funções inorgânicas - Unp

Função química
Conjunto de
semelhantes
compostos
que
possuem
comportamento
As principais funções inorgânicas são :
•Os ácidos
•As bases
•Os sais
Mas você sabe
identificar ?
•Os óxidos
Ácidos
Do ponto de vista prático. Os ácidos apresentam as seguintes
características:
• Têm sabor azedo
• Formam soluções aquosas condutoras de eletricidade
• Mudam a cor de certas substâncias (indicadores)
A) Definição de ácido de Arrhenius
São substâncias que, em solução aquosa, sofrem ionização
fornecendo como cátions exclusivamente H+ (cátions hidrogênio).
HC (aq)  H (aq)  C - (aq)
HC (aq)  H2O(l)  H3O  (aq)  C - (aq)
H2 S(aq)  2 H (aq)  S 2(aq)
H2S(aq)  2H2O(l)  2 H3O  (aq)  S 2(aq)
H+ + H2O  H3O+
Hidrônio
B) Classificação
1) Quanto ao número de hidrogênios ácidos na molécula
Monoácido: HCl, HBr, Hl, HNO3
Diácido: H2SO4, H2S, H2CO3, H2SO3
Triácido: H3AsO4, H3PO4
Tetrácido: H4P2O7, H4As2O7
2) Quanto a presença de oxigênio na molécula
Hidrácidos ou não oxigenado: HCl
Oxiácido ou oxigenado: H2SO3, HNO2
3) Quanto ao número de elementos na molécula
Binário: HCl, HBr, Hl, ...
Ternário: HNO2, H2SO3, HCN, ...
Quaternário: H4Fe(CN)6, H3Fe(CN)5, ...
Observação :
HCN(aq)  H2O(l)  H3O (aq)  C N -(aq)
H2S(aq)  H2O(l)  2H3O

(aq)
H3PO 3(aq)  2H2O(l)  2H3O
O
S

(aq)
H
2(aq)
 HPO
Por que ?
H
OPO
H Por que ?
Monoácido
Diácido
23 (aq)
Diácido
Ligado ao oxigênio
Diferença de eletronegatividade
H
HOPO
H
4) Quanto a força do ácido
Mas o que é a
força de um
ácido ?
Capacidade de ionização
Determinada pela medida da condutividade elétrica das soluções
Qual das duas
soluções é
composta por um
ácido fraco?
Solução A
Solução B
Como o ácido é fraco ele ioniza pouco,
produzindo uma solução com baixa concentração de íons
Como comparar as forças dos ácidos
Com relação ao a (grau de ionização)

