¿Cuál es el significado de orto, piro y meta en el contexto de los ácidos fosfóricos?

Ronak proporcionó una buena respuesta en el contexto del ácido fosfórico (aunque no estoy completamente de acuerdo con su descripción del ácido metafosfórico)

Quiero aprovechar la oportunidad de usar los prefijos orto , pyro y meta en un contexto más general:

[math] {\ color {Red} Ortho} [/ math] es griego y significa ‘verdadero’, por lo que orto sería la forma verdadera de algo, más correctamente el prefijo orto se refiere a la forma más hidratada del oxoácido. La forma más hidratada en este caso es [matemática] PO_4 ^ {3 -} [/ matemática] pero para otros elementos puede ser diferente:

  • ácido orto- fosfórico: [matemática] H_3PO_4 [/ matemática]
  • ácido orto- bórico: [matemática] H_3BO_3 [/ matemática] [matemática] (= [/ matemática] [matemática] B (OH) _3 [/ matemática] [matemática]) [/ matemática]
  • ácido orto silícico : [matemática] H_4SiO_4 [/ matemática] [matemática] (= [/ matemática] [matemática] Si (OH) _4 [/ matemática] [matemática]) [/ matemática]
  • ácido ortoperiódico : [matemática] H_5IO_6 [/ matemática] [matemática] (= [/ matemática] [matemática] IO (OH) _5 [/ matemática] [matemática]) [/ matemática] (como forma totalmente hidratada de ácido periódico: [matemáticas] HIO_4 + 2H_2O \ rightarrow H_5IO_6 [/ matemáticas]
  • ácido orto telúrico: [matemática] H_6TeO_6 [/ matemática] [matemática] (= [/ matemática] [matemática] Te (OH) _6 [/ matemática] [matemática]) [/ matemática]
  • Orth acido ocarbonico: [matematicas] H_4CO_4 [/ matematicas] [matematicas] (= [/ matematicas] [matematicas] C (OH) _4 [/ matematicas] [matematicas]) [/ matematicas] (solo esteres organicos de esto el orto hipotético -ácido de [math] H_2CO_3 [/ math] existe)

El uso de orto se utilizó constantemente en el pasado, pero el libro rojo de la nomenclatura IUPAC de química inorgánica (ver Red_Book_2005.pdf) ha eliminado el uso en los casos de ácido bórico, ácido silícico y ácido fosfórico: no hay ambigüedad en el nombres sin ‘ orto’.

Por lo tanto, IUPAC solo permite el prefijo orto en los casos de ácido ortoperiódico y ácido orto telúrico (para distinguirlos del ácido periódico ([matemáticas] HIO_4 [/ matemáticas]) y ácido telúrico ([matemáticas] H_2TeO_4 [/ matemáticas])

[matemáticas] {\ color {Rojo} Pyro} [/ matemáticas] es de la palabra griega para ‘fuego’ o calefacción. Por lo tanto, un piroácido es un ácido que se obtiene calentando otro ácido: históricamente el pirofosfórico se aisló primero calentando ácido fosfórico. Solo más tarde los químicos descubrieron que se trataba de un compuesto difosfórico.

  • ácido pirofosfórico: [matemática] H_4P_2O_7 (2H_3PO_4 \ rightarrow H_4P_2O_7 + H_2O) [/ matemática]
  • ácido pirosulfúrico: [matemáticas] H_2S_2O_7 (2H_2SO_4 \ rightarrow H_2S_2O_7 + H_2O) [/ matemáticas]

IUPAC no permite la palabra piro con fines de nomenclatura inorgánica. Simplemente use di, por ejemplo, ácido disulfúrico (o disulfato para sus sales correspondientes) y ácido difosfórico (o difosfato).

tenga en cuenta que la palabra piro no se usa exclusivamente para los oxiácidos: también la tiene en nombres triviales de sustancias orgánicas como el piro gallol (1,2,3-trihidroxibenceno) que pueden formarse calentando la sustancia natural ácido gálico. El ácido piroglutámico se forma por calentamiento del ácido glutámico. Además, no implica la eliminación de solo agua (en algunos casos se pierde [matemática] CO_2 [/ matemática] o [matemática] CO [/ matemática])

[math] {\ color {Red} Meta} [/ math] es -again- en griego que significa ‘después’. Entonces llega después de algo: primero tiene la forma hidratada y luego la deshidrata nuevamente. Por lo tanto, podría usar un enfoque alternativo y describir los metaácidos como la forma inicial menos el agua:

  • ácido metafosfórico: [matemática] H_3PO_4 [/ matemática] → [matemática] HPO_3 [/ matemática] + [matemática] H_2O [/ matemática]
  • ácido meta silícico: [matemática] H_4SiO_4 [/ matemática] → [matemática] H_2SiO_3 [/ matemática] [matemática] + [/ matemática] [matemática] H_2O [/ matemática]
  • meta bisulfito (o metahidrógenosulfito): [matemática] 2 HSO_3 ^ – [/ matemática] → [matemática] S_2O_5 ^ {2 -} + [/ matemática] [matemática] H_2O [/ matemática]
  • metaborato: [matemática] H_3BO_3 [/ matemática] → [matemática] HBO_2 [/ matemática] + [matemática] H_2O [/ matemática]

Otra forma de verlo es describiendo el ácido metafosfórico como el monohidrato de [matemáticas] P_2O_5 [/ matemáticas] [matemáticas] ([/ matemáticas] [matemáticas] H_2O · P_2O_5 [/ matemáticas] [matemáticas]) [/ matemáticas] mientras que el ácido ortofosfórico es el trihidrato ‘verdadero’ de [matemáticas] P_2O_5 [/ matemáticas] [matemáticas] ([/ matemáticas] [matemáticas] 3H_2O · P_2O_5 [/ matemáticas] [matemáticas]) [/ matemáticas] ( pyro- sería el dihidrato)

observación: el ácido metafosfórico en sí mismo no existe, pero sí tiene sales de este ácido teórico: el ion metafosfato resultante tiene la fórmula empírica [matemática] PO_3 ^ – [/ matemática] y puede ser una cadena lineal (‘polimeta’) o un compuesto cíclico (‘ciclometa’).

IUPAC solo permite el uso de eta para meta silicato y metaborato como nombres retenidos. En el caso del ácido metafosfórico, se describen mejor como lo que en realidad son: sales de, por ejemplo, ácido ciclo- trifosfórico o ácido ciclo- hexafosfórico (para estructuras, ver, por ejemplo, trimetafosfato de sodio – Wikipedia y hexametafosfato de sodio – Wikipedia)

La fraseología catena se usa en productos de condensación lineal del ácido: por ejemplo, el ácido trifosfórico puede verse como la condensación de 3 moléculas de ácido fosfórico menos dos moléculas de agua ([matemáticas] H_5P_3O_ {10}) [/ matemáticas] y se llama catena -trifosfórico ácido.

El ácido ortofosfórico (H3PO4) es el ácido fosfórico más simple. Dos o más moléculas de ácido ortofosfórico se pueden unir para formar moléculas más grandes mediante la eliminación de agua. Así, el ácido pirofosfórico (H4P2O7) y el ácido metafosfórico (H3P3O9) son el producto de la deshidratación de dos y tres moléculas de ácido ortofosfórico, respectivamente.