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

S'intercanvien els nombres d'oxidació (sense signe) com a subíndexs: l'alumini té nombre d'oxidació +3 i l'oxigen nombre d'oxidació −2.
Cada element porta com a subíndex el nombre d'oxidació de l'altre: Al₂O₃.
Es comprova que les càrregues queden compensades: 2·(+3) + 3·(−2) = 0.

Fe₂O₃: triòxid de diferro (composició) i òxid de ferro(III) (nombre d'oxidació). CuO: òxid de coure(II), perquè el coure pot actuar amb +1 i +2.

No conté oxigen, així que és un hidràcid.
Els hidràcids es nomenen amb el sufix '-hídric': àcid clorhídric.
Es distingeix dels oxoàcids, que sí que porten oxigen a la fórmula.

Identifiquem la família de cada fórmula per saber com anomenar-la.
CaO: metall + oxigen → òxid; òxid de calci.
NaOH: metall + grup OH → hidròxid; hidròxid de sodi.
Mg(OH)₂: hidròxid de magnesi (el magnesi només té +2, no cal nombre romà).
CaCO₃: metall + anió carbonat (de l'àcid carbònic) → oxisal; carbonat de calci.
HCl en dissolució aquosa: hidràcid → àcid clorhídric.
Els noms comuns no donen cap pista sobre la composició; per això en química s'utilitza el nom sistemàtic.

En la nomenclatura de Stock, el nombre d'oxidació del metall (o de l'element) va entre parèntesis; en la sistemàtica, els prefixos indiquen el nombre d'àtoms.
MnO₂: O = -2, per tant Mn = +4 → òxid de manganès(IV) o diòxid de manganès.
Cr₂O₃: 3·(-2) = -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, així que cadascun és +3 → òxid de nitrogen(III) o triòxid de dinitrogen.
Error típic: oblidar el prefix «di-» de l'element que té dos àtoms (dicrom, dinitrogen).

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: bromur de liti. BaS: sulfur de bari (el Li només té +1 i el Ba només +2).
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).
Error típic: confondre el subíndex amb el nombre d'oxidació, per exemple pensar que al PbI₂ el plom és +1.

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.
Bari (+2) → Ba(OH)₂. Plom(IV) (+4) → Pb(OH)₄. Crom(III) (+3) → Cr(OH)₃.
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).
Error típic: escriure BaOH₂ en lloc de Ba(OH)₂; el parèntesi indica que el subíndex afecta tot el grup OH.

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.
HNO₃ (1 H) → NO₃^-, nitrat.
H₂SO₄ (2 H) → SO₄^2-, sulfat.
H₃PO₄ (3 H) → PO₄^3-, fosfat.
H₂CO₃ (2 H) → CO₃^2-, carbonat.
Aquests quatre anions són els que permeten escriure les oxisals: només cal combinar-los amb el catió que correspongui.

El nom de l'anió ve de l'àcid (-ic → -at) i el del catió, de l'hidròxid del metall.
BaSO₄: sulfat de bari; àcid sulfúric i hidròxid de bari.
Li₂CO₃: 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 PO₄^3-).
Comprovació: la càrrega total de cada sal és zero; per exemple, 3·(+1) + (-3) = 0 al K₃PO₄.

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

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, i té signe. A l'aigua, l'oxigen té valència 2 i nombre d'oxidació -2.

Un hidròxid és un metall unit al grup OH (hidroxil, amb càrrega −1).
El sodi té nombre d'oxidació +1, així que necessita un sol grup OH.
La fórmula és NaOH.

Els alcans acaben en -à (enllaç senzill) i els alquens en -è (doble enllaç).

És un alquí (acaba en -í): té un triple enllaç entre els dos carbonis.

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.
H₂S: 2·(+1) + x = 0 → x = -2.
S₈: element lliure → 0.
SO₂: x + 2·(-2) = 0 → x = +4.
SO₃: x + 3·(-2) = 0 → x = +6.
SO₄^2-: x + 4·(-2) = -2 → x = +6.
Ordre: H₂S (-2) < S₈ (0) < SO₂ (+4) < SO₃ = SO₄^2- (+6).
Valors extrems: el sofre 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.

Nombre d'oxidació del Cl (H = +1, O = -2): HClO: 1 + x - 2 = 0 → +1; HClO₂: 1 + x - 4 = 0 → +3; HClO₃: 1 + x - 6 = 0 → +5; HClO₄: 1 + x - 8 = 0 → +7.
Àcids: HClO, àcid hipoclorós; HClO₂, àcid clorós; HClO₃, àcid clòric; HClO₄, àcid perclòric.
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.

