densitat de 3,76 g/L a 25 °C i 1,00 atm. Dades: N 14; O 16; R = 0,082 atm·L/(mol·K).
a) Calcula la fórmula empírica.
b) Calcula la massa molar a partir de la densitat (d = P·M/(R·T)).
c) Dedueix la fórmula molecular i anomena el compost amb la nomenclatura sistemàtica; indica el nombre d'oxidació del nitrogen.

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 45

Apartat a)

Resultat

Fórmula empírica: NO₂.

Resolució

Dades. En 100 g hi ha 30,4 g de N i 100 − 30,4 = 69,6 g d'O.
Mols. N $\tfrac{30{,}4}{14} = 2{,}17\ \text{mol}$ ; O $\tfrac{69{,}6}{16} = 4{,}35\ \text{mol}$ .
Relació. $\tfrac{4{,}35}{2{,}17} = 2{,}00$ : N : O = 1 : 2. Fórmula empírica NO₂ (M = 46 g/mol).

Apartat b)

Resultat

M \approx 92\ \text{g/mol}

(91,9 g/mol).

Resolució

Dades. d = 3,76 g/L; T = 25 + 273 = 298 K; P = 1,00 atm; R = 0,082 atm·L/(mol·K).
Equació dels gasos ideals. De $PV = \tfrac{m}{M}RT$ surt $d = \tfrac{PM}{RT}$ , és a dir $M = \dfrac{d\cdot R\cdot T}{P}$ .
Càlcul. $M = \dfrac{3{,}76\cdot 0{,}082\cdot 298}{1{,}00} = 91{,}9 \approx 92\ \text{g/mol}$

Apartat c)

Resultat

N₂O₄: tetraòxid de dinitrogen; N +4.

Resolució

Fórmula molecular. $\tfrac{92}{46} = 2$ : la fórmula molecular és el doble de l'empírica, N₂O₄.
Nom i nombre d'oxidació. Tetraòxid de dinitrogen; $2x - 8 = 0 \Rightarrow x = +4$ (com en el NO₂).
Interpretació. El N₂O₄ és el dímer del NO₂. Fixa't que l'empírica sola no basta per decidir la fórmula: cal la massa molar.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 46

El nombre d'oxidació d'un àtom de carboni es calcula comptant −1 per cada enllaç a H, +1 per cada enllaç a O (un doble enllaç compta +2) i 0 per cada enllaç a un altre C.
a) Calcula el nombre d'oxidació del C en CH₄, CH₃OH, HCHO, HCOOH i CO₂ i anomena'ls.
b) Calcula el nombre d'oxidació del C que porta el grup funcional (C1) en etanol, etanal i àcid etanoic; el CH₃ no canvia.
c) L'etanol s'oxida a àcid etanoic amb dicromat: 3 CH₃CH₂OH + 2 K₂Cr₂O₇ + 8 H₂SO₄ → 3 CH₃COOH + 2 Cr₂(SO₄)₃ + 2 K₂SO₄ + 11 H₂O. Comprova que els electrons cedits i guanyats coincideixen.

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 46

Apartat a)

Resultat

CH₄ (metà) −4; CH₃OH (metanol) −2; HCHO (metanal) 0; HCOOH (àcid metanoic) +2; CO₂ (diòxid de carboni) +4.

Resolució

Regla. −1 per cada enllaç C−H, +1 per cada enllaç C−O (un doble enllaç C=O compta +2) i 0 per cada enllaç C−C.
CH₄ i CH₃OH. Metà: 4 enllaços C−H → −4. Metanol: $-3 + 1 = -2$ .
HCHO i HCOOH. Metanal: $-1\cdot2 + 2 = 0$ . Àcid metanoic: $-1 + 2 + 1 = +2$ .
CO₂. Diòxid de carboni: dos dobles enllaços C=O → $2\cdot2 = +4$ .
Interpretació. Cada pas de la sèrie implica la pèrdua de 2 e⁻ del carboni: és una oxidació progressiva.

Apartat b)

Resultat

C1: etanol −1; etanal +1; àcid etanoic +3.

Resolució

Etanol. C1 = CH₂OH: 2 C−H i 1 C−O → $-2 + 1 = -1$ .
Etanal. C1 = CHO: 1 C−H i un C=O → $-1 + 2 = +1$ .
Àcid etanoic. C1 = COOH: un C=O i un C−O → $+2 + 1 = +3$ . El CH₃ és sempre −3 (3 C−H i un C−C).

