Sbírka příkladů z obecné a průmyslové chemie

Univerzita Jana Evangelisty Purkyně v Ústí nad Labem Fakulta životního prostředí Sbírka příkladů z obecné a průmyslové chemie Tomáš Loučka Miroslav Richter Ústí nad Labem 2005

Autoři: Doc. Ing. Tomáš Loučka, CSc. Ing. Miroslav Richter, Ph.D., EUR ING Tomáš Loučka, Miroslav Richter Ústí nad Labem 2005 2

Předmluva V průběhu tvorby učebních plánů Fakulty životního prostředí došlo ke stabilizaci výukového programu zaměřeno na výuku chemie. Zejména v předmětech "Obecná chemie" a "Průmyslové technologie" stále zřetelněji vyvstávala potřeba sepsání vlastních skript, která by dostatečně zachytila požadavky kladené na studenty, zvláště na seminářích těchto předmětů. Stále jasněji vyvstávala nutnost vymezení struktury a rozsahu požadovaných znalostí. Skripta jsou koncipována tak, že shrnují příklady potřebné ke zvládnutí názvosloví a výpočtů v předmětech Obecná chemie, Analytická chemie, Průmyslové technologie, Technologie a technika na ochranu životního prostředí a některých dalších. Protože se absolvent vysoké školy v praxi setká i se starší odbornou literaturou a často i s literaturou pocházející z anglosaských zemí, jsou ve sbírce uvedeny i jednotky tam užívané a přepočtové vztahy mezi nimi. Autorem první až čtvrté kapitoly je doc. Ing. Tomáš Loučka, CSc., autorem páté kapitoly je Ing. Miroslav Richter, Ph.D., EUR ING. březen 1997 autoři 3

Obsah 1 CHEMICKÉ NÁZVOSLOVÍ... 6 1.1 OXIDAČNÍ ČÍSLO.... 9 1.2 RACIONÁLNÍ NÁZVOSLOVÍ SLOUČENIN.... 11 1.2.1 Názvosloví binárních sloučenin... 11 1.2.2 Názvosloví kationtů... 13 1.2.3 Názvosloví kyselin... 14 1.2.4 Názvosloví atomových skupin... 17 1.2.5 Jiné substituované oxokyseliny a funkční deriváty kyselin... 18 1.2.6 Názvosloví aniontů... 18 1.2.7 Názvosloví solí...20 1.2.8 Názvosloví podvojných solí... 21 1.2.9 Názvosloví podvojných oxidů... 22 1.2.10 Názvosloví oxid- a hydroxid solí... 22 1.2.11 Názvosloví koordinačních sloučenin... 23 1.3 ŘEŠENÍ ÚLOH... 25 2 VYČÍSLOVÁNÍ CHEMICKÝCH ROVNIC... 28 2.1 VYČÍSLOVÁNÍ CHEMICKÝCH ROVNIC BEZ OXIDAČNĚ-REDUKČNÍ ZMĚNY... 29 2.2 VYČÍSLOVÁNÍ OXIDAČNĚ-REDUKČNÍCH ROVNIC... 32 2.3 ŘEŠENÍ ÚLOH... 39 3 STECHIOMETRICKÉ VÝPOČTY... 43 4 ANALYTICKÉ VÝPOČTY... 52 4.1 VÝPOČTY PŘI GRAVIMETRICKÝCH STANOVENÍCH... 52 4.2 ODMĚRNÁ STANOVENÍ... 56 4.3 ŘEŠENÍ ÚLOH... 63 5 TECHNICKÉ VÝPOČTY... 65 5.1 ZÁKLADNÍ JEDNOTKY SOUSTAVY SI... 65 5.1.1 Základní veličiny a měrové jednotky... 65 5.1.2 Druhotné veličiny a měrové jednotky... 66 5.1.3 Vedlejší veličiny a měrové jednotky... 67 5.1.4 Násobné a dílčí měrové jednotky... 68 5.2 HODNOTY ZÁKLADNÍCH FYZIKÁLNĚ CHEMICKÝCH KONSTANT... 68 5.3 BILANČNÍ VÝPOČTY... 69 5.3.1 Látkové bilance... 69 5.3.2 Vyjadřování složení proudů... 70 5.3.2.1 Hmotnostní zlomek... 70 5.3.2.2 Molový (molární) zlomek... 70 5.3.2.3 Objemový zlomek... 71 5.3.2.4 Hmotnostní objemová koncentrace... 71 5.3.2.5 Molární koncentrace (molarita)... 71 4

5.3.2.6 Relativní koncentrace... 72 5.3.2.7 Vyjadřování koncentrací stopových množství látek... 72 5.3.3 Řešení látkové bilance... 72 5.3.4 Příklad řešení látkové bilance... 73 5.3.5 Úlohy... 74 5.3.6 Energetické bilance... 77 5.3.6.1 Zásady sestavení energetické bilance... 77 5.3.6.2 Tepelné bilance... 78 5.3.6.3 Postup při řešení energetických bilancí... 80 5.3.6.4 Příklad tepelné bilance... 80 5.3.7 Úlohy... 82 5.4 TOK A DOPRAVA TEKUTIN... 84 5.4.1 Obecné vztahy... 84 5.4.1.1 Rychlost průtoku... 84 5.4.1.2 Kontinuita toku... 85 5.4.1.3 Charakter proudění... 85 5.4.1.4 Úplná energetická bilance toku... 85 5.4.1.5 Odpor při izotermním toku newtonovských tekutin... 86 5.4.2 Příklady výpočtů... 87 5.4.3 Úlohy... 88 5.5 SRÁŽECÍ REAKCE... 89 5.5.1 Teorie srážecích reakcí... 89 5.5.2 Příklady výpočtů... 90 5.5.3 Úlohy... 92 5.6 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY... 94 5

1 Chemické názvosloví Chemické názvosloví, označované také jako chemická nomenklatura představuje soubor pravidel, podle kterých se tvoří názvy a vzorce chemických látek. Umožňuje jednoznačné určení chemického vzorce z názvu chemické látky nebo naopak. Chemické sloučeniny se pojmenovávají názvy racionálními (systematickými), triviálními a technickými. Technické se užívají v běžné praxi, nemají charakter chemických názvů a nebudou zde proto zmiňovány. Jde o pojmenování jako modrá skalice, ledek amonný, líh, hašené vápno apod. Triviální názvy jsou historického původu, nepodávají informace o složení dané sloučeniny, a jejich počet je omezován. Příkladem jsou voda, acetylén, amoniak apod. Racionální neboli systematický název sloučeniny podává informaci o její struktuře, popisuje součásti sloučeniny a jejich stechiometrické poměry. Základní podmínkou tvoření názvů chemických sloučenin a psaní chemických vzorců je znalost: a) názvů a symbolů chemických prvků, b) oxidačních čísel všech prvků ve sloučenině, c) zakončení v názvech sloučenin podle hodnoty oxidačního čísla, d) názvoslovných a číslovkových předpon. Abecední přehled prvků podle českých názvů je uveden v tabulce I, kde jsou zařazeny i odpovídající názvy latinské a symboly prvků. Většina názvů sloučenin je odvozena od názvů českých(např. dusičnany nebo sírany) nebo názvů latinských (např. oxidy, sulfidy). Některé sloučeniny dusíku, síry, antimonu a rtuti nemají názvy odvozené od latinských názvů uvedených v tabulce I. V případě dusíku mohou vycházet z francouzského pojmenování azote (např. HN 3 - kyselina azidovodíková), u síry z řeckého theion (např. thiokyseliny), u antimonu a rtuti z jiných latinských názvů stibium a mercurium. Tabulka č. I: Abecední přehled prvků, jejich latinských názvů a symbolů. Uvedeny prvky do atomového čísla 100. Český název Latinský název Symbol Český název Latinský název Symbol Aktinium Actinium Ac Molybden Molybdaenum Mo Americium Americium Am Neodym Neodymium Nd Antimon Antimonium Sb Neon Neonum Ne Argon Argonum Ar Neptunium Neptunium Np Arsen Arsenicum As Nikl Niccolum Ni Astat Astatinum At Niob Niobium Nb Baryum Baryum Ba Olovo Plumbum Pb Berkelium Berkelium Bk Osmium Osmium Os Beryllium Beryllium Be Palladium Palladium Pd Bismut Bismuthum Bi Platina Platinum Pt 6

