Gatz (kimika)

Kimikan, gatza katioi eta anioi multzo batez osatutako konposatu kimiko oro da, karga elektriko neto neutroa duena.^[1] Gatzak lortzeko modu ohikoena azidoen eta baseen arteko neutralizazio erreakzioa da.^[2] Konposatu hauek osatzen dituzten ioiak inorganikoak zein organikoak izan daitezke. Esaterako, kloruroa (Cl⁻) inorganikoa da eta azetatoa (CH₃COO⁻) organikoa.

Artikulu hau osagai kimikoari buruzkoa da; beste esanahietarako, ikus «Gatz».

Gatz (kimika)
Irudi gehiago
Konposizioa	anioi eta katioi
Mota	ionic compound (en) eta mineral substance (en)
Identifikatzaileak
Gmelin	24866
MeSH	D012492

Kobre(II) sulfato gatza, kalkantita mineralaren forman

Sorkuntza

Gatzak ondorengo erreakzio kimikoen bidez sortzen dira:

• Base eta azido baten arteko erreakzioa, adibidez, NH₃ + HCl → NH₄Cl
• Metal eta azido baten arteko erreakzioa, adibidez, Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂
• Base eta anhidrido azido baten arteko erreakzioa, adibidez, 2 NaOH + Cl₂O → 2 NaClO + H₂O
• Azido eta anhidrido basiko baten arteko erreakzioa, adibidez, 2 HNO₃ + Na₂O → 2 NaNO₃ + H₂O
• Bestalde, gatz ezberdinen disoluzioak nahasiz ere sor daitezke, haien ioiak birkonbinatu egiten baitira, eta sortuko den gatza disolbaezina izango da, adibidez: Pb(NO₃)₂ (aq) + Na₂SO₄ (aq) → PbSO₄ (s) + NaNO₃ (aq)
• Erredox erreakzioak: Na (s) + 1/2 Cl₂ (g) → NaCl (s)

Gatz motak

Gatz bitarrak ulertzeko bideoa.

---

Bideo hau Jakindun elkarteak egin du. Gehiago dituzu eskuragarri euren gunean. Bideoak dituzten artikulu guztiak ikus ditzakezu hemen.

Era askotan sailka daitezke gatzak. Uretan disolbatzean hidroxilo ioiak askatzen dituzten gatzei alkali gatz deritze. Produktu azidoak sortzen dituzten gatzei aldiz gatz azido deritze. Baseak edo azidoak ez diren gatzei gatz neutral izena ipintzen zaie. Zwitterion-ek molekula berean zentro anioiko eta katioiko bat dute, baina ez dira gatz gisa hartzen. Zwitterionen adibideak hurrenak dira: amino azidoak, metabolitoak, peptidoak eta proteinak.

Sailkapena

Ondorengo taldetan sailkatzen dira gatzak:^[3]

• Gatz hidrazidoak: haloideak edo bitar neutroak, metal batez eta ez-metal batez osaturiko konposatu bitarrak dira, ez dute bestelako elementurik. Adibideak: sodio kloruroa (NaCl), burdina (III) kloruroa (FeCl₃), burdina (II) sulfuroa (FeS).
• Gatz oxoazidoak: oxoazidoak, hidrogeno guztiak ordezkatzen dira. Adibidez: sodio hipokloritoa (NaClO).
• Gatz azidoak: hidrogeno ordezkagarri bat eta gutxienez katioi metaliko bat dutenak dira. Aipatu beharra dago zenbait anioi inorganikok ordezkatzeko zailak diren hidrogenoak eduki ditzaketela. Adibidez: sodio hidrogenokarbonatoa (sodio bikarbonatoa bezala ezagunagoa, NaHCO₃). Konposatu hau oxigeno batekin elkartuta badago eta +1 oxidazio-egoera badu, anioi hau duten gatzak ezin dira gatz azidotzat hartu.
• Gatz basikoak edo hidroxigatzak: hidroxido ioia dutenak dira (OH^-), gainera, beste anioiak ere badituzte. Adibidez: burdin (III) hidroxikarbonatoa (Fe(OH)CO₃).
• Gatz bikoitzak: hidrogenoak gutxienez bi katioik ordezkatzen dituzte. Adibidez: potasio eta litioaren karbonato bikoitza (KLiCO₃).
• Gatz mistoak: anioi desberdinak dituzte. Adibidez: kaltzio klorurofluoruroa (CaClF), potasio klorurofluoruroa (K₄ClPO₄), burdina (III) nitratosulfatoa (Fe(NO₃)SO₄).
• Oxigatzak: gatz baten eta oxido baten elkarketatik sortuak. Adibidez: berun (IV) oxinitratoa (PbO(NO₃)₂), kobalto (III) oxikloruroa (CoOCl).
• Gatz hidratatuak: egitura kristalinoan ur molekulak dituzten gatzak. Adibidez: berun (III) oxido erdihidratatua (PbO·½H₂O), kaltzio sulfato dihidratatua (CaSO₄·2H₂O).