Apartat c)

Resultat

Electrons cedits = electrons guanyats = 12: l'ajust és correcte.

Resolució

Electrons cedits. Etanol → àcid: el C1 passa de −1 a +3 i perd 4 e⁻ per molècula; per 3 molècules, $3\cdot4 = 12$ e⁻.
Electrons guanyats. Al dicromat cada Cr passa de +6 a +3 i guanya 3 e⁻; 2 dicromats tenen 4 Cr, que guanyen $4\cdot3 = 12$ e⁻.
Conclusió. Coincideixen: l'ajust és correcte (i també quadren tots els àtoms de l'equació).

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 47

Els adobs nitrogenats s'elaboren amb sals d'amoni. Masses atòmiques: H 1; N 14; O 16; P 31; S 32.
a) Escriu la fórmula i el nom de les sals que formen l'ió amoni amb els ions nitrat, sulfat i fosfat.
b) Calcula el percentatge de nitrogen de cada una.
c) Quants kg de cada adob caldrien per aportar 10,0 kg de nitrogen? Quin és el més «ric» en nitrogen?

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 47

Apartat a)

Resultat

NH₄NO₃: nitrat d'amoni; (NH₄)₂SO₄: sulfat d'amoni; (NH₄)₃PO₄: fosfat d'amoni.

Resolució

Regla. La càrrega de l'anió determina el nombre d'ions NH₄⁺ que calen.
Fórmules. NO₃⁻ → NH₄NO₃; SO₄²⁻ → (NH₄)₂SO₄; PO₄³⁻ → (NH₄)₃PO₄.

Apartat b)

Resultat

NH₄NO₃ 35,0 %; (NH₄)₂SO₄ 21,2 %; (NH₄)₃PO₄ 28,2 % de N.

Resolució

Nitrat d'amoni. M = 80 g/mol, 2 N: $\tfrac{28}{80} = 35{,}0\ \%$ .
Sulfat d'amoni. M = 132 g/mol, 2 N: $\tfrac{28}{132} = 21{,}2\ \%$ .
Fosfat d'amoni. M = 149 g/mol, 3 N: $\tfrac{42}{149} = 28{,}2\ \%$ .

Apartat c)

Resultat

Nitrat d'amoni 28,6 kg; sulfat d'amoni 47,1 kg; fosfat d'amoni 35,5 kg. El més ric és el nitrat d'amoni.

Resolució

Plantejament. Massa d'adob = massa de N / fracció de N.
Càlcul. Nitrat d'amoni: $\tfrac{10{,}0}{0{,}350} = 28{,}6\ \text{kg}$ ; sulfat d'amoni: $\tfrac{10{,}0}{0{,}212} = 47{,}1\ \text{kg}$ ; fosfat d'amoni: $\tfrac{10{,}0}{0{,}282} = 35{,}5\ \text{kg}$ .
Conclusió. El nitrat d'amoni és el més ric en nitrogen (35 %): se'n necessita menys massa per aportar la mateixa quantitat de N.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 48

Anomena els hidrocarburs següents, escriu-ne la fórmula molecular i calcula el nombre d'insaturacions:
a) CH₂=CH-CH=CH₂
b) CH₃-C≡C-CH(CH₃)-CH₃
c) un cicle de cinc carbonis amb un grup metil
d) CH₂=C(CH₃)-CH=CH₂
e) CH≡C-CH₂-CH=CH₂ (quan hi ha un doble i un triple enllaç, el doble enllaç rep el localitzador més baix si hi ha empat)
f) Quina relació hi ha entre el compost d) i el cautxú natural?

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 48

Apartat a)

Resultat

Buta-1,3-diè; C₄H₆; 2 insaturacions.

Resolució

Nom. 4 C amb dos dobles enllaços, als C1 i C3: buta-1,3-diè.
Insaturacions. $\tfrac{2C + 2 - H}{2} = \tfrac{10 - 6}{2} = 2$ (els dos dobles enllaços).

Apartat b)

Resultat

4-metilpent-2-í; C₆H₁₀; 2 insaturacions.