Bor Borum B Plutonium Plutonium Pu Brom Bromum Br Polonium Polonium Po Cer Cerium Ce Praseodym Praeseodymium Pr Cesium Caesium Cs Promethium Promethium Pm Cín Stannum Sn Protaktinium Protactinium Pa Curium Curium Cm Radium Radium Ra Draslík Kalium K Radon Radonum Rn Dusík Nitrogenium N Rhenium Rhenium Re Dysprosium Dysprosium Dy Rhodium Rhodium Rh Einsteinium Einsteinium Es Rtuť Hydrargum Hg Erbium Erbium Er Rubidium Rubidium Rb Europium Europium Eu Ruthenium Ruthenium Ru Fermium Fermium Fm Samarium Samarium Sm Fluor Fluorum F Selen Selenium Se Fosfor Phosphorus P Síra Sulfur S Francium Francium Fr Skandium Scandium Sc Gadolinium Gadolinium Gd Sodík Natrium Na Gallium Gallium Ga Stroncium Strontium Sr Germanium Germanium Ge Stříbro Argentum Ag Hafnium Hafnium Hf Tantal Tantallum Ta Helium Helium He Technecium Technetium Tc Hliník Aluminium Al Tellur Tellurium Te Holmium Holmium Ho Terbium Terbium Tb Hořčík Magnesium Mg Thallium Thallium Tl Chlor Chlorum Cl Thorium Thorium Th Chrom Chromium Cr Thulium Thulium Tm Indium Indium In Titan Titanum Ti Iridium Iridium Ir Uhlík Carboneum C Jod Iodum I Uran Uranium U Kadmium Cadmium Cd Vanad Vanadium V Kalifornium Californium Cf Vápník Calcium Ca Kobalt Cobaltum Co Vodík Hydrogenium H Krypton Kryptonum Kr Wolfram Wolframum W Křemík Silicium Si Xenon Xenonum Xe Kyslík Oxygenium O Ytterbium Ytterbium Yb Lanthan Lanthanum La Yttrium Yttrium Y Lithium Lithium Li Zinek Zincum Zn Lutecium Lutetium Lu Zirkonium Zirconium Zr Mangan Manganum Mn Zlato Aurum Au Měď Cuprum Cu Železo Ferrum Fe 7

Název sloučeniny vychází většinou ze základu nebo části základu názvu prvku a koncovky určené oxidačním číslem. Např. dusík s oxidačním číslem tři tvoří oxid N 2 O 3, název je tvořen kmenem dus- a příponou -itý, která odpovídá zakončení pro oxidy s oxidačním číslem tři. Název sloučeniny N 2 O 3 je proto oxid dusitý. Zakončení odpovídající daným oxidačním číslům pro jednotlivé sloučeniny (např. oxidy, kyseliny apod.), stejně jako určování oxidačního čísla bude probráno v následujících kapitolách. Základ kmene prvku může být doplněn nejen zakončením, ale i předponami, které jsou názvoslovné nebo číselné. Názvoslovné předpony se skládají ze slabik a vyjadřují přítomnost určitých atomů nebo jejich skupin. Např. kyselina thiosírová H 2 SO 3 S (většinou uváděná jako H 2 S 2 O 3 ) vyjadřuje předponou thionáhradu jednoho atomu kyslíku v molekule kyseliny sírové H 2 SO 4 sírou. Číslovkové předpony vyjadřují stechiometrické poměry ve sloučenině. Rozlišují se číslovkové předpony jednoduché a násobné.jednoduché jsou uvedeny v tabulce II. Tabulka č. II: Přehled jednoduchých číslovkových předpon. Název předpony Odpovídající číslo Název předpony Odpovídající číslo mono- 1 undeka- 11 di- 2 dodeka- 12 tri- 3 trideka- 13 tetra- 4 tetradeka- 14 penta- 5 pentadeka- 15 hexa- 6 hexadeka- 16 hepta- 7 heptadeka- 17 okta- 8 oktadeka- 18 nona- 9 nonadeka- 19 deka- 10 ikosa- 20 Např. Na 2 CS 3 je molekula odvozená od uhličitanu sodného Na 2 CO 3, v které byly všechny tři atomy kyslíku nahrazeny sírou. Záměnu kyslíku sírou vyjádříme názvoslovnou předponou thio-, počet vyměněných atomů kyslíku jednoduchou číslovkovou předponou tri-. Název se potom změní z původního názvu uhličitan sodný na trithiouhličitan sodný. Číslovková předpona mono- se zpravidla v názvu neuvádí. Násobné číslovkové předpony se používají k vyjádření počtu složitějších skupin v molekule zejména tam, kde by užití jednoduchých postrádalo jednoznačnost. Násobné číslovkové předpony se s výjimkou prvních tří tvoří pravidelně z uvedených jednoduchých číslovkových předpon přidáním -kis: tetrakis- (čtyřikrát), pentakis (pětkrát),...ikosakis (dvacetkrát). Dvakrát v násobné číslovkové předponě označujeme bis-, třikrát tris-. Všechny uvedené předpony (názvoslovné i číslovkové) se píší dohromady se složkou názvu. Např. Ca 5 F(PO 4 ) 3 má název fluorid tris(fosforečnan) pentavápenatý. Pokud bychom použili názvu s jednoduchou číslovkovou předponou fluorid trifosforečnan pentavápenatý, jednalo by se o sloučeninu se vzorcem Ca 5 FP 3 O 15. 8

1.1 Oxidační číslo. Názvosloví anorganické chemie je vybudováno na pojmu oxidačního čísla, které je používáno v různém smyslu. Pro názvoslovné účely představuje oxidační číslo náboj, který by byl přítomen na atomu prvku, pokud by byly elektrony v každé vazbě přiděleny elektronegativnějšímu prvku. Pokud nejsou k dispozici údaje o elektronegativitě prvků (stupnice elektronegativity), lze použít následující Tabulka č. III: Pořadí prvků podle stoupající elektronegativity He H Ne Li Be B C N O F Ar Na Mg Al Si P S Cl Kr K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Xe Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Rn Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Fr Ra Ac Např. molekula vody může být znázorněna strukturním vzorcem H - O H V každé vazbě H - O je kyslík prvkem s větší elektronegativitou. Atom kyslíku tak kromě svých šesti valenčních elektronů získává navíc dva elektrony vodíku a má proto oxidační číslo -II. Každému atomu vodíku potom chybí jeden elektron, oxidační číslo atomu vodíku je proto I. Molekulu síranu sodného Na 2 SO 4 lze znázornit strukturním vzorcem - O - - Na - O - S - O - - Na - O kde je atom kyslíku ve všech vazbách S - O elektronegativnějším prvkem než atom síry. Dva elektrony vazby S - O tak připadají atomu kyslíku. Také ve vazbě Na - O je elektronegativnějším prvkem kyslík, dva elektrony této vazby rovněž připadají atomu kyslíku. Každý z atomů kyslíku pak kromě svých šesti valenčních elektronů získává dva elektrony navíc. Všechny atomy kyslíku mají proto oxidační číslo -II. Atom síry v molekule síranu sodného ztrácí všech šest valenčních elektronů, které předá atomům kyslíku. Oxidační číslo síry je proto VI. Podobně každý z obou atomů sodíku měl původně jeden valenční elektron, který předal atomu kyslíku, a má proto oxidační číslo I. Oxidační číslo bývá označováno jako Stockovo číslo, píše se římskými číslicemi. Je-li oxidační číslo kladné, znaménko + se neuvádí. Je-li záporné, znaménko se píše před římskou číslicí. Např. Na 2 I O -II. 9

K určování oxidačních čísel lze používat následujících pravidel. 1) Oxidační číslo nula mají: a) volné atomy prvků v základním stavu (např. He), b) atomy v molekulách (např. H 2 ), c) atomy v krystalech (např. Na). 2) Oxidační číslo kyslíku ve sloučeninách je téměř vždy -II. Výjimkou jsou např. peroxidy,kdy je oxidační číslo kyslíku -I, a fluorid kyslíku O II F 2 -I. 3) Oxidační číslo vodíku je téměř vždy I. Výjimkou je vodík ve sloučeninách s kovy, v nichž je oxidační číslo vodíku -I, např. hydrid lithia Li I H -I. 4) Součet všech oxidačních čísel v molekule je roven nule. Např. v kyselině dusičné HNO 3 jsou oxidační čísla H I N V O 3 -II a jejich součet 1.1 + 1.5 + 3.(-2) = 0. 5) Součet všech oxidačních čísel atomů ve vícejaderném iontu je roven náboji tohoto iontu. - Např. pro chloristanový anion ClO 4 s oxidačními čísly VII pro chlor a -II pro kyslík platí 1.7 + 4.(-2) = - 1. V některých případech, zvláště u organických látek, je možné počítat průměrné oxidační číslo. Např. v molekule kyseliny šťavelové (COOH) 2 je průměrné oxidační číslo uhlíku III, neboť označímeli průměrné oxidační číslo uhlíku x, musí platit rovnice 2.x + 4.(-2) + 2.1 = 0. Úlohy k části 1.1. 1) Vyjmenujte všechny prvky, které ve svém symbolu obsahují písmena R nebo r (celkem 16 prvků). 2) Vyjmenujte všechny prvky, jejichž symbol tvoří jedno písmeno (celkem 14 prvků). 3) Vyjmenujte všechny prvky, jejichž český název neodpovídá symbolu, přitom nerozlišujte c - k - ch a i - j. (celkem 18 prvků). 4) Určete oxidační čísla prvků oxidů: BaO, Na 2 O, N 2 O, ClO 2, MnO 2, CO, CO 2, V 2 O 5. 5) Určete oxidační čísla prvků peroxidů: H 2 O 2, BaO 2, Na 2 O 2. 6) Určete oxidační čísla prvků M u kyselin: H 2 MO 2, H 2 MO 4, H 3 MO 5, H 4 MO 3, H 4 MO 4, H 4 MO 5, H 4 MO 6. 7) Určete oxidační číslo centrálního atomu v komplexech: K 4 [Fe(CN) 6 ], K 3 [Fe(CN) 6 ], K 4 [Ni(CN) 4 ]. 8) Určete oxidační číslo: a) síry ve sloučenině Na 2 S 2 O 7 b) fosforu ve sloučenině Na 2 H 2 P 2 O 7 c) platiny ve sloučenině H 2 [PtCl 6 ] 10