moléculas ionizadas
 100
moléculas totais
Hidrácidos
Fortes: HCl, HBr, HI;
Moderado: HF;
Fraco: o resto
  50% forte
5% <  < 50% moderado
  5% fraco
Oxiácidos
HmXOn
n – m = 3 (muito forte) – HClO4
n – m = 2 (forte) – H2SO4
n – m = 1 (moderado)- H2SO3
n – m = 0 (fraco)- HClO
5) Quanto a Volatilidade:
Capacidade de passar do estado líquido para o estado gasoso
à temperatura ambiente
Voláteis: HF, HCN, H2S, HNO3, HClO3, CH3COOH
Fixos: H2SO4, H3PO4
C) Nomenclatura
HX
Hidrácidos
Elemento
Ácido ___________________Ídrico
HCl
Ácido clorídrico
HBr
Ácido bromídrico
HCN
Ácido cianídrico
HF
Ácido fluorídrico
H 2S
Ácido sulfídrico
Oxiácidos
HXO
Elemento
Ácido prefixo___________________sufixo
Nox
H2SO4
+6
sulfúrico
HNO3
+5
nítrico
Nox
H3PO4
+5
fosfórico
H2CO3
+4
carbônico
Exceção
Bases
Do ponto de vista prático. As bases apresentam as seguintes
características:
• Têm sabor adstringente
• Formam soluções aquosas condutoras de eletricidade
• Mudam a cor de certas substâncias (indicadores)
A) Definição de base de Arrhenius
Pela definição de Arrhenius são substâncias que, em solução aquosa,
sofrem dissociação iônica fornecendo como ânions exclusivamente
OH– (ânions hidroxila ou oxidrila).
NaOH(aq)  Na  (aq)  OH- (aq)
Ca(OH)2(aq)  Ca2 (aq)  2OH- (aq)
Cuidado
A substância amônia (NH3) é um gás com odor irritante que, ao ser
dissolvido em água forma uma solução de hidróxido de amônio
através de uma ionização.
NH3(aq) + H2O(l)  NH4+(aq) + OH–(aq)
B) Nomenclatura
Hidróxido de (nome do metal).
KOH
Hidróxido de potássio
Mg(OH)2 Hidróxido de magnésio.
Fe(OH)2 Hidróxido de ferro II.
Fe(OH)3 Hidróxido de ferro III.
NH4OH. Hidróxido de amônio.
C) Classificação
1) De acordo com o número de íons OH– (oxidrilas)
Monobase: NaOH, KOH, NH4OH
Dibase: Ca(OH)2, Zn(OH)2
Tribase: Al(OH)3, Fe(OH)3
2) Solubilidade
Solúveis  hidróxidos de metais alcalinos e hidróxido de amônio
Parcialmente solúveis  hidróxidos de metais alcalinos terrosos
(Com exceção do Mg(OH)2 e Be(OH)2 que são pouco solúveis)
Insolúveis  O resto
3) De acordo com o grau de dissociação (Força)
Bases fortes  hidróxidos de metais alcalinos (1A) e alcalinos
terrosos (2A)
 Exceções Mg(OH)2 e Be(OH)2
Bases fracas  hidróxido de amônio e os hidróxidos de metais em
geral
Identificando caráter ácido e básico
Utilizando indicadores
Escala de pH
Ácidos
H 2SO 3(aq)  2H  (aq)  SO 32- (aq)
ionização
H 2SO 3(aq)  2H 2 O (l)  2H 3O  (aq)  SO 32- (aq)
Classificação
H 2S
HClO4
H2SO4
H3PO4
diácido
monoácido
diácido
triácido
fraco
Muito forte
forte
Ácido sulfídrico
Ácido perclórico
Ácido sulfúrico
moderado
Ácido fosfórico
Bases
Ca(OH)2 (aq)  Ca
2
(aq)
 2OH - (aq)
NH 3(aq)  H 2 O (l)  NH 4