Resolució

Nom. Cadena de 5 C; numerant perquè el triple enllaç tingui el localitzador més baix (C2), el metil queda al C4: 4-metilpent-2-í.
Insaturacions. $\tfrac{14 - 10}{2} = 2$ (el triple enllaç compta per 2).

Apartat c)

Resultat

Metilciclopentà; C₆H₁₂; 1 insaturació.

Resolució

Nom. Anell de 5 C (ciclopentà) amb un metil; amb un sol substituent no cal localitzador: metilciclopentà.
Insaturacions. $\tfrac{14 - 12}{2} = 1$ (l'anell).

Apartat d)

Resultat

2-metilbuta-1,3-diè (isoprè); C₅H₈; 2 insaturacions.

Resolució

Nom. Cadena de 4 C amb dobles enllaços als C1 i C3 i un metil al C2: 2-metilbuta-1,3-diè, conegut com a isoprè.
Insaturacions. $\tfrac{12 - 8}{2} = 2$ .

Apartat e)

Resultat

Pent-1-en-4-í; C₅H₆; 3 insaturacions.

Resolució

Numeració. Des de qualsevol extrem els enllaços múltiples queden a les posicions 1 i 4 (empat); llavors el doble enllaç rep el localitzador més baix: pent-1-en-4-í.
Insaturacions. $\tfrac{12 - 6}{2} = 3$ (1 doble + 1 triple).

Apartat f)

Resultat

L'isoprè (d) és el monòmer del cautxú natural (poliisoprè).

Resolució

Polimerització. El cautxú natural es forma per polimerització d'addició de l'isoprè: $n\,\mathrm{C_5H_8} \rightarrow (\mathrm{C_5H_8})_n$ .
Conclusió. El compost d) és la unitat que es repeteix al cautxú natural, el poliisoprè.

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 49

L'hidrur de calci, CaH₂, reacciona amb l'aigua i s'utilitza com a font portàtil d'hidrogen. Dades: Ca 40; H 1; R = 0,082 atm·L/(mol·K).
a) Escriu i ajusta la reacció CaH₂ + H₂O → Ca(OH)₂ + H₂. Anomena tots els compostos.
b) Indica els nombres d'oxidació de l'H en els reactius i productes i explica quina espècie s'oxida i quina es redueix.
c) Quina massa de CaH₂ cal per obtenir 5,0 L d'H₂ a 25 °C i 1,0 atm?

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 49

Apartat a)

Resultat

\mathrm{CaH_{2} + 2\,H_{2}O \rightarrow Ca(OH)_{2} + 2\,H_{2}}

; hidrur de calci, aigua, hidròxid de calci i hidrogen (dihidrogen).

Resolució

Ajust. El Ca(OH)₂ té 2 O, que demanen 2 H₂O; a l'esquerra hi ha llavors 2 + 4 = 6 H, i a la dreta 2 (de l'hidròxid) + 4 (de 2 H₂): $\mathrm{CaH_{2} + 2\,H_{2}O \rightarrow Ca(OH)_{2} + 2\,H_{2}}$
Noms. CaH₂: hidrur de calci; H₂O: aigua; Ca(OH)₂: hidròxid de calci; H₂: hidrogen (dihidrogen).

Apartat b)

Resultat

H: −1 a CaH₂, +1 a l'aigua i a l'hidròxid, 0 a l'H₂. L'H de l'hidrur s'oxida i l'H de l'aigua es redueix.

Resolució

Nombres d'oxidació. A CaH₂, l'H és −1 (hidrur metàl·lic); a l'aigua i al Ca(OH)₂, +1; a l'H₂, 0.
Oxidació i reducció. L'H de l'hidrur s'oxida (de −1 a 0) i l'H de l'aigua es redueix (de +1 a 0).
Interpretació. És una reacció redox en què les dues semireaccions donen el mateix producte: de l'H₂ obtingut, la meitat prové de l'hidrur i l'altra meitat, de l'aigua.

Apartat c)

Resultat

m(\mathrm{CaH_2}) = 4{,}3\ \text{g}

Resolució

Dades. V = 5,0 L; T = 25 + 273 = 298 K; P = 1,0 atm.
Equació dels gasos ideals. $n(\mathrm{H_2}) = \dfrac{P\cdot V}{R\cdot T} = \dfrac{1{,}0\cdot 5{,}0}{0{,}082\cdot 298} = 0{,}205\ \text{mol}$
Estequiometria. Per cada mol de CaH₂ es formen 2 mol d'H₂: $n(\mathrm{CaH_2}) = \tfrac{0{,}205}{2} = 0{,}102\ \text{mol}$ .
Massa. $M(\mathrm{CaH_2}) = 42\ \text{g/mol}$ , i $m = 0{,}102\cdot42 = 4{,}3\ \text{g}$ .