1.2 Racionální názvosloví sloučenin. Název většiny anorganických sloučenin je v českém názvosloví tvořen podstatným a přídavným jménem. Podstatné jméno udává druh sloučeniny (např. oxid) a většinou je odvozeno od elektronegativní části (v případě oxidu O -II ). Přídavné jméno charakterizuje elektropozitivní část sloučeniny. Při čtení názvu se dodržuje pořadí podstatné jméno - přídavné jméno. Příklad: název vzorec podstatné jméno přídavné jméno oxid sodný Na 2 O 1.2.1 Názvosloví binárních sloučenin Pokud je elektronegativní část sloučeniny tvořena jen jedním prvkem, tvoří se název sloučeniny, t.j. podstatné jméno názvu, zakončením -id (chlorid, fluorid apod.). Přehled nejčastějších skupin se zakončením -id je uveden v tabulce IV. Tabulka č. IV: Přehled skupin se zakončením -id Podstatné jméno Podstatné jméno H- hydrid N 3- nitrid F- fluorid P 3- fosfid Cl- chlorid As 3- arsenid Br- bromid Sb 3- antimonid I- jodid C 4- karbid O 2 oxid B 3- borid S 2 sulfid Se 2- selenid Název hydrid se používá u sloučenin vodíku s kovy. U binárních sloučenin vodíku s nekovy lze použít jednoslovný název, v němž se na prvním místě uvádí název prvku (např. chlor) se zakončením - o (chloro-) a připojuje se slovo vodík (chlorovodík). Např. HCl chlorovodík HI jodovodík HF fluorovodík H 2 S sirovodík HBr bromovodík Podobně se tvoří i název kyanovodík pro HCN. 11

Názvy sloučenin vodíku s prvky III. - VI. podskupiny periodického systému se tvoří zakončením - an, připojeným buď ke kmeni nebo části kmene latinského názvu prvku. Např. AlH 3 alan BH 3 boran B 2 H 6 diboran SiH 4 silan Si 2 H 6 disilan PH 3 fosfan P 2 H 4 difosfan H 2 S sulfan H 2 S 2 disulfan H 2 S n polysulfan H 2 Se selan H 2 Te telan Uvedené názvy se používají i pro pojmenování derivátů těchto sloučenin. Např. SiH 2 Cl 2 dichlorsilan As(C 2 H 5 ) 3 triethylarsan Elektropozitivní část binárních sloučenin se označuje přídavným jménem, vytvořeným z názvu prvku a přípony vyjadřující příslušnou hodnotu kladného oxidačního čísla. Přípony příslušející oxidačním číslům jsou uvedeny v tabulce V. Stejné zakončení se používá i pro hydroxidy, kationty a soli. Tabulka č. V: Přehled přípon přídavných jmén názvů binárních sloučenin, hydroxidů a solí Hodnota oxidačního čísla I II III IV V VI VII VIII Přípony přídavných jmén názvů binárních sloučenin, hydroxidů a solí -ný -natý -itý -ičitý -ičný, -ečný -ový -istý -ičelý Např. Cl 2 O 7 je oxid chloristý, AlP fosfid hlinitý, NaCl chlorid sodný. V některých případech se u elektropozitivní části názvu binární sloučeniny užívá podstatného jména v druhém pádu: a) u peroxidů, např. H 2 O 2 peroxid vodíku, BaO 2 peroxid barya, b) u nevalenčních sloučenin, např. Fe 3 C karbid triželeza, CaC 2 dikarbid vápníku. 12

V ojedinělých případech se u binárních sloučenin užívají triviální názvy, např. u vody H 2 O, čpavku - amoniaku NH 3, hydrazinu NH 2.NH 2 resp. N 2 H 4. Úlohy k části 1.2.1. 1) Napište vzorce oxidu kademnatého, železitého, rtuťnatého, ruthenistého, železnatého, rutheničelého, hlinitého, jodistého, vanadičného, siřičitého, osmičelého, fosforečného, galitého. 2) Napište vzorce sulfidu rhenistého, antimonitého, stříbrného, cíničitého, arseničného, antimoničného, olovnatého a amonného. 3) Pojmenujte: a) AuCl 3, CoCl 2, PCl 5, KI, FeBr 2, NH 4 I, TlI 3, EuCl 3, MoCl 5, YBr 3, CaF 2 b) Cu 2 O, Eu 2 O 3, Sc 2 O 3, BeO, SO 3, NO 2, Cl 2 O 7 Li 2 O, Na 2 S, Al 2 S 3, CS 2, Tl 2 Se 3, SiS 2 c) AlN, Mg 3 N 2, ZrN, TiN, HfN, Mg 3 P 2, GaAs, Th 3 P 4, Fe 3 C, B 4 C, YC 2, Co 3 C, SiC 4) Napište vzorce látek: alan, diboran, silan, diarsan, stiban, sulfan, german, bismutan, polysulfan, bromsilan, chlorgerman, hexachlordisilan, hydrid draselný, hydrid hořečnatý, hydrid lithný. 5) Napište vzorce dikarbidu ceru, dikarbidu trichromu, karbidu triniklu, boridu niobičitého, hexaboru europia, nitridu zinečnatého, nitridu vápenatého, fosfidu železitého, fosfidu triwolframu. 1.2.2 Názvosloví kationtů Velikost náboje iontu (aniontu i kationtu) se vyjadřuje Ewensovým-Bassettovým číslem, uvedeným jako pravý horní index. Píše se arabskou číslicí se znaménkem + nebo - za číslicí, např. Ti 4+. A) Názvosloví jednoatomových kationtů Názvy jednoatomových kationtů se tvoří z kmene nebo části kmene českého názvu prvku a z přípon uvedených v tabulce V. Např. K + kation draselný Al 3+ kation hlinitý Ca 2+ kation vápenatý Ce 4+ kation ceričitý B) Názvosloví víceatomových kationtů. Jde o kationty vzniklé adicí protonu na sloučeninu prvku s vodíkem nebo jejich substitučních derivátů.např. NH 3 + H + = NH 4 +. Název je odvozen od kmene názvu sloučeniny prvku s vodíkem a zakončením -onium nebo -ium. Např. NH 4 + amonium SCl 3 + trichlorsulfonium AsH 4 + arsonium H 3 O + oxonium Úlohy k části 1.2.2. 1) Pojmenujte kationty Na +, Ce 3+, Bi 3+, Mg 2+, Fe 2+, Fe 3+, Sn 4+, Sb 5+, Hg 2+, Au 3+, Ag +, Pt 4+, Ru 3+, Rh 3+, Pd 2+, NH 4 +, H 3 O +, PH 4 +, SbH 4 +. 2) Napište vzorce: kation strontnatý, ceričitý, draselný, antimonitý, tetrachlorfosfonium, stibonium, jodonium. 13

1.2.3 Názvosloví kyselin A) Binární kyseliny Jde o kyseliny tvořené vodíkem a nekovem. Název se skládá z podstatného jména kyselina a přídavného jména, které se vytvoří složením českého názvu nekovu spojeného pomocí -o- s názvem vodík a příponou -ová. Např. kyselina jod-o-vodík-ová. HCl kyselina chlorovodíková HF kyselina fluorovodíková HBr kyselina bromovodíková HI kyselina jodovodíková H 2 S kyselina sirovodíková Pro přesnost je třeba podotknout, že označení kyselina se v těchto případech používá pro roztoky uvedených látek ve vodě. B) Složitější kyseliny Jde především o kyselinu kyanovodíkovou HCN a její deriváty. Název kyselina kyanovodíková je vytvořen spojením názvu skupiny kyan- (CN) pomocí -o- s názvem vodík a zakončením -ová. Od kyseliny kyanovodíkové jsou odvozeny následující kyseliny: funkční vzorec strukturní vzorec kyselina kyanatá HOCN H-O-C-N kyselina isokyanatá HNCO H-N-C-O kyselina fulminová HONC H-O-N-C Jde o tři různé kyseliny, lišící se strukturou, která určuje pořadí prvků ve vzorci. C) Kyslíkaté kyseliny (oxokyseliny) Názvy jsou tvořeny podstatným jménem kyselina a přídavným jménem, které se vytvoří ze základu českého názvu centrálního atomu a zakončení podle jeho oxidačního čísla. Např. název oxokyseliny dusíku s oxidačním číslem V se tvoří následovně: centrální atom přípona pro oxidační číslo V dus-ík -ičná kyselina dus-ičná Přípony tvořící názvy kyselin odpovídající kladným oxidačním číslům, jsou uvedeny v tabulce VI, z níž je patrná i podobnost zakončení oxidů a kyselin. 14