Fórmules: hidrogencarbonat de sodi, NaHCO₃ (sal àcida, amb l'anió HCO₃^-); carbonat de sodi, Na₂CO₃; aigua, H₂O; diòxid de carboni, CO₂.
NaHCO₃ → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂.
Ajust: el sodi (2 a la dreta) demana 2 NaHCO₃: 2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂.
Comprovació: Na 2 = 2; C 2 = 1 + 1; H 2 = 2; O 6 = 3 + 1 + 2.
Aquesta reacció és la que fa pujar la massa en el forn: el CO₂ que es desprèn forma les bombolles.

Anions: carbonat CO₃^2-, sulfat SO₄^2-, nitrat NO₃^- i fosfat PO₄^3-. 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): Pb²⁺ i CO₃^2- → PbCO₃.
Sulfat de crom(III): dos Cr³⁺ (+6) i tres SO₄^2- (-6) → Cr₂(SO₄)₃.
Nitrat de mercuri(II): Hg²⁺ i dos NO₃^- → Hg(NO₃)₂.
Fosfat de zinc: tres Zn²⁺ (+6) i dos PO₄^3- (-6) → Zn₃(PO₄)₂ (el zinc només té +2).
Comprovació: en tots els casos la suma de càrregues és zero.

a) Set carbonis i només enllaços simples → heptà.
b) Sis carbonis amb un doble enllaç; es numera des de l'extrem més proper al doble enllaç, que queda entre el C2 i el C3 → hex-2-è.
c) Quatre carbonis amb un triple enllaç; numerant des de l'extrem del triple enllaç, queda entre el C1 i el C2 → but-1-í.
d) La cadena contínua més llarga té 5 carbonis i el grup etil (-CH₂-CH₃) penja del carboni central (C3) → 3-etilpentà.
Error típic: 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.

a) Alcohol de 4 carbonis amb el grup -OH al C2 → butan-2-ol.
b) Aldehid (-CHO) de 5 carbonis; el carboni del grup és el C1 → pentanal.
c) Àcid carboxílic de 6 carbonis, comptant el del grup -COOH → àcid hexanoic.
d) Cetona de 5 carbonis amb el carbonil (C=O) al C3 → pentan-3-ona.
e) Amina de 4 carbonis amb el grup -NH₂ al C2 → butan-2-amina.
Error típic: no comptar el carboni del grup -CHO o -COOH dins de la cadena.

a) NaCl: les altres tres són hidròxids (metall + grups OH); el NaCl és una sal binària → clorur de sodi.
b) H₂SO₄: HCl, H₂S i HF són hidràcids (H + no-metall, sense oxigen); l'H₂SO₄ és un oxoàcid → àcid sulfúric.
c) KOH: les altres són oxisals (metall + anió d'un oxoàcid); el KOH és un hidròxid → hidròxid de potassi.
d) CaO: CO₂, SO₃ i N₂O₅ són òxids de no-metalls (òxids àcids, que amb aigua donen oxoàcids); 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 ràpidament.

CaO + $H_{2}O$ → Ca(OH)₂. Ja està ajustada: hi ha 1 Ca, 2 O i 2 H a cada costat.
És bàsic perquè amb aigua dona un hidròxid, que és una base. Els òxids de metalls solen fer-ho; els de no-metalls, en canvi, donen àcids.

Perquè el sulfat és un anió de més d'un àtom (SO₄²⁻) i en calen 3: el subíndex afecta tot el grup, i cal posar-lo entre parèntesis, Al₂(SO₄)₃. El clorur és un sol àtom i el subíndex, si n'hi hagués, aniria directament darrere: NaCl, CaCl₂.