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Exercici 50

Els principals minerals de ferro són: hematites, Fe₂O₃; magnetita, Fe₃O₄; wüstita, FeO; siderita, FeCO₃; pirita, FeS₂. Masses atòmiques: C 12; O 16; S 32; Fe 56.
a) Anomena cada compost amb la nomenclatura de Stock o sistemàtica i calcula el nombre d'oxidació del Fe (a la magnetita, el mitjà).
b) Calcula el percentatge de ferro de cada mineral.
c) Quants kg de ferro es poden obtenir d'1,0 t de cada mineral amb un 85 % de puresa, suposant un rendiment del 100 %?

Mira la solucióAmaga la solucióde l'exercici 50

Apartat a)

Resultat

Fe₂O₃: òxid de ferro(III), Fe +3; Fe₃O₄: tetraòxid de triferro, Fe +8/3 (mitjà); FeO: òxid de ferro(II), Fe +2; FeCO₃: carbonat de ferro(II), Fe +2; FeS₂: disulfur de ferro, Fe +2.

Resolució

Òxids. Fe₂O₃: òxid de ferro(III) (triòxid de diferro), $2x - 6 = 0 \Rightarrow +3$ . FeO: òxid de ferro(II), +2.
Magnetita. Fe₃O₄: tetraòxid de triferro; $3x - 8 = 0 \Rightarrow x = +\tfrac{8}{3}$ de mitjana, perquè és una mescla de Fe(II) i Fe(III): FeO·Fe₂O₃.
Siderita. FeCO₃: l'anió CO₃²⁻ demana Fe²⁺ → carbonat de ferro(II), Fe +2.
Pirita. FeS₂: disulfur de ferro; conté l'anió S₂²⁻ (cada S és −1), i per tant el Fe és +2.

Apartat b)

Resultat

Fe₂O₃ 70,0 %; Fe₃O₄ 72,4 %; FeO 77,8 %; FeCO₃ 48,3 %; FeS₂ 46,7 %.

Resolució

Òxids. Fe₂O₃ (160): $\tfrac{112}{160} = 70{,}0\ \%$ . Fe₃O₄ (232): $\tfrac{168}{232} = 72{,}4\ \%$ . FeO (72): $\tfrac{56}{72} = 77{,}8\ \%$ .
Siderita i pirita. FeCO₃ (116): $\tfrac{56}{116} = 48{,}3\ \%$ . FeS₂ (120): $\tfrac{56}{120} = 46{,}7\ \%$ .

Apartat c)

Resultat

Hematites 595 kg; magnetita 616 kg; wüstita 661 kg; siderita 410 kg; pirita 397 kg.

Resolució

Plantejament. De 1000 kg de mineral, el 85 % és el compost pur: massa de Fe = 1000 kg · 0,85 · fracció de Fe.
Càlcul. Fe₂O₃: $850\cdot0{,}700 = 595\ \text{kg}$ ; Fe₃O₄: 616 kg; FeO: 661 kg; FeCO₃: 410 kg; FeS₂: 397 kg.
Interpretació. La wüstita és la més rica en ferro; la siderita i la pirita són pobres perquè el ferro es dilueix en l'anió (a més, la pirita no és un òxid i dona SO₂ en processar-la).

Nivell Batxillerat: t'ajudem amb el dubte? Pregunta-ho per WhatsApp · Ensenya-ho a casa

Preguntes freqüents

Quina diferència hi ha entre un hidràcid i un oxoàcid?

L'hidràcid està format per hidrogen i un no-metall, com l'àcid clorhídric. L'oxoàcid també porta oxigen, com l'àcid sulfúric.

Per què el sulfat d'alumini porta parèntesis?

Perquè el grup sulfat s'ha de multiplicar sencer per 3 per compensar les càrregues de l'alumini. Sense parèntesis, el 3 només afectaria l'últim element.

Tornar a Física i Química