Tabulka č. VI: Přípony přídavných jmén v názvech oxokyselin a oxidů podle hodnoty oxidačního čísla Oxidační číslo Přípony přídavného jména v názvu oxokyseliny Přípony přídavného jména v názvu oxidu I -ná -ný II -natá -natý III -itá -itý IV -ičitá -ičitý V -ičná,-ečná -ičný,-ečný VI -ová -ový VII -istá -istý VIII -ičelá -ičelý Pokud prvek se stejným oxidačním číslem tvoří několik kyselin s jedním atomem prvku v molekule (např. HPO 3 a H 3 PO 4 ), připojuje se k názvu kyseliny předpona hydrogen spolu s číslovkou udávající počet atomů vodíku. Např. HPO 3 kyselina hydrogenfosforečná H 3 PO 4 kyselina trihydrogenfosforečná V názvech kyselin s jedním atomem vodíku se předpona mono- neuvádí. Pokud kyseliny obsahují více stejných centrálních atomů (isopolykyseliny), je nutné počet centrálních atomů vyjádřit číslovkou. Např. H 2 S 2 O 7 je kyselina dihydrogendisírová, H 2 S 3 O 10 kyselina dihydrogentrisírová. Pokud je název kyseliny určen počtem atomů vodíku, počtem centrálních atomů a zakončením názvu centrálního atomu (které je určeno oxidačním číslem), je počet atomů kyslíku jednoznačně určen. Např. název kyselina dihydrogensírová určuje dva atomy síry, dva atomy vodíku a oxidační stupeň síry VI. Protože je nutné dodržet podmínku, že součet všech oxidačních čísel v neutrální molekule je roven nule, musí být atomů kyslíku sedm. H 2 S 2 0 7 2.I+2.VI+7.(-II)=0 Jednoznačnost názvu kyseliny lze dodržet i obráceným postupem, tedy označením počtů atomů kyslíku a centrálních atomů, spolu s vyjádřením oxidačního čísla centrálního atomu zakončením. Potom lze uvedené kyseliny nazvat také takto: H 2 S 2 O 7 kyselina heptaoxodisírová H 3 PO 4 kyselina tetraoxofosforečná H 2 S 3 O 10 kyselina dekaoxotrisírová. 15

D) Peroxokyseliny Peroxokyseliny jsou kyseliny vytvořené záměnou kyslíku - O - dvěma atomy kyslíku - O - O -. Přítomnost skupiny - O - O se vyjádří použitím předpony peroxo- před názvem kyseliny. Např. kyselina peroxosírová má vzorec H 2 SO 5 - - O O - - - - - O - S - O - H O - S - O - O - H - - - - - O O - - kyselina sírová kyselina peroxosírová U méně známých kyselin je vhodnější použít funkční vzorec místo vzorce sumárního. Sumární vzorec Název Funkční vzorec H 2 CO 4 kyselina peroxouhličitá (HO)CO(OOH) H 2 CO 5 kyselina diperoxouhličitá CO(OOH) 2 H 2 S 2 O 8 kyselina peroxodisírová H 2 S 2 O 6 (O 2 ) Oba atomy kyslíku ve vazbě - O - O - mají dohromady oxidační číslo -II, tedy (O 2 ) -II. Potom podmínka nulového součtu všech oxidačních čísel platí i pro peroxokyseliny, např. pro kyselinu peroxodisírovou: H 2 S 2 O 6 (O 2 ) 2.I+2.VI+6.(-II)+(-II)=0 E) Thiokyseliny Atomy kyslíku v oxokyselinách mohou být nahrazeny i atomy síry. Potom se jedná o thiokyseliny. V názvu se náhrada atomu kyslíku sírou vyjádří předponou thio-. Počet nahrazených atomů kyslíku se v názvu označí jednoduchou číslovkovou předponou. Předpona mono se neuvádí. Např. H 2 SO 4..kyselina sírová H 2 SO 3 S..kys. thiosírová H 2 CO 3..kyselina uhličitá H 2 CS 3..kys. trithiouhličitá HOCN..kyselina kyanatá HSCN..kys. thiokyanatá Často se u thiokyselin neužívá vzorec funkční, ale sumární. Sumární vzorec Funkční vzorec H 2 S 2 O 3 kyselina thiosírová H 2 SO 3 S H 2 S 2 O 2 kyselina thiosiřičitá H 2 SO 2 S 16

Úlohy k části 1.2.3. 1. Pojmenujte kyseliny HCN, HI, H 2 SeO 4, HMnO 4, HIO 4, HReO 3, H 3 IO 5, H 5 IO 6, HReO 4, HBrO, H 3 ReO 5, H 3 ReO 4, H 4 Si 2 O 6, H 6 Si 2 O 7, H 2 Si 2 O 5, H 4 P 2 O 7, H 5 P 3 O 10, H 4 P 2 O 6. 2. Napište vzorce kyseliny bromité, bromičné, bromisté, tetrahydrogenkřemičité, hexaoxotelurové. 3. Napište vzorce kyseliny thiokyanaté, dithiotrihydrogenfosforečné, trithioarsenité, tetrathioarseničné, trithiouhličité. 4. Pojmenujte peroxokyseliny: NO(OOH), NO 2 (OOH), CO(OOH) 2, H 4 P 2 O 8, H 3 PO 5, H 2 S 2 O 8, H 2 SO 5. 1.2.4 Názvosloví atomových skupin V některých anorganických sloučeninách je elektropozitivní částí sloučeniny atomová skupina. Bez ohledu na velikost náboje mají názvy těchto skupin zakončení -yl. V tabulce VII jsou uvedeny nejčastěji se vyskytující atomové skupiny. Tabulka č. VII: Nejčastější atomové skupiny Skupina Název Skupina Název OH hydroxyl UO 2 uranyl CO karbonyl SO thionyl nebo sulfinyl NO nitrosyl SO 2 sulfuryl nebo sulfonyl NO 2 nitryl PO fosforyl VO vanadyl ClO chlorosyl Některé z uvedených skupin mohou být i elektroneutrální. Označení hydroxyl platí pro neutrální skupinu OH. Pro anion OH - se používá označení hydroxidový anion. Mají-li atomové skupiny stejného složení různý náboj, uvádíoxidační číslo centrálního atomu nebo v případě iontu číslo Ewansovo- Bassettovo. Např. UO 2 + uranyl (1+) nebo uranyl (V) UO 2 2+ uranyl (2+) nebo uranyl (VI) 17

V názvech sloučenin se název atomové skupiny používá ve 2. pádě. Např. NO 2 F fluorid nitrylu Úlohy k části 1.2.4. 1) Napište vzorce chloridu karbonylu, sulfidu nitrosylu, chloridu nitrylu. 2) Pojmenujte NOHSO 4, SOBr 2. 1.2.5 Jiné substituované oxokyseliny a funkční deriváty kyselin Formální záměnou skupiny OH v molekule kyseliny atomem halogenu získáme halogenkyseliny. Např. kyselina sírová kyselina chlorosírová funkční vzorec funkční vzorec stechiom. vzorec SO 2 (OH) 2 SO 2 (OH)Cl HSO 3 Cl Záměnou skupiny OH v molekule oxokyseliny skupinou NH 2 získáme amidokyseliny. Např. kyselina amidosírová SO 2 (OH)NH 2 resp. HSO 3 NH 2. Pokud je zaměněna skupina OH ve dvou molekulách oxokyseliny s vazbou na jednu skupinu NH, vznikají imidokyseliny. Např. (HSO 3 ) 2 NH kyselina imido-bis(sírová). Pokud je zaměněna skupina OH ve třech molekulách oxokyselin s vazbou na atom dusíku vznikají nitridokyseliny. Např. (HSO 3 ) 3 N kyselina nitrido-tris(sírová). Záměnou všech skupin OH ve vzorci oxokyselin získáme funkční deriváty kyselin. Záměnou všech skupin OH atomy halogenů vznikají halogenidy kyselin. Názvy halogenidů kyselin se tvoří použitím názvů atomových skupin (část 1.2.4.). Např. SO 2 Cl 2 vzniká záměnou dvou skupin OH v molekule kyseliny sírové SO 2 (OH) 2 atomy chloru. Název vzniklé sloučeniny je chlorid sulfurylu. Záměnou všech skupin OH v molekule oxokyselin skupinami NH 2 vznikají amidy kyselin. Název amidů kyselin se tvoří buď použitím názvů atomových skupin nebo uvedením podstatného jména amid před názvem kyseliny. Např. SO 2 (NH 2 ) 2 je amid sulfurylu nebo amid kyseliny sírové. Úlohy k části 1.2.5. 1) Napište vzorce chloridu fosforylu (V), fluoridu sulfurylu, amidu kyseliny siřičité, kyseliny amidosírové, kyseliny difluorofosforečné, dusičnanu nitrylu. 2) Pojmenujte PO(NH 2 ) 3, HSO 3 Cl, CO(NH 2 ) 2, HSO 3 F, UO 2 (NO 3 ) 2, SOBr 2. 1.2.6 Názvosloví aniontů Názvy aniontů jsou složeny z podstatného jména anion a z přídavného jména. V názvech jednoatomových aniontů je přídavné jméno vytvořeno z kmene (nebo části kmene) názvu prvku a zakončení -idový. Např. F - anion fluoridový Cl - anion chloridový 18