2-metilpropà: CH₃-CH(CH₃)-CH₃, fórmula molecular C₄H₁₀.
Pent-2-è: CH₃-CH=CH-CH₂-CH₃, fórmula molecular C₅H₁₀.

a) Cada pas treu un hidrogen amb un NaOH i forma una molècula d'aigua:
H₃PO₄ + NaOH → NaH₂PO₄ + H₂O
NaH₂PO₄ + NaOH → Na₂HPO₄ + H₂O
Na₂HPO₄ + NaOH → Na₃PO₄ + H₂O
Totes tres ja estan ajustades (per exemple, a la primera: H 3 + 1 = 4 = 2 + 2; O 4 + 1 = 5 = 4 + 1).
b) NaH₂PO₄: dihidrogenfosfat de sodi; Na₂HPO₄: hidrogenfosfat de sodi; Na₃PO₄: fosfat de sodi. Les dues primeres són sals àcides perquè conserven hidrògens.
c) Calen 3 mol de NaOH per mol d'àcid: H₃PO₄ + 3NaOH → Na₃PO₄ + 3H₂O.
Comprovació de càrregues a la sal final: 3·(+1) + (-3) = 0.

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 SO₃^2- prové de l'àcid sulfurós (H₂SO₃) i per això acaba en -it: sulfit de sodi. El sulfat (SO₄^2-) 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 si porta hidrogen.

a) Falsa. Amb els no-metalls l'hidrogen és +1 (H₂O, HCl), però en els hidrurs metàl·lics, com el NaH o el CaH₂, és -1, perquè el metall cedeix electrons a l'hidrogen.
b) Falsa. En els peròxids l'oxigen és -1: a l'H₂O₂, com que l'H és +1, 2·(+1) + 2x = 0 → x = -1 (també a l'Na₂O₂). A la molècula d'oxigen, O₂, val 0.
c) Certa. Un compost neutre no té càrrega neta. Exemple: a l'H₂SO₄, 2·(+1) + 6 + 4·(-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.

a) Cadena de 5 carbonis (pentà) amb un metil als carbonis 2 i 4: CH₃-CH(CH₃)-CH₂-CH(CH₃)-CH₃. En total 7 C i 16 H: C₇H₁₆ (alcà, C_nH_2n+2).
b) Cadena de 5 carbonis amb el doble enllaç entre el C1 i el C2 i un metil al C3: CH₂=CH-CH(CH₃)-CH₂-CH₃. 6 C i 12 H: C₆H₁₂ (alquè, C_nH_2n).
c) Cadena de 3 carbonis (propà) amb un -OH i un -CH₃ units al mateix carboni, el C2: CH₃-C(OH)(CH₃)-CH₃. 4 C, 10 H i 1 O: C₄H₁₀O.
Comprovació: cada carboni ha de tenir exactament 4 enllaços (comptant els dobles com a dos).

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.
1) Metall + àcid: Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂ (zinc + àcid clorhídric → clorur de zinc + hidrogen).
2) Òxid + àcid: ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O (òxid de zinc + àcid clorhídric → clorur de zinc + aigua).
3) Hidròxid + àcid: Zn(OH)₂ + 2HCl → ZnCl₂ + 2H₂O (hidròxid de zinc + àcid clorhídric → clorur de zinc + aigua).
Es desprèn un gas, l'hidrogen, només a la reacció 1; en les altres dues l'altre producte és aigua.
Comprovació de la tercera: H 2 + 2 = 4 = 2·2; O 2 = 2; Cl 2 = 2.

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.
Error típic: escriure el radical de l'alcohol davant del nom de l'àcid: en català és etanoat d'etil, no etil etanoat.

La suma dels nombres d'oxidació d'un compost neutre és zero.
a) H₂O₂: 2·(+1) + 2x = 0, x = -1. Peròxid d'hidrogen.
b) BaO₂: Ba és +2, 2 + 2x = 0, x = -1. Peròxid de bari.
c) CaH₂: Ca és +2, 2 + 2x = 0, x = -1. Hidrur de calci.
d) OF₂: F és -1 (és l'element més electronegatiu), x + 2·(-1) = 0, x = +2. Difluorur d'oxigen.
e) AlH₃: Al és +3, 3 + 3x = 0, x = -1. Hidrur d'alumini.
Fórmules: peròxid de sodi, Na₂O₂ (grup O₂^2-); hidrur de potassi, KH.
Excepcions: en els peròxids hi ha un enllaç O-O, i cada O és -1; en els hidrurs metàl·lics l'H s'uneix a un element menys electronegatiu que ell i és -1; en l'OF₂ el F és més electronegatiu que l'O, i l'O és positiu.