Nomenklatura

Gatz baten kristala. Gatzak kristal ionikoak dira, metal eta ez-metal batek osatuak.

Kokaina hidroklorida gatz organiko bat da.

Nomenklatura tradizionala jarraituz, gatzak euskaraz katioiaren izenarekin hasten dira, ondoren anioiaren izena txertatzen zaie. Alabaina, gatz mota ugari izanik, bakoitzaren izendapenean berezitasunak daude:

• Hidrazido gatzetan, anioiaren jatorrizko -hidriko atzizkia -uro atzizkiarekin ordezkatzen da. Adibidez, NaCl sodio kloruroa da eta bertan, kloro anioia azido klorhidrikotik (HCl) dator, baina gatza izendatzean -hidriko atzizkia -uro atzizkiak ordezkatzen du.
• Oxoazido gatzetan, anioiaren -oso edo -iko oxoazidoaren jatorrizko atzizkiak -ito edo -ato atzizkiek ordezkatzen dituzte, kasuaren arabera. Adibidez, Ca₃(PO₄)₂ kaltzio fosfatoa da; bertan, PO₄^3- anioia azido fosforikotik (H₃PO₄) dator. Anioi horren fosoforo atomoaren balentzia posibleak -3 eta -5 dira, kasu honetan handiena (-5) baliatzen duenez, -ato atzizkia ipintzen zaio oxoazidoari.^{[oh 1]}
• Gatz azidoetan (azido poliprotikoetatik datozen gatzak, hidrogeno atomo ordezkagarriak dituztenak), molekulan geratzen diren hidrogeno ordezkaezinen kopuruaren arabera izendatzen dira, dagokion aurrizkia erabiliz. Adibidez, sodio hidrogenosulfuroan (NaHS) anioia HS^- da, azido sulfhidrikotik datorrena; ikusten den bezala, sodio hidrogenosulfuroak hidrogeno atomo bakarra mantentzen du, bi mantenduko balitu dihidrogenosulfuro izena jasoko luke.
• Gatz basikoetan (hidroxilo ioiak dituzten gatzak, OH^-), lehenik metalaren izena ipintzen da eta honen ondoren hidroxido izena, hidroxilo-talde kopuruaren arabera jasotzen duen aurrizkia ipiniz, azkenik ez metalaren izena ipintzen da -uro atzizkiarekin. Adibidez, MgCl(OH) magnesio hidroxikloruroa da.
• Gatz hidratatuak (kristalizazio ura dutenak), osagaitzat duten gatzaren izena eta ur hidratatzaile kopuruari dagokion izena batuz izendatzen dira.

Ohiko anioi eta katioiak

Hurrengo katioiak dira gatzetan sarritan agertzen direnak:

• Amonioa NH₄⁺
• Kaltzio ioia Ca²⁺
• Burdina ioiak Fe²⁺ eta Fe³⁺
• Magnesio ioia Mg²⁺
• Potasio ioia K⁺
• Piridina C₅H₅NH⁺
• Amonio kuaternarioa NR₄⁺
• Sodio ioia Na⁺
• Oxonio edo hidronioa H₃O⁺

Hurrengo anioiak sarritan agertu ohi dira gatzetan:

• Azetatoa CH₃COO⁻ (azido azetikoa)
• Karbonatoa CO₃²⁻ (azido karbonikoa)
• Kloro anioia Cl⁻ (azido klorhidrikoa)
• Zitratoa HOC(COO⁻)(CH₂COO⁻)₂ (azido zitrikoa)
• Zianuroa C≡N⁻ (azido zianhidrikoa)
• Nitratoa NO₃⁻ (azido nitrikoa)
• Nitritoa NO₂⁻ (azido nitrosoa)
• Fosfatoa PO₄³⁻ (azido fosforikoa)
• Sulfatoa SO₄²⁻ (azido sulfurikoa)

Ezaugarriak

Kolorea

Potasio dikromato gatzak kolore laranja du, haren dikromato anioiak eragindakoa.

Manganeso dioxidoa beltza eta zurruna da, gatz guztiak ez dira gardenak.