I - anion jodidový S - anion sulfidový Stejný způsob tvoření názvů se používá i pro některé víceatomové bezkyslíkaté anionty. Např. Např. CN - anion kyanidový OH - anion hydroxidový V názvech kyslíkatých aniontů je přídavné jméno vytvořeno z názvu příslušné kyseliny, v kterém se zakončení -á nahradí zakončením -anový. Např. HNO 2 kyselina dusit-á NO 2 - anion dusit-anový Vyjímkou jsou anionty odvozené od kyselin s centrálním atomem s oxidačním číslem VI. V tomto případě se zakončení kyseliny -ová mění na zakončení aniontu -anový. Např. H 2 SO 4 kyselina sírová SO 4 - anion síranový (nikoli sírovanový) Stejné pravidlo platí i pro anionty odvozené od peroxokyselin, thiokyselin a isopolykyselin. Např. S 2 O 8 2- anion peroxodisíranový S 2 O 7 2- anion disíranový CS 3 2- anion trithiouhličitanový Pokud prvek se stejným oxidačním číslem tvoří několik aniontů se stejným počtem atomů prvku, ličících se však počtem nábojů (IO 5 4- a IO 6 5- ), rozlišují se anionty: Např. a) názvem uvádějícím počet atomů kyslíku (anion pentaoxojodista- nový nebo hexaoxojodistanový), b) názvem uvádějícím náboj aniontu (Ewensovo - Bassettovo číslo). IO 5 3- anion jodistanový (3-) IO 6 5- anion jodistanový (5-) Náboj se uvádí za názvem, arabskou číslicí v závorce. Pokud anion vznikl adicí protonů, uvádíme v názvu počet atomů vodíku, v případě, že atom vodíku je jen jeden, předponu mono neuvádíme. Např. H 2 PO 4 - anion dihydrogenfosforečnanový HPO 4 - anion hydrogenfosforečnanový HSO 4 - anion hydrogensíranový Úlohy k části 1.2.6. 19

1. Pojmenujte anionty ClO -, ClO 2 -, ClO 3 -, ClO 4 -, SeO 4 2-, Br -, F -, CO 3 2-, PO 3 3-, BO 3 3-, S 2 O 5 2-, S 2 O 3 2-, SCN -, AsS 3 3-, S 2 O 2 2-, AsS 4 3-. 2. Napište vzorce aniontu chloridového, dusičnanového, dusitanového, peroxodisíranového (2-), diperoxouhličitanového (2-), síranového, hydrogenfosforečnanového (2-), křemičitanový (4-), želazanový (2-), dekaoxotrisíranový (2-), oktaoxotrikře- mičitanový (4-). 1.2.7 Názvosloví solí Názvy solí jsou tvořeny podstatným a přídavným jménem. Podstatné jméno je odvozeno od názvu kyseliny, přídavné jméno je totožné s přídavným jménem kationtu (část 1.2.2.). A) Soli binárních kyselin Podstatné jméno názvu solí binárních kyselin se tvoří zakončením -id, připojeným ke kmeni nebo části kmene názvu prvku. Přídavné jméno je totožné s přídavným jménem kationtu: NaCl chlor-id sodný B) Soli složitějších bezkyslíkatých kyselin Tvoří se buď zakončením -id a připojením přídavného jména kationtu: KCN kyan-id draselný, nebo změnou zakončení kyseliny -á na zakončení -an a připojením přídavného jména kationtu: HOCN kyselina kyanatá KOCN kyanatan draselný HSCN kyselina thiokyanatá NH 4 SCN thiokyanatan amonný. C) Soli kyslíkatých kyselin Podstatné jméno názvu je tvořeno z názvu kyseliny, kde se zakončení -á nahrazuje -an. Např. kyselina siřičitá - siřičitan. Výjimkou jsou kyslíkaté kyseliny prvku s oxidačním číslem VI, kde se zakončení kyseliny -ová změní nahradí an (nikoli -ovan). Např. H 2 SO 4 kyselina sír-ová a sír-an (nikoli sírovan). Příklady: NaClO chlornan sodný LiNO 3 dusičnan lithný KNO 2 dusitan draselný Fe 2 (SO 4 ) 3 síran železitý (NH 4 ) 2 SO 3 siřičitan amonný KMnO 4 manganistan draselný Názvy solí odvozených od peroxokyselin, thiokyselin a isopolykyselin se tvoří stejným způsobem. 20

Např. K 2 CS 3 trithiouhličitan draselný KNO 4 peroxodusičnan draselný Na 2 S 2 O 5 disiřičitan disodný. Stejným způsobem se tvoří i názvy hydrogensolí. Např. KHSO 4 hydrogensíran draselný K 2 HPO 4 hydrogenfosforečnan didraselný KH 2 PO 4 dihydrogenfosforečnan draselný D) Hydratované soli Jde o adiční sloučeniny solí s vodou. Vzorec hydratované soli se skládá ze dvou částí: ze vzorce soli a z určitého počtu molekul vody. Obě části se oddělují tečkou. Např. CuSO 4.5H 2 O. V názvu se přítomnost vody vyjadřuje slovem hydrát, počet molekul vody číslovkovou předponou. Název soli je uveden v 2. pádu. Např. CuSO 4.5H 2 O je pentahydrát síranu měďnatého. Úlohy k části 1.2.7. 1) Pojmenujte soli: K 2 S 2 O 7, NH 4 NO 2, K 3 PO 4, KMnO 4, Ca(HPO 4 ) 2, Al 2 (SO 4 ) 3, NaB 5 O 8, Na 7 HNb 6 O 19.15H 2 O, LiH 2 PO 4, K 2 H 4 TeO 6, K 2 Cr 2 O 7, Al 2 (SiO 3 ) 3, Ba 2 Si 2 O 6. 2) Napište vzorce těchto látek: chlornan sodný, uhličitan hořečnatý, chroman sodný, bis(fosforečnan) trivápenatý, hydrogenfosforečnan disodný, tris(fosforečnan) hlinitý, heptaoxotetraboritan sodný, heptamolybdenan trivápenatý, hydrogenuhličitan sodný, hydrogensulfid draselný, nonadeka- oxohexamolybdenan sodný. 3) Pojmenujte tyto soli: PtCl 4, CS 2, Al 2 S 3, AuCl 3, Tl 2 Se 3, SiS 2. 4) Napište vorce těchto látek: thiokyanatan barnatý, trithiouhličitan vápenatý, trithioantimoničnan trisodný, tetrathiocíničitan amonný, dithiomolybdenan vápenatý. 1.2.8 Názvosloví podvojných solí Podvojné soli obsahují dva různé kationty nebo dva různé anionty. A) Podvojné soli se dvěma různými kationty Ve vzorcích se kationty uvádějí v pořadí hodnoty oxidačního čísla kationtů, tedy podle velikosti náboje, např. K I Al III (SO 4 ) 2. Je-li oxidační číslo obou kationtů shodné, je určeno pořadí abecedně podle symbolů prvků, např. Ca II Mg II (CO 3 ) 2. Je-li jedním z kationtů vícejaderný kation, např. NH 4 +, uvádí se jako poslední, např. Fe(NH 4 ) 2 (SO 4 ) 2. V názvu se dodržuje pořadí ve vzorci, oba kationty se oddělují pomlčkou. Např. 21