a) K és +1 i O és -2.
KMnO₄: 1 + x - 8 = 0, Mn +7. K₂MnO₄: 2 + x - 8 = 0, Mn +6. MnO₂: x - 4 = 0, Mn +4. K₂Cr₂O₇: 2 + 2x - 14 = 0, Cr +6. K₂CrO₄: 2 + x - 8 = 0, Cr +6.
b) KMnO₄: permanganat de potassi. K₂MnO₄: manganat de potassi. MnO₂: òxid de manganès(IV). K₂Cr₂O₇: dicromat de potassi. K₂CrO₄: cromat de potassi.
c) Permanganat de calci: Ca(MnO₄)₂ (Ca²⁺ necessita dos MnO₄^-, i per això porta parèntesis). Dicromat d'amoni: (NH₄)₂Cr₂O₇. Sulfat de manganès(II): MnSO₄.
Observa que el cromat i el dicromat tenen el mateix nombre d'oxidació del Cr (+6): la diferència és l'anió, CrO₄^2- contra Cr₂O₇^2-.

a) Mols (en 100 g): Fe $\tfrac{36{,}8}{56} = 0{,}657$; S $\tfrac{21{,}1}{32} = 0{,}659$; O $\tfrac{42{,}1}{16} = 2{,}63$. Dividint pel menor: Fe 1; S 1; O 4. Fórmula empírica: FeSO₄.
b) L'anió sulfat SO₄^2- té càrrega -2, i per tant el ferro és Fe²⁺, nombre d'oxidació +2. Nom: sulfat de ferro(II).
c) El sulfat de ferro(III), Fe₂(SO₄)₃, té M = 2·56 + 3·32 + 12·16 = 400 g/mol: Fe $\tfrac{112}{400} = 28{,}0$ %; S $\tfrac{96}{400} = 24{,}0$ %; O $\tfrac{192}{400} = 48{,}0$ %. Els percentatges són molt diferents dels de l'enunciat i, per tant, l'anàlisi elemental permet distingir les dues sals (en FeSO₄, M = 152 g/mol: Fe 36,8 %).

a) 4-metilpentan-2-ol (cadena de 5 C, el grup -OH al C2: numerem perquè l'OH tingui el localitzador més baix). $C_{6}H$₁₄O, 0 insaturacions.
b) 3-metilpent-2-è. $C_{6}H$₁₂, 1 insaturació (el doble enllaç).
c) Àcid 3-metilpentanoic (el C1 és el carboxil). $C_{6}H$₁₂$O_{2}$, 1 insaturació (el C=O).
d) 4-metilpentan-2-ona (el carbonil rep el localitzador 2). $C_{6}H$₁₂O, 1 insaturació.
Insaturacions = $\tfrac{(2C + 2 - H)}{2}$ (l'oxigen no compta): per a $C_{6}H$₁₂: $\tfrac{(14 - 12)}{2} = 1$.
e) El compost a) és un alcohol secundari: s'oxida a cetona amb el mateix esquelet. Surt el d), la 4-metilpentan-2-ona.

a) $\tfrac{(2\cdot 4 + 2 - 10)}{2} = 0$: no hi ha dobles enllaços ni cicles; només enllaços simples.
b) Alcohols: CH₃CH₂CH₂CH₂OH, butan-1-ol; CH₃CH(OH)CH₂CH₃, butan-2-ol; 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.
c) Alcohols primaris (butan-1-ol i 2-metilpropan-1-ol) s'oxiden a aldehid (i després a àcid). El secundari (butan-2-ol) s'oxida a cetona (butanona). El terciari (2-metilpropan-2-ol) no s'oxida fàcilment, perquè el carboni de l'OH no té cap H.

a) S + O₂ → SO₂
2 SO₂ + O₂ → 2 SO₃
SO₃ + H₂O → H₂SO₄
H₂SO₄ + Ca(OH)₂ → CaSO₄ + 2 H₂O
b) S: 0 (S), +4 (SO₂), +6 (SO₃), +6 (H₂SO₄), +6 (CaSO₄). Les dues primeres són redox (el S s'oxida de 0 a +4 i de +4 a +6); les dues últimes, no (el S continua en +6): són reaccions àcid-base o de combinació d'un òxid àcid amb aigua.
c) 3,2 g de S són 0,10 mol. Cada mol de S dona un mol de CaSO₄ (1:1:1:1). M(CaSO₄) = 40 + 32 + 64 = 136 g/mol, i per tant m = 0,10·136 = 13,6 g.