Gatz solidoak normalean gardenak dira, adibide gisa jar dezakegu sodio kloruroa. Alabaina, sarritan, itxurazko gardentasun edo opakotasun hori soilik kristala osatzen duten monokristalen tamainaren desberdintasunaren araberakoa da. Argia aleen muturretatik islatzen denez (kristalitoen arteko muturretatik), kristala zenbat eta handiagoa izan, orduan eta gardenagoa izango da; horregatik, agregatu polikristalinoek (kristal txikiek) hauts zuriak dirudite.

Gatzek kolore ugari izan ditzakete, anioi eta katioietatik sortzen direnak. Adibidez:

• Sodio kromatoa horia da, bere kromato ioiarengatik.
• Potasio dikromatoa laranja da, potasio dikromato ioiak eraginda.
• Kobalto nitratoa gorria da, kobalto (II) hidratatuaren kromoforoak eraginda, zeinaren formula honakoa den: [Co(H₂O)₆]²⁺
• Kobre sulfatoa urdina da, kobre (II) kromoforoak eraginda.
• Potasio permanganatoak kolore morea du, permanganato anioiak bezalaxe.
• Nikel kloruroa berdea izan ohi da.
• Sodio kloruroa eta heptahidratatutako magnesio sulfatoa kolorerik gabekoak edo zuriak dira, osagaitzat dituzten anioi eta katioiek ez dutelako argiaren espektro ikusgaian xurgatzen.

Zenbait mineral uretan disolbagarriak direnez, gatz gisa hartzen dira. Pigmentu inorganikoak ez dira gatzak izan ohi eta zenbait tindu organiko gatzak dira, nahiz eta birtualki disolbaezinak izan uretan.

Zaporea

Gatz ugarik bost zapore arruntak eragin ditzakete, adibidez, gazitasuna (sodio kloruroa), gozotasuna (burdin diazetatoa, zeinak burdinak sortutako pozoitzea eragiten duen irentsiz gero), garraztasuna (potasio bitartratoa), mingostasuna (magnesio sulfatoa) eta umami (monosodio glutamatoa).

Usaina

Azido edo base indartsuez osaturiko gatzak ("gatz indartsuak") ez dira lurrunkorrak eta beraz, ez dute usainik. Alabaina, base edo azido ahulez osaturiko gatzek ("gatz ahulak") azido konjugatuaren usain bera izan dezakete (adibidez, azetatoek azido azetikoak bezala usaintzen dute, hau da, ozpinaren usaina dute), zianuroek azido zianhidrikoak bezala usaintzen dute (arbendol usaina); base konjugatuak bezala ere usain dezakete, hala nola, amonio gatzek amoniakoak bezala usaintzen dute. Deskonposaketa partzial motel hori uraren presentziarekin azeleratu egin ohi da, hidrolisia gatz ahulen eraketaren erreakzioaren ekuazio itzulgarriaren beste zatia delako.

Disolbagarritasuna

Kristal ioniko askok disolbatzeko gaitasun handia dute ura bezalako disolbatzaile polarretan. Gatzetan, molekuletan ez bezala, disolbatzen den kristala osagai anioiko eta katioikoetan disoziatzen da. Sare-energiak, kristala osatzen duten ioien arteko energia erakarlea, zehazten du kristal ionikoaren disolbagarritasuna. Gatzak soilik disolbatzaile polarretan disolba daitezke eta disolbatzailearen solbatazio-energiak kristalaren sare-energia gainditzen badu abiaraziko da disolbatzea. Sare-energia Born-Landé eta Born-Haber ekuazioek zehazten dute. Sare-energia hau uraren solbatazio energia baino ahulagoa da sodio, potasio eta amonio gatzetan; hortaz, disolbagarriak dira. Badira ordea salbuespenak, adibidez, amonio hexakloroplatinatoa eta potasio kobaltonitritoa. Nitrato eta sulfato gehienak disolbagarriak dira uretan. Salbuespenen artean ditugu bario sulfatoa, kaltzio sulfatoa (oso gutxi disolbatzen da) eta berun (II) sulfatoa; izan ere kristal hauetan 2+/2- ioi-bikoteek sare-energia indartsuak eragiten ditu. Antzeko arrazoiengatik. alkali metal karbonato gehienak ez dira disolbagarriak uretan. Badira zenbait karbonato gatz disolbagarri, alabaina: sodio karbonatoa, potasio karbonatoa eta amonio karbonatoa.

Eroankortasuna

Gatzak isolatzaileak dira egoera solidoan; urtuta edo disolbaturik ordea, elektrizitatea eroan dezakete. Hortik jasotzen dute elektrolitoek izena, zeinak likidotutako gatzek edo disolbaturiko gatzak dituzten disoluzioek osatzen dituzten.