KAl(SO 4 ) 2 síran draselno-hlinitý CaMg(CO 3 ) 2 uhličitan vápenato-hořečnatý Fe(NH 4 ) 2 (SO 4 ) 2 síran železnato-amonný B) Podvojné soli se dvěma anionty Anionty se řadí v abecedním pořadí symbolů prvků. Pokud se jedná o vícejaderné anionty, řadí se v pořadí symbolů centrálních atomů. Pořadí se dodržuje ve vzorcích i v názvech. Názvy jednotlivých aniontů se od sebe oddělují pomlčkou, např. Ca 5 F(PO 4 ) 3 fluorid-tris(fosforečnan) pentavápenatý. Uvedená pravidla platí i pro soli potrojné a složitější, např. Na 6 ClF(SO 4 ) 2 chlorid-fluorid-bis(síran) hexasodný. Úlohy k části 1.2.8. 1) Pojmenujte podvojné soli: PBrCl 2, KMgF 3, KNaCO 3, Li 2 NiF 4, NaNH 4 HPO 4.4H 2 O, K 2 Cd(CN) 4. 2) Napište vzorce látek: dichlorid-fluorid antimonitý, dusičnan sodno-thalný, hexahydrát fosforečnanu hořečnato-amonného, síran draselno-hlinitý, bis (uhličitan)-difluorid triměďnatý, tetrakyanid didraselno-zinečnatý, trikřemičitan draselno-hlinitý. 3) Určete, v čem jsou vzorec nebo pojmenování sloučenin chybné: Na 6 ClF(SO 4 ) 2 chlorid-fluorid-disíran hexasodný PSCl 3 sulfid-trichlorid fosforitý 1.2.9 Názvosloví podvojných oxidů Podvojné oxidy se skládají ze dvou oxidů. Vzorec se vyjádří buď formou vzorců jednotlivých oxidů oddělených tečkou (např. FeO.TiO 2 ) nebo sumárním vzorcem (FeTiO 3 ). Pro pořadí oxidů platí stejná pravidla jako pro podvojné soli. Např. FeCr 2 O 4 je tetraoxid železnato-dichromitý (pořadí podle oxidačního stupně), FeTiO 3 je trioxid železnato-titaničitý. Úlohy k části 1.2.9. 1) Pojmenujte podvojné oxidy MgTiO 3, Fe 3 O 4, NaNbO 3, KNbO 3, Na 2 WO 4, Mg 2 TiO 4. 2) Napište vzorce trioxidu barnato-titaničitého, trioxidu olovnato-titaničitého, trioxidu lithnoniobičitého, tetraoxidu olovnato-diželezitého, tetraoxidu disodno-molybdenového. 1.2.10 Názvosloví oxid- a hydroxid solí Hydroxid soli, resp. oxid soli, kromě dalších aniontů obsahují anionty hydroxidové OH -, resp. elektronegativní část molekuly odpovídající oxidům O 2-. Pro psaní vzorců a tvoření názvů platí stejná pravidla jako pro podvojné soli. Např. Cu 2 Cl(OH) 3 chlorid-trihydroxid diměďnatý 22

BiCl(O) chlorid-oxid bismutitý (v tomto případě musí být pro oxid použita závorka, jinak dojde k záměně s chlornanem) AlO(OH) oxid-hydroxid hlinitý Úlohy k části 1.2.10. 1) Pojmenujte PCl 3 O, LaF(O), CrCl 2 O 2, MgCl(OH) 2) Napište vzorce látek: chlorid-oxid bismutitý, dichlorid-dioxid uranový, trifluorid-oxid fosforečný, dichlorid-trioxid dizirkoničitý, dichlorid-hexahydroxid tetracínatý. 1.2.11 Názvosloví koordinačních sloučenin Koordinační neboli komplexní částice představují molekulu nebo ion, sestávající z centrálního atomu, ke kterému náleží několik atomových skupin, molekul nebo iontů, které nazýváme ligandy. Počet ligandů je větší než oxidační číslo centrálního atomu. Např. koordinační částice anion [Fe(CN) 6 ] 4- sestává z centrálního atomu Fe s oxidačním číslem II, na nějž je vázáno šest ligandů, aniontů CN -. Sloučenina, která obsahuje jednu nebo více koordinačních částic, se nazývá koordinační neboli komplexní sloučenina. Ligandy jsou buď elektroneutrální molekuly, nebo atomové skupiny (např. H 2 O), nebo anionty (např. F - ). Poskytují jeden nebo více elektronových párů pro vytvoření koordinační vazby mezi nimi a centrálním atomem. Nejdůležitější neutrální a aniontové ligandy jsou uvedeny v tabulce VIII. Tabulka č. VIII: Přehled názvů nejdůležitějších neutrálních a aniontových ligandů Aniontový ligand Neutrální ligand vzorec název vzorec název F - fluoro H 2 O aqua Cl - chloro NH 3 ammin I - jodo NO nitrosyl - NO 2 - NO 3 OH - CN - SCN - nitro CO karbonyl nitrato hydroxo kyano thiokyano Vzorec celé koordinační částice je v hranaté závorce. Na prvním místě se uvádí symbol centrálního atomu. Za ním následují vzorce ligandů. Je-li v koordinační částici více různých ligandů, uvádějí se v abecedním pořadí podle začátečních písmen jejich názvů (nikoli vzorců) bez přihlédnutí k jejich náboji a k číslovkovým předponám. Vzorce ligandů složené ze dvou nebo více atomů (např. CN) se dávají do kulatých závorek, např. komplexní částice [Fe(CO)(CN) 6 ] 3-. V názvu se nejprve uvádějí ligandy ve stejném pořadí jako ve vzorci. Názvy ligandů se od sebe oddělují pomlčkou. Název centrálního atomu se uvádí až po názvech ligandů. Název posledního ligandu se od názvu centrálního atomu neodděluje. Kladné oxidační číslo centrálního atomu se vyjadřuje příslušným zakončením a příponou -ový. Např. [Fe(CO)(CN) 5 ] 3- je anion karbonylpentakyanoželeznatanový (3-). Je-li oxidační číslo centrálního atomu, je zakončení -id, bez ohledu na jeho hodnotu. 23

Např. [Co(CO) 4 ] - je anion tetrakarbonylkobaltidový (1-). Názvy celých koordinačních sloučenin sestávají z podstatného a přídavného jména. Pravidla pro názvosloví koordinačních sloučenin jsou obdobná jako pro názvosloví anorganických solí. a) Je-li koordinační sloučenina tvořena koordinačním kationtem a jednoduchým aniontem, je podstatným jménem název aniontu. Přídavné jméno je vytvořeno z názvu koordinační částice podle výše uvedených pravidel. Např. koordinační sloučenina o vzorci [Co(NH 3 ) 6 ]Cl 3 sestává z jednoduchých chloridových aniontů Cl - a koordinační částice [Co(NH 3 ) 6 ] 3+,t.j. kationtu hexaamminko- baltitového. Název sloučeniny je tedy chlorid hexaamminkobaltitý. b) Je-li koordinační sloučenina tvořena jednoduchým kationtem a koordinační částicí v aniontu, je podstatné jméno tvořeno názvem centrálního atomu se zakončením odpovídajícím jeho oxidačnímu číslu a předponami určenými názvy ligandů s udáním jejich počtu. Např. koordinační sloučenina K 3 [Co(NO 2 ) 6 ] je tvořena jednoduchými kationty K + a aniontem [Co(NO 2 ) 6 ] 3-, t.j. aniontem hexanitrokobaltitanovým (3-). Název sloučeniny je potom hexanitrokobaltitan draselný. c) Je-li koordinační sloučenina tvořena koordinační částici v aniontu i v kationtu, podstatné jméno je tvořeno aniontem, přídavné jméno kationtem. Např. [Fe II (NH 3 ) 6 ][Fe(CO) 4 ] je koordinační sloučenina s názvem tetrakarbonylferrid (2-) hexaamminželeznatý. d) Je-li koordinační sloučenina tvořena elektroneutrální částicí, skládá se název z přídavného jména, vytvořeného z názvu centrálního atomu se zakončením odpovídajícím jeho oxidačnímu číslu a z předpon určenými názvy ligandů s udáním jejich počtu, a z podstatného jména komplex. Např. koordinační sloučenina [Co(NH 3 ) 3 Cl 3 ] je triammintrichlorokobaltitý komplex. Úlohy k části 1.2.11. 1) Pojmenujte látky: [Ag(NH 3 ) 2 ]Cl, [Pt(NH 3 ) 4 ][PtCl 4 ], [Au(OH) 4 ] -, [PtCl 6 ] 2-, [Co(NH 3 ) 6 ] 3+, [Co(NH 3 ) 3 Cl 3 ], Na 2 [SiF 6 ], [Co(NH 3 ) 5 (H 2 O)] 3+, [Al(H 2 O) 6 ] 3+, [CuCl 4 ] 2-, K 3 [Fe(CN) 6 ]. 2) Napište vzorce látek: pentakyano-nitrosylželezitan (2-) sodný, anion hexakyanoželeznatanový, anion hexakyanokobaltitanový (3-), kation pentaaqua-hydroxohlinitý, kation pentaamminchlorokobaltitý (2+), anion dikarbonyl-kyano-nitrosylkobaltidový (1-), chloristan hexaaquanikelnatý (2+), tetrakyanonikl draselný, anion tetrahydroxohlinitanový, hexakyanoželeznatan draselný. 24