a) NaHSO₄: hidrogensulfat de sodi. KHCO₃: hidrogencarbonat de potassi. NH₄NO₃: nitrat d'amoni. (NH₄)₂SO₄: sulfat d'amoni. Ca(H₂PO₄)₂: dihidrogenfosfat de calci. Mg(ClO₃)₂: clorat de magnesi.
b) Hidrogensulfit de calci: Ca(HSO₃)₂. Hipoclorit de sodi: NaClO. Nitrit de potassi: KNO₂.
c) Són sals àcides les que conserven hidrogen àcid en l'anió: NaHSO₄, KHCO₃ i Ca(H₂PO₄)₂. Aquests H poden ser neutralitzats per una base. Reacció: NaHSO₄ + NaOH → Na₂SO₄ + H₂O.
Error típic: l'ió amoni, NH₄⁺, té H però no es compta com a hidrogen àcid de l'anió (es comporta com un catió).

a) NH₃: x + 3 = 0, x = -3. N₂H₄: 2x + 4 = 0, x = -2. N₂: 0. N₂O: 2x - 2 = 0, x = +1. NO: +2. NO₂: +4. HNO₂: 1 + x - 4 = 0, x = +3. HNO₃: 1 + x - 6 = 0, x = +5. NH₄⁺: x + 4 = +1, x = -3.
Ordre: NH₃ = NH₄⁺ (-3) < N₂H₄ (-2) < N₂ (0) < N₂O (+1) < NO (+2) < HNO₂ (+3) < NO₂ (+4) < HNO₃ (+5).
b) N₂O: monòxid de dinitrogen; NO: monòxid de nitrogen; NO₂: diòxid de nitrogen.
c) Amb -3 (el mínim, 8 electrons de valència complets) el N només pot cedir electrons: reductor (NH₃). Amb +5 (el màxim, ha perdut tots els electrons de valència) només pot guanyar-ne: oxidant (HNO₃). Els valors intermedis poden actuar de les dues maneres.

a) A: XO (nombre d'oxidació +2). El 22,2 % restant és O: X/16 = 77,8/22,2, d'on A_r(X) = 16·77,8/22,2 = 56,1. B: X₂O₃: 2A_r/(2A_r + 48) = 0,700, i 2A_r = 112, A_r = 56. Els dos casos coincideixen: el metall és el ferro. A = FeO; B = Fe₂O₃.
b) FeO: òxid de ferro(II) o monòxid de ferro. Fe₂O₃: òxid de ferro(III) o triòxid de diferro.
c) En FeO: 16/56 = 0,286 g d'O per gram de Fe. En Fe₂O₃: 48/112 = 0,429 g d'O per gram de Fe.
Relació = 0,429/0,286 = 1,5 = 3/2: una relació de nombres enters senzills, tal com diu la llei de Dalton (les masses d'O que es combinen amb una massa fixa de Fe estan en la proporció 2 : 3).

a) CaSO₄·2H₂O: M = 136 + 36 = 172 g/mol; aigua = 36/172 = 20,9 %. Na₂CO₃·10H₂O: M = 106 + 180 = 286 g/mol; aigua = 180/286 = 62,9 %.
b) Aigua perduda = 4,92 - 2,40 = 2,52 g, és a dir 2,52/18 = 0,140 mol. MgSO₄ anhidre: M = 120 g/mol, 2,40/120 = 0,0200 mol. Relació: 0,140/0,0200 = 7. Fórmula: MgSO₄·7H₂O, sulfat de magnesi heptahidrat.
c) 28,6 g són 28,6/286 = 0,100 mol de hidrat, i contenen 0,100 mol de Na₂CO₃: 0,100·106 = 10,6 g.
Comprovació: aigua = 28,6 - 10,6 = 18,0 g, o sigui 1,00 mol = 10·0,100 mol d'H₂O.

a) Dicromat de potassi; àcid clorhídric; clorur de crom(III); diclor (clor); clorur de potassi; aigua.
b) Cr passa de +6 (a K₂Cr₂O₇) a +3 (CrCl₃): es redueix, guanya 3 e^- per Cr. El Cl passa de -1 (HCl) a 0 (Cl₂): s'oxida, perd 1 e^-. L'oxidant és el dicromat (K₂Cr₂O₇); el reductor, el HCl.
c) Un K₂Cr₂O₇ guanya 6 e^-, per tant calen 6 Cl^- oxidats (3 Cl₂). Ajustem: K₂Cr₂O₇ + 14 HCl → 2 CrCl₃ + 3 Cl₂ + 2 KCl + 7 H₂O. (Dels 14 HCl, 6 s'oxiden i 8 fan de medi àcid i formen les sals.)
d) n(K₂Cr₂O₇) = 14,7/294 = 0,0500 mol. n(Cl₂) = 3·0,0500 = 0,150 mol. V = 0,150·22,4 = 3,36 L de Cl₂.

