Sales ternarias: qué son, nomenclatura, propiedades, ejemplos
Las sales ternarias son compuestos iónicos de tres elementos y derivan de la sustitución de un hidrógeno por otro catión en los ácidos ternarios. Ordinariamente, los elementos de estas sales son: un metal, un no metal y oxígeno. Entonces, pueden considerarse como “sales oxigenadas”.
Las fórmulas químicas de las sales ternarias conservan el anión de su ácido ternario precursor (oxoácido), cambiando el H+ por un catión metálico o por el ion amonio (NH4+). En otras palabras, en un oxoácido con fórmula simple HAO, su sal ternaria tendrá por fórmula MAO.
Un ejemplo aclaratorio es en el caso de la sustitución de los dos protones ácidos del H2SO4 (ácido sulfúrico) por el catión Cu2+. Debido a que cada protón suma una carga de +1, los dos protones equivalen a la carga de +2 del ion de cobre. Queda entonces CuSO4, cuya nomenclatura correspondiente es sulfato de cobre (II) o sulfato cúprico.
La imagen superior demuestra los colores brillantes de los cristales azules del sulfato de cobre. En la química de las sales ternarias, sus propiedades y nombres dependen de la naturaleza de los cationes y aniones que conforman el sólido iónico.
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Existen muchos métodos y reglas nemotécnicas para memorizar y aprender la nomenclatura de las sales ternarias.
Las primeras confusiones pueden originarse debido a que esta varía, bien sea por la valencia del metal M o por el estado de oxidación del elemento no metálico.
No obstante, el número de átomos de O en el anión es de gran utilidad al momento de nombrarlas. Este anión, al provenir del ácido ternario precursor, define gran parte de la nomenclatura.
Por esta razón, es recomendable primero recordar la nomenclatura de ciertos ácidos ternarios, las cuales sirven de apoyo para nombrar a sus sales.
La nomenclatura de algunos ácidos ternarios con sufijo “ico”, y el correspondiente número de oxidación del elemento central, son:
H3BO3 – Ácido bórico.
H2CO3 – Ácido carbónico.
H4SiO4 – Ácido silícico.
HNO3 – Ácido nítrico.
H3PO4 – Ácido fosfórico.
H3AsO4 – Ácido arsénico.
HClO3 – Ácido clórico.
HBrO3 – Ácido brómico.
HIO3 – Ácido yódico.
H2SO4 – Ácido sulfúrico.
H2SeO4 – Ácido selénico.
H6TeO6 – Ácido telúrico.
Los estados de oxidación (+3, +4, +5 y +6) son iguales al número del grupo al que pertenecen los elementos.
Así, el boro pertenece al grupo 3A (13), y tiene tres electrones de valencia que puede ceder a los átomos de O. Lo mismo ocurre para el carbono y el silicio, ambos del grupo 4A (14), con cuatro electrones de valencia.
Así hasta el grupo 7A (17) de los halógenos, los cuales incumplen con la regla de los ácidos ternarios “ico”. Cuando estos tienen estados de oxidación de +7, a sus ácidos “ico” se añade el prefijo “per”.
Memorizando los anteriores ácidos ternarios “ico”, la nomenclatura se modifica en función del número creciente o decreciente de átomos de O.
Si hay una unidad menor de O, el ácido cambia el sufijo “ico” por el sufijo “oso”; y si hay dos unidades menos, el nombre adicionalmente añade el prefijo “hipo”.
Por ejemplo, para el HIO2 su nomenclatura es ácido yodoso; para el HIO, ácido hipoyodoso; y para el HIO4, ácido peryódico.
Entonces, para nombrar las sales ternarias, a los aniones de los ácidos “ico” se les cambia el sufijo por “ato”; y para aquellas con sufijo “oso”, se les cambia por “ito”.
Volviendo con el ejemplo del ácido yódico HIO3, cambiando el H+ por el sodio Na+, se tiene el nombre de su sal ternaria: yodato de sodio, NaIO3.
Del mismo modo, para el ácido yodoso HIO2, su sal sódica es yodito de sodio (NaIO2); para el ácido hipoyoso HIO, es hipoyodito de sodio (NaIO o NaOI); y para el ácido peryódico, peryodato de sodio (NaIO4).
Lo mismo aplica para el resto de los ácidos “ico” enlistados por los estados de oxidación arriba mencionados, bajo la acotación de que el prefijo “per” se da en aquellas sales con una unidad de O mayor (NaClO4, perclorato de sodio).
Por ejemplo, el ácido carbónico H2CO3 puede perder un solo protón por sodio, quedando como NaHCO3. Para estas sales ácidas, la nomenclatura recomendada es adicionar la palabra “ácido” después del nombre del anión.
Así, la sal se menciona como: carbonato ácido de sodio. Aquí nuevamente se cambia el sufijo “ico” por el sufijo “ato”.
Otra regla no convencional, pero muy aceptada popularmente, es la de agregar el prefijo “bi” al nombre del anión para indicar la existencia de un protón ácido. Esta vez, el nombre de la sal anterior se menciona como: bicarbonato de sodio.
Si todos los protones son sustituidos por cationes Na+, neutralizando las dos cargas negativas del anión carbonato, la sal sencillamente se menciona como carbonato de sodio, Na2CO3.
Conociendo el anión de la fórmula química, puede calcularse aritméticamente la valencia del metal en la sal ternaria.
Por ejemplo, en el FeSO4 se sabe ahora que el sulfato proviene del ácido sulfúrico, y que es un anión con dos cargas negativas (SO42-). Así, para neutralizarlas el hierro debe tener dos cargas positivas, Fe2+.
Por lo tanto, el nombre de la sal es sulfato de hierro (II). El (II) refleja la valencia 2, igual a la carga positiva +2.
Cuando los metales solo pueden tener una valencia —como en el caso de los del grupo 1 y 2— se omite la adición del número romano (es incorrecto decir carbonato de sodio (I)).
Son compuestos predominantemente iónicos, cristalinos, con interacciones intermoleculares regidas por las fuerzas electrostáticas, lo cual trae como consecuencia elevados puntos de fusión y ebullición.
Debido a que poseen oxígeno cargado negativamente, pueden formar puentes de hidrógeno en solución acuosa, disolviendo sus cristales únicamente si este proceso beneficia energéticamente a los iones; de lo contrario, la sal ternaria permanece insoluble (Ca3(PO4)2, fosfato de calcio).
Estos puentes de hidrógeno son responsables de los hidratos de estas sales, y a estas moléculas de agua se les conoce como agua de cristalización.
Las sales ternarias ocupan lugar en la vida diaria, enriqueciendo los alimentos, medicamentos o en objetos inanimados como los cerillos y un extintor.
Por ejemplo, la frescura de las frutas y vegetales es conservada en lapsos mayores por acción del sulfito de sodio y del sulfito ácido de sodio (Na2SO3 y NaHSO3).
En las carnes rojas, su color encarnado se conserva mediante los aditivos de nitrato y nitrito de sodio (NaNO3 y NaNO2).
Asimismo, en algunos productos enlatados el desagradable sabor metálico es contrarrestado por los aditivos de fosfato de sodio (Na3PO4). Otras sales, como FeSO4, CaCO3, Fe3(PO4)2, también se encuentran en los cereales y panes.
Los carbonatos constituyen el agente químico de los extintores, los cuales a altas temperaturas producen CO2 ahogando el fuego.
- Ba(NO3)2.
- (NH4)3PO4.
- SrSO4.
- KClO3.
- CaCrO4 (cromato de calcio).
- KMnO4 (permanganato de potasio).