1.3 Řešení úloh Řešení úloh k části 1.1. 1) Ar, Br, Cr, Er, Fr, Ir, Kr, Pr, Sr, Zr, Ra, Rb, Re, Rh, Rn, Ru 2) B, C, F, H, I, K, N, O, P, S, U, V, W, Y 3) Ag, Al, Au, C, Ca, Cu, Fe, H, Hg, K, N, Na, O, P, Pb, Sb, Si, Sn 4) Ba II, Na I, N I, Cl IV, Mn IV, C II, C IV, V V 5) H I, Ba II, Na I 6) M II, M VI, M VII, M II, M IV, M VI, M VIII 7) Fe II, Fe III, Ni 0 8) a) S VI, b) P V, c) Pt IV Řešení úloh k části 1.2.1. 1) CdO, Fe 2 O 3, HgO, Ru 2 O 7, FeO, RuO 4, Al 2 O 3, I 2 O 7, V 2 O 5, SO 2, OsO 4, P 2 O 5, Ga 2 O 3 2) Re 2 S 7, Sb 2 S 3, Ag 2 S, SnS 2, As 2 S 5, Sb 2 S 5, PbS, (NH 4 ) 2 S 3) a) chlorid zlatitý, chlorid kobaltnatý, chlorid fosforečný, jodid draselný, bromid železnatý, jodid amonný, jodid thallitý, chlorid europitý, chlorid molybdeničný, bromid yttritý, fluorid vápenatý b) oxid měďný, oxid europitý, oxid skanditý, oxid berylnatý, oxid sírový, oxid dusičitý, oxid chloristý, oxid lithný, sulfid sodný, sulfid hlinitý, sulfid uhličitý, selenid thallitý, sulfid křemičitý c) nitrid hlinitý, nitrid hořečnatý, nitrid zirkonitý, nitrid titanitý, nitrid hafnitý, fosfid hořečnatý, arsenid gallitý, fosfid thoričitý, karbid triželeza, karbid tetraboru, dikarbid yttria, karbid trikobaltu, karbid křemičitý 4) AlH 3, B 2 H 6, SiH 4, As 2 H 4, SbH 3, H 2 S, GeH 4, BiH 3, H 2 S n, SiH 3 Br, GeH 3 Cl, Si 2 Cl 6, KH, MgH 2, LiH 5) CeC 2, Cr 3 C 2, Ni 3 C, Nb 3 B 4, EuB 6, Zn 3 N 2, Ca 3 N 2, FeP, W 3 P Řešení úloh k části 1.2.2. 1) kation sodný, ceritý, bismutitý, hořečnatý, železnatý, železitý, cíničitý, antimoničný, rtuťnatý, zlatitý, stříbrný, platičitý, ruthenitý, rhoditý, paladnatý; amonium (kation amonný), oxonium, fosfonium, stibonium 2) Sr 2+, Ce 4+, K +, Sb 3+, PCl + 4, SbH + 4, H 2 I + Řešení úloh k části 1.2.3. 1. kyselina kyanovodíková, jodovodíková, selenová, manganistá, jodistá, rheničná, trihydrogenjodistá (pentaoxojodistá), pentahydrogenjodistá (hexaoxojodistá), rhenistá, bromná, trihydrogenrhenistá (pentaoxorhenistá), trihydrogenrheničná (tetraoxorheničná), tetrahydrogendikřemičitá (hexaoxodikřemičitá), hexahydrogendikřemičitá (heptaoxodikřemičítá), dihydrogendikřemičitá (pentaoxodikřemičitá), tetrahydrogendifosforečná (heptaoxodifosforečná), pentahydrogentrifosforečná (dekaoxotrifosforečná), tetrahydrogendifosforičitá (hexaoxodifosforičitá) 2. HBrO 2, HBrO 3, HBrO 4, H 4 SiO 4, H 6 TeO 6 3. HSCN, H 3 PO 2 S 2, H 3 AsS 3, H 3 AsS 4, H 2 CS 3 4. kyselina peroxodusitá, peroxodusičná, peroxodiuhličitá, tetrahydrogenperoxodifosforečná, trihydrogenperoxofosforečná, dihydrogenperoxodisírová, peroxosírová 25

Řešení úloh k části 1.2.4. 1) COCl 2, NOS, NO 2 Cl 2) hydrogensíran nitrosylu, bromid thionylu. Řešení úloh k části 1.2.5. 1) POCl 3, SO 2 F 2, SO(NH 2 ) 2, HSO 3 NH 2, HPO 2 F 2, NO 2 NO 3 2) amid fosforylu (V) nebo amid kyseliny fosforečné, kyselina chlorosírivá, amid karbonylu nebo amid kyseliny uhličité, kyselina fluorosírová, dusičnan uranylu (VI), bromid thionylu Řešení úloh k části 1.2.6. 1. anion chlornanový, chloritanový, chlorečnanový, chloristanový, selenanový, bromidový, fluoridový, uhličitanový, fosforitanonový (3-), boritanový (3-), disiřičitanový (2-), thiosíranový, thiokyanatanový, trithioarsenitanový (3-), thiosiřičitanový (2-), tetrathioarseničnanový (3-) 2. Cl -, NO - 3, NO - 2, S 2 O 2-8, CO 2-6, SO 2-4, HPO 2-4, SiO 4-4, FeO 2-4, S 3 O 2-4- 10, Si 3 O 8 Řešení úloh k časti 1.2.7. 1) disíran didraselný (heptaoxodisíran draselný), dusitan amonný, fosforečnan tridraselný (tetraoxofosforečnan draselný), manganistan draselný, hydrogenfosforečnan vápenatý, síran hlinitý, pentaboritan sodný (oktaoxopentaboritan sodný), pentadekahydrát hydrogenhexaniobičitanu heptasodného, dihydrogenfosforečnan lithný, tetrahydrogenteluran didraselný, dichroman didraselný (heptaoxodichroman draselný), křemičitan hlinitý, dikřemičitan dibarnatý (hexaoxodikřemičitan barnatý) 2) NaClO, MgCO 3, Na 2 CrO 4, Ca 3 (PO 4 ) 2, Na 2 HPO 4, Al(PO 4 ) 3, Na 2 B 4 O 7, Ca 3 Mo 7 O 24, NaHCO 3, KHS, Na 2 Mo 6 O 19 3) chlorid platičitý, sulfid uhličitý, sulfid uhličitý, chlorid zlatitý, selenid thalitý, sulfid křemičitý 4) Ba(SCN) 2, CaCS 3, Na 3 SbOS 3, (NH 4 ) 4 SnS 4, CaMoO 2 S 2. Řešení úloh k části 1.2.8. 1) bromid-dichlorid fosforitý, trifluorid draselno-hořečnatý, uhličitan draselno-sodný, tetrafluorid dilithno-nikelnatý, tetrahydrát hydrogenfosforečnanu sodno-amonného, tetrakyanid didraselnokademnatý 2) SbCl 2 F, NaTl(NO 3 ) 2, MgNH 4 PO 4.6H 2 O, KAl(SO 4 ) 2, Cu 3 (CO 3 ) 2 F 2, K 2 Zn(CN) 4, KAlSi 3 O 8 3) Správné vzorce a pojmenování: Na 6 ClF(SO 4 ) 2 chlorid-fluorid-bis(síran) hexasodný PCl 3 S trichlorid-sulfid fosforečný Řešení úloh k části 1.2.9. 1) trioxid hořečnato-titaničitý, tetraoxid železnato-diželezitý, trioxid sodno-niobičný, trioxid draselno-niobičný, tetraoxid disodno-wolframový, tetraoxid dihořečnato-titaničitý 2) BaTiO 3 (BaO.TiO 2 ), PbTiO 3 (PbO.TiO 2 ), LiNbO 3 (Li 2 O.Nb 2 O 5 ), PbFe 2 O 4 (PbO.Fe 2 O 3 ), Na 2 MoO 4 (Na 2 O.MoO 3 ) Řešení úloh k části 1.2.10. 1) trichlorid-oxid fosforečný, fluorid-oxid lanthanitý, dichlorid-dioxid chromový, chlorid-hydroxid hořečnatý 2) BiCl(O), UCl 2 O 2, PF 3 O, Zr 2 Cl 2 O 3, Sn 4 Cl 2 (OH) 6 26