Urtze-puntua

Gatzek urtze-puntu altua dute. Adibidez, sodio kloruroaren urtze-puntua 801 °C da. Sare-energia ahula duten gatz batzuk likidoak edo ia likidoak dira giro-tenperaturan. Talde horretan ditugu gatz urtuak izena jasotzen dutenak, zeinak gehienetan gatzen nahasketak diren; gatz ioniko likidoak ere talde honetakoak dira, hauek katioi organikoak eduki ohi dituzte. Likido hauek disolbatzaile moduan jarduten dutenean aparteko ezaugarriak dituzte.

Ezaugarri kimikoak

Propietate kimikoak katioi eta anioien propietateek edo horien zati batek zehazten dituzte.

Gatzek azidoekin eta oinarriekin erreakzionatzen dute erreakzio-produktua eta gas prezipitatua edo ura bezalako substantzia bat lortuz.

${\displaystyle {\mathsf {BaCl_{2}+H_{2}SO_{4}\longrightarrow BaSO_{4}\downarrow +2HCl}}}$

${\displaystyle {\mathsf {NaHCO_{3}+HCl\longrightarrow NaCl+H_{2}O+CO_{2}\uparrow }}}$

${\displaystyle {\mathsf {Na_{2}SiO_{3}+2HCl\longrightarrow 2NaCl+H_{2}SiO_{3}\downarrow }}}$

Gatzek metalekin erreakzionatzen dute metal-gatzetik askatzen denean erreaktibotasun-serie elektrokimiko batean:

${\displaystyle {\mathsf {Cu+HgCl_{2}\longrightarrow CuCl_{2}+Hg}}}$

Gatzek elkarren artean eta erreakzioaren ondoriozko produktuaren artean erreakzionatzen dute (gasa sortzen dute, eta jalkinak edo ura prezipitatzen dute); erreakzio horiek atomo erreaktiboen oxidazio-egoeren aldaketarekin gerta daitezke:

${\displaystyle {\mathsf {CaCl_{2}+Na_{2}CO_{3}\longrightarrow CaCO_{3}\downarrow +2NaCl}}}$

${\displaystyle {\mathsf {AgNO_{3}+NaCl\longrightarrow AgCl\downarrow +NaNO_{3}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {K_{2}Cr_{2}O_{7}+3Na_{2}SO_{3}+4H_{2}SO_{4}\longrightarrow Cr_{2}(SO_{4})_{3}+3Na_{2}SO_{4}+K_{2}SO_{4}+4H_{2}O}}}$

Gatz batzuk deskonposatu egiten dira berotzen direnean:

${\displaystyle {\mathsf {CuCO_{3}\longrightarrow CuO+CO_{2}\uparrow }}}$

${\displaystyle {\mathsf {Ca(NO_{3})_{2}\longrightarrow Ca(NO_{2})_{2}+O_{2}\uparrow }}}$

${\displaystyle {\mathsf {NH_{4}NO_{3}\longrightarrow N_{2}O\uparrow +2H_{2}O}}}$

${\displaystyle {\mathsf {NH_{4}NO_{2}\longrightarrow N_{2}\uparrow +2H_{2}O}}}$

Oharrak

1. Balentziaren araberako atzizki eta aurrizkiak: molekula oro izendatzerakoan, molekulako atomo zentralaren balentzia kontuan hartzen da eta honek hainbat balentzia baditu, atzizki desberdinak jasoko dituzten atomo zentral bera duten molekulek, baliatzen den balentziaren araberakoak.
   * Atomo zentralak balentzia bakarra badu: -iko edo -ato atzizkiak jasoko ditu molekulak. Adibidez, Li₂O Oxido litikoa.
   * Atomo zentralak balentzia txikiena baliatzen badu eta 3 edo 4 balentzia baditu: hipo- eta -oso edo -ito atzizkiak gehituko zaizkio, molekula motaren arabera. HClO azido hipoklorosoa.
   * Atomo zentralak balentzia handiena baliatzen badu eta 4 balentzia baditu: -per eta -iko edo -ato atzizkiak gehituko zaizkio, molekula motaren arabera. HClO₄ Azido perklorikoa.
   * Baliatzen duen balentziaren arabera, txikienetik handienera, ondorengo atzizkiak gehitzen zaizkio, 4 balentzia baditu molekulak; 3 baditu per- ez da erabiltzen eta birekin ez per- eta ezta hipo- aurrizkia ere: hipo- eta -oso/-ito < -oso/-ito < -iko/-ato < per- eta -iko/-ato.
   Sakontzeko, ikus: Nomenklatura kimikoa.