a) n(CO₂) = 2,20/44 = 0,0500 mol, és a dir 0,0500 mol de C = 0,600 g. n(H₂O) = 0,900/18 = 0,0500 mol, és a dir 0,100 mol de H = 0,100 g. Oxigen = 0,860 - 0,600 - 0,100 = 0,160 g = 0,0100 mol. Relació C : H : O = 5 : 10 : 1. La massa de C₅H₁₀O és 86, igual que M: fórmula molecular C₅H₁₀O. Insaturacions = (12 - 10)/2 = 1 (el C=O).
b) Aldehids: pentanal; 2-metilbutanal; 3-metilbutanal; 2,2-dimetilpropanal. Cetones: pentan-2-ona; pentan-3-ona; 3-metilbutan-2-ona.
c) Els aldehids s'oxiden fàcilment a àcids, les cetones no: amb el reactiu de Tollens (sals de plata) o el de Fehling només els aldehids donen reacció positiva (mirall de plata o precipitat vermell).

a) Àcid 3-hidroxipropanoic (el carboxil és el C1 i l'OH queda al C3).
b) Àcid 2-aminopropanoic (alanina).
c) Àcid 3-oxobutanoic (el C=O de cetona passa a prefix «oxo» perquè hi ha un àcid).
d) Àcid butanodioic (dos grups -COOH, un a cada extrem de la cadena de 4 C).
e) 4-hidroxibutan-2-ona: el grup més prioritari és la cetona (C2); l'OH és prefix al C4.
Àcid 2-hidroxibutanoic: CH₃-CH₂-CH(OH)-COOH.
Error típic: numerar des de l'extrem equivocat. El grup principal (en el cas de l'àcid, C1 sempre és el carboxil) ha de tenir el localitzador més baix.

a) 2 Al(OH)₃ + 3 H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 6 H₂O. La sal és el sulfat d'alumini.
b) 2 H₃PO₄ + 3 Ca(OH)₂ → Ca₃(PO₄)₂ + 6 H₂O (fosfat de calci). Ajust: 6 H àcids i 6 OH.
c) M(Al(OH)₃) = 27 + 3·17 = 78 g/mol: 7,8/78 = 0,10 mol. D'acord amb a): n(H₂SO₄) = 0,10·3/2 = 0,15 mol, i m = 0,15·98 = 14,7 g. n(Al₂(SO₄)₃) = 0,10/2 = 0,050 mol, M = 342 g/mol, m = 0,050·342 = 17,1 g.
Comprovació (massa): 7,8 + 14,7 = 22,5 g reactius = 17,1 g de sal + 0,30 mol d'aigua (5,4 g) = 22,5 g.

a) En 100 g: N $\tfrac{30{,}4}{14} = 2{,}17$ mol; O $\tfrac{69{,}6}{16} = 4{,}35$ mol. Relació 1 : 2. Fórmula empírica NO₂ (M = 46 g/mol).
b) M = d·R·$\tfrac{T}{P} = 3{,}76$·0,082·$\tfrac{298}{1{,}00} = 91{,}9$ ≈ 92 g/mol.
c) $\tfrac{92}{46} = 2$, per tant la fórmula molecular és N₂O₄: tetraòxid de dinitrogen. Nombre d'oxidació del N: 2x - 8 = 0, x = +4 (com en el NO₂).
El N₂O₄ és el dímer del NO₂. Fixa't que l'empírica sola no basta per decidir la fórmula: cal la massa molar.

a) CH₄ (metà): 4 enllaços C-H = -4. CH₃OH (metanol): -3 + 1 = -2. HCHO (metanal): -1·2 + 2 = 0. HCOOH (àcid metanoic): -1 + 2 + 1 = +2. CO₂ (diòxid de carboni): 2·2 = +4.
Cada pas implica la pèrdua de 2 $e^{-}$ del carboni: és una oxidació progressiva.
b) Etanol, C1 = CH₂OH: -2 + 1 = -1. Etanal, C1 = CHO: -1 + 2 = +1. Àcid etanoic, C1 = COOH: +2 + 1 = +3. El CH₃ és sempre -3.
c) Etanol → àcid: C1 passa de -1 a +3, perd 4 $e^{-}$ per molècula; per 3 molècules, 12 $e^{-}$. Dicromat: cada Cr passa de +6 a +3, guanya 3 $e^{-}$; 4 Cr (2 dicromats) guanyen 12 $e^{-}$. Coincideixen: l'ajust és correcte.