Řešení úloh k části 1.2.11. 1) chlorid diamminstříbrný (1-), tetrachloroplatnatan (2-) tetraamminplatnatý, anion tetrahydroxozlatitý (1-), anion hexachloroplatičitý (2-), anion hexaamminkobaltitý (3+), triammintrichlorokobaltitý komplex, hexafluorokřemičitan (2-) sodný,kation pentaammin-aquakobaltitý, kation hexaaquahlinitý, anion tetrachloroměďnatanový (2-), hexakyanoželezitan draselný 2) Na 2 [Fe(CN) 5 (NO)], [Fe(CN) 6 ] 4-,[Co(CN) 6 ] 3-, [Al(H 2 O) 5 (OH)] 2+, [Co(NH 3 ) 5 Cl] 2+, [Co(CO) 2 (CN)(NO)] -, [Ni(H 2 O) 6 ](ClO 4 ) 2, K 4 [Ni(CN) 4 ], [Al(OH) 4 ] -, K 4 [Fe(CN) 6 ] 27

2 Vyčíslování chemických rovnic Chemická rovnice symbolicky znázorňuje chemickou reakci. Udává, které látky jsou reaktanty (vstupují do reakce) a které produkty (výsledkem) chemické reakce. Chemická rovnice současně udává reakční stechiometrii, t.j. v jakém vzájemném molárním poměru reaktanty do reakce vstupují a v jakém produkty vznikají. Např. rovnice H 2 SO 4 + 2 NaOH = Na 2 SO 4 + 2 H 2 O (2.1) vyjadřuje chemickou reakci neutralizace kyseliny sírové hydroxidem sodným za vzniku síranu sodného a vody. Současně udává, že reaguje 1 molekula (látkové množství 1 mol) kyseliny sírové se dvěma molekulami (s látkovým množstvím 2 moly) hydroxidu sodného za vzniku 1 molekuly (látkového množství 1 mol) síranu sodného a 2 molekul (látkového množství 2 moly) vody. Uvedené informace ale podávají pouze chemické rovnice vyčíslené. Rozlišujeme rovnice molekulové, v kterých jsou všechny zúčastněné látky uvedeny ve formě molekul, a iontové, v kterých jsou některé nebo všechny zúčastněné látky uvedeny ve formě iontů. Uvedená rovnice 2.1 je rovnicí molekulovou. Neutralizaci lze obecně popsat iontovou rovnicí H + + OH - = H 2 O (2.2). Uvedené rovnice 2.1 a 2.2 jsou rovnice bez oxidačně redukční změny, neboť žádný z prvků zúčastněných v reakcích nemění při reakci oxidační číslo. Při reakci 5 H 2 S + 2 HIO 3 = 5 S + I 2 + 6 H 2 O (2.3) mění síra a jod své oxidační číslo. Síra mění své oxidační číslo z hodnoty -II na 0, jod z V na 0. Síra v sirovodíku se oxiduje, jod v jodičnanu se redukuje. Jedná se tedy o redox (redukčně-oxidační) reakci. Správně vyčíslená chemická rovnice musí splňovat následující podmínky: 1) Počty atomů všech prvků, které se v rovnici vyskytují, musí být na obou stranách rovnice stejné. 2) V případě iontové rovnice musí být na obou stranách rovnice stejný součet nábojů iontů. 3) V případě redoxní rovnice musí být počet elektronů uvolněných redukčním činidlem stejný jako počet elektronů spotřebovaných oxidačním činidlem. Prvním krokem při vyčíslování chemické rovnice je rozhodnutí, zda se jedná o redox reakci. K tomu je třeba určit oxidační čísla všech prvků na obou stranách rovnice. Pokud žádný z prvků nemění při reakci oxidační číslo, jde o reakci bez oxidačně-redukční změny. 28

2.1 Vyčíslování chemických rovnic bez oxidačně-redukční změny Vyčíslování chemických rovnic je založeno na výše uvedené první podmínce. Vysvětlení bude předvedeno na reakci chloridu arsenitého, který reaguje s hydrogenuhličitanem draselným za vzniku kyseliny trihydrogenarsenité, oxidu uhličitého a chloridu draselného. Řešení spočívá v hledání stechiometrických koeficientů a, b, k, l, m podle rovnice a AsCl 3 + b KHCO 3 = k H 3 AsO 3 + l CO 2 + m KCl (2.3). Z výše uvedené první podmínky rovnosti počtu atomů na obou stranách platí rovnice a = k udává rovnost atomů As na obou stranách rovnice b = m K b = l C b = 3k H 3a = m Cl 3b = 3k + 2l O Rovnic je vždy tolik, kolik druhů atomů se účastní reakce. V daném případě je rovnic šest. Sestavování takové soustavy rovnic se většinou neprovádí. Stačí totiž zvolit se jeden stechiometrický koeficient a ostatní koeficienty snadno dopočítat bilancováním jednotlivých atomů, což není ve skutečnosti nic jiného než postupné řešení jednotlivých rovnic soustavy. Zvolíme-li u uvedeného příkladu, že stechiometrický koeficient a=1, musí být počet atomů arsenu na obou stranách rovnice stejný, proto je stechiometrický koeficient k rovněž roven jedné: 1 AsCl 3 + b KHCO 3 = 1 H 3 AsO 3 + l CO 2 + m KCl (2.4). Porovnáním atomů vodíku na obou stranách je zřejmé, že koeficient b=3: 1 AsCl 3 + 3 KHCO 3 = 1 H 3 AsO 3 + l CO 2 + m KCl (2.5). Z porovnání atomů chloru na obou stranách plyne, že m = 3: 1 AsCl 3 + 3 KHCO 3 = 1 H 3 AsO 3 + l CO 2 + 3 KCl (2.6) a z porovnání atomů uhlíku na obou stranách rovnice plyne, že l=3: 1 AsCl 3 + 3 KHCO 3 = 1 H 3 AsO 3 + 3 CO 2 + 3 KCl (2.7). Kontrolu lze provést bilancí atomů kyslíku na obou stranách rovnice: 3.3 = 3 + 3.2 9 = 9 V rovnici je při vyčíslování výhodné psát jednotkové stechiometrické koeficienty, i když se ve výsledné formulaci rovnice vždy vynechávají. 29

Zjistíme-li v průběhu řešení, že volba prvního stechiometrického koeficientu s hodnotou jedna nebyla vhodná, stačí většinou zvolit stechiometrický koeficient větší. Příkladem je reakce chromanu draselného s kyselinou sírovou za vzniku dichromanu didraselného a vody: a K 2 CrO 4 + b H 2 SO 4 = k K 2 Cr 2 O 7 + l K 2 SO 4 + m H 2 O (2.8). Pokud je zvolen stechiometrický koeficient a=1, musel by se stechiometrický koeficient k rovnat jedné polovině. Protože stechiometrické koeficienty musí být celá čísla, stačí zvolit stechiometrický koeficient a=2 a potom platí: 2 K 2 CrO 4 + b H 2 SO 4 = 1 K 2 Cr 2 O 7 + l K 2 SO 4 + m H 2 O (2.9). Aby na pravé straně byly také celkem čtyři atomy draslíku, musí se stechiometrický koeficient l=1: 2 K 2 CrO 4 + b H 2 SO 4 = 1 K 2 Cr 2 O 7 + 1 K 2 SO 4 + m H 2 O (2.10). Z porovnání atomů síry na obou stranách rovnice plyne pro b hodnota 1: 2 K 2 CrO 4 + 1 H 2 SO 4 = 1 K 2 Cr 2 O 7 + 1 K 2 SO 4 + m H 2 O (2.11) a z porovnání atomů vodíku na obou stranách, že m = 1. Vyčíslená rovnice potom vypadá následovně: Kontrola pomocí atomů kyslíku vypadá takto: 2 K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O (2.12). 2.4 + 4 = 7 + 4 + 1 12 = 12 Podobně se postupuje při řešení iontové rovnice, kdy je navíc třeba dodržet podmínku stejného počtu celkových nábojů na obou stranách rovnice. Např. při reakci chromanu v kyselém prostředí za vzniku dichromanu: a CrO 4 2- + b H + = k Cr 2 O 7 2- +... (2.13). Zvolíme stechiometrický koeficient a=2, potom se stechiometrický koeficient k=1: 2 CrO 4 2- + b H + = 1 Cr 2 O 7 2- +... (2.14). Pro zachování rovnosti nábojů na obou stranách rovnice se musí b=2, protože celkový počet nábojů na levé straně bude 2.(2-)+ 2.1= 2-, na pravé straně je celkový počet nábojů rovněž 2-: 2 CrO 4 2- + 2 H + = Cr 2 O 7 2- +... (2.15). Na levé straně rovnice nyní přebývají dva atomy vodíku a jeden atom kyslíku. Bilanci rovnice lze vyrovnat doplněním jedné molekuly vody (bez náboje) na pravou stranu rovnice. Konečná iontová rovnice má potom tvar: 2 CrO 4 2- + 2 H + = Cr 2 O 7 2- + H 2 O (2.16). 30