a) Nitrat d'amoni, NH₄NO₃; sulfat d'amoni, (NH₄)₂SO₄; fosfat d'amoni, (NH₄)₃PO₄ (la càrrega de l'anió determina el nombre d'ions NH₄⁺).
b) NH₄NO₃: M = 80 g/mol, 2 N: 28/80 = 35,0 %. (NH₄)₂SO₄: M = 132, 2 N: 28/132 = 21,2 %. (NH₄)₃PO₄: M = 149, 3 N: 42/149 = 28,2 %.
c) Massa = 10,0/(fracció de N): nitrat d'amoni, 10,0/0,350 = 28,6 kg; sulfat d'amoni, 10,0/0,212 = 47,1 kg; fosfat d'amoni, 10,0/0,282 = 35,5 kg.
El nitrat d'amoni és el més ric en nitrogen (35 %): se'n necessita menys massa per aportar la mateixa quantitat de N.

Insaturacions = $\tfrac{(2C + 2 - H)}{2}$.
a) Buta-1,3-diè, $C_{4}H$₆: $\tfrac{(10 - 6)}{2} = 2$.
b) 4-metilpent-2-í, $C_{6}H$₁₀: $\tfrac{(14 - 10)}{2} = 2$ (el triple enllaç compta per 2).
c) Metilciclopentà, $C_{6}H$₁₂: $\tfrac{(14 - 12)}{2} = 1$ (l'anell).
d) 2-metilbuta-1,3-diè (isoprè), $C_{5}H$₈: $\tfrac{(12 - 8)}{2} = 2$.
e) Pent-1-en-4-í, $C_{5}H$₆: $\tfrac{(12 - 6)}{2} = 3$ (1 doble + 1 triple).
f) L'isoprè és el monòmer del cautxú natural (poliisoprè): n $C_{5}H$₈ → ($C_{5}H$₈)_n per polimerització d'addició.

a) CaH₂ + 2 H₂O → Ca(OH)₂ + 2 H₂. Hidrur de calci, aigua, hidròxid de calci i hidrogen (dihidrogen).
b) A CaH₂, l'H és -1; a l'aigua, +1; a l'H₂, 0. L'H del hidrur s'oxida (de -1 a 0) i l'H de l'aigua es redueix (de +1 a 0): és una reacció redox en què les dues semireaccions donen el mateix producte.
c) n(H₂) = P·$\tfrac{V}{(R\cdot T)} = 1{,}0$·$\tfrac{5{,}0}{(0{,}082\cdot 298)} = 0{,}205$ mol. Per cada mol de CaH₂ es formen 2 mol d'H₂: n(CaH₂) = 0,102 mol. M(CaH₂) = 42 g/mol, i m = 0,102·42 = 4,3 g.
Fixa't que de l'H₂ obtingut la meitat prové del hidrur i l'altra meitat, de l'aigua.

a) Fe₂O₃: òxid de ferro(III) (triòxid de diferro), Fe +3. Fe₃O₄: tetraòxid de triferro, Fe +$\tfrac{8}{3}$ de mitjana (mescla de Fe(II) i Fe(III): FeO·Fe₂O₃). FeO: òxid de ferro(II), Fe +2. FeCO₃: carbonat de ferro(II), Fe +2. FeS₂: disulfur de ferro (S₂^2-, cada S és -1), Fe +2.
b) Fe₂O₃ (160): $\tfrac{112}{160} = 70{,}0$ %. Fe₃O₄ (232): $\tfrac{168}{232} = 72{,}4$ %. FeO (72): $\tfrac{56}{72} = 77{,}8$ %. FeCO₃ (116): $\tfrac{56}{116} = 48{,}3$ %. FeS₂ (120): $\tfrac{56}{120} = 46{,}7$ %.
c) Massa de Fe = 1000 kg · 0,85 · % de Fe: Fe₂O₃, 595 kg; Fe₃O₄, 616 kg; FeO, 661 kg; FeCO₃, 410 kg; FeS₂, 397 kg.
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 òxid i dona SO₂ en processar-la).