dissociação

OH
(aq)
(aq)
ionização
Classificação
KOH
monobase
solúvel
forte
Hidróxido
de potássio
Mg(OH)2
dibase
insolúvel
fraca
Hidróxido
de magnésio
Al(OH)3
Ca(OH)2
tribase
insolúvel
fraca
Hidróxido
de alumínio
dibase
solúvel
forte
Hidróxido
de cálcio
Identificando caráter ácido e básico
Utilizando indicadores
Escala de pH
Classifique as substâncias abaixo
HClO4(aq)  H+(aq) + ClO4-(aq)
Ácido
NaOH(aq)  Na+(aq) + OH-(aq)
Base
Conceito de ácido e base de
Arrhenius
Restrito ao meio aquoso
Classifique as substâncias abaixo como ácido ou base
HClO4 + H2SO4  H3SO4+ + ClO4ácido
base
AlCl3 + Cl- AlCl4ácido
Teorias modernas de ácido-base
Brosted-Lowry
Lewis
base
Teoria de Brönsted-Lowry
Ácido é toda substância capaz de doar próton, H+.
Base é toda substância capaz de receber próton, H+.
H+
H+
HCl + CH3OH  CH4OH+ + Clácido
base
ácido
Pares conjugados
Diferem por um H+
base
HClO 4  H2SO 4  ClO -4  H3SO 4
ácido
base
base
ácido
HCN(aq)  H2O(l)  H3O (aq)  CN -(aq)
ácido
base
ácido
base
NH3(aq)  H2O(l)  NH4(aq)  OH-(aq)
base
ácido
ácido
H2O Anfiprótica
base
Teoria de Lewis
As bases de Lewis – substâncias doadoras de pares eletrônicos
Os ácidos de Lewis–substâncias receptoras de pares eletrônicos
base
ácido
Nucleófilo
Eletrófilo
Ag+
+
ácido
NH3 
[Ag(NH3)2]+
base
1) Uma vez que ácidos de Lewis são espécies que podem
receber pares de elétrons, então, todos os íons positivos são,
segundo esse conceito, ácidos, já que atraem elétrons
AlCl 3  Cl -  AlCl -4
ácido
base
2) Por outro lado, todos os íons negativos são bases de
Lewis, porque uma vez com excesso de elétrons, podem
fornecê-los aos ácidos para formar ligações.
HCN(aq)  H2O(l)  H3O (aq)  CN-(aq)
ácido
Arrhenius
Bronsted-Lowry
Lewis
Mas o que um sal ?
Do ponto de vista prático. Os sais apresentam como principal
característica o sabor salgado:
Sal de cozinha
Bicarbonato de sódio
Permanganato de potássio
Mas será que, além do sabor, existe
outra forma de definir um sal?
HCl(aq)  NaOH(aq)  NaCl(aq)  H2O(l)
HMnO4(aq)  KOH(aq)  KMnO4(aq)  H2O(l)
NaCl(aq)  Na (aq)  Cl -(aq)
KMnO4(aq) 
Pode ser definido
como o produto de
uma neutralização
Em meio aquoso sofrem
dissociação
-
K (aq)  MnO4 (aq)
Cátions ≠ H+
Ânions ≠ OH-
Classificação dos sais
• Sal normal
Neutralização total (H+ = OH-)
HNO3(aq)  NaOH(aq)  NaNO3(aq)  H2O(l)
H2SO 4(aq)  2KOH(aq)  K 2SO 4(aq)  2H2O(l)
• Hidrogenossal
Neutralização parcial ácida (H+ > OH-)
H2SO 4(aq)  KOH(aq)  KHSO 4(aq)  H2O(l)
• Hidroxissal
Neutralização parcial básica (H+ < OH-)
HCl4(aq)  Al(OH)3(aq)  Al (OH ) 2 Cl(aq)  H 2O(l)
Nomenclatura dos sais
HCl(aq)  NaOH (aq)  NaCl(aq)  H 2O(l)
Ácido clorídrico
Hidróxido de sódio
ácido
base
Nome do ânion
de
Nome do cátion
oso - ito
Cloreto de sódio
NO3

Nitrato
SO4
2
Sulfato
PO4
3
Fosfato
Ídrico - eto
ico - ato
CO3
2
Carbonato
Cl 
Cloreto
Sal
hidratado
NaNO3
Nitrato de sódio
K 3 PO4
fosfato de potássio
NaHCO3
Monohidrogeno carbonato de sódio
Fe2 (SO4 )3
Sulfato de ferro III
CaSO4  2 H 2O
Al (OH ) 2 F
Carbonato de sódio
Sulfato de cálcio dihidratado
Dihidroxifluoreto de alumínio

Na CO3
2
Na2CO3
Algumas
substâncias
são
capazes de absorver facilmente
a água do ambiente e, por isso,
são
classificados
como
substâncias higroscópicas.
O cloreto de cálcio, CaC2, por exemplo, é vendido como
“antimofo”, pois absorve água, transformando-se no cloreto de
cálcio dihidratado.
Caráter ácido e básico dos sais
• Sal neutro
Ácido forte e base forte
HNO3(aq)  NaOH (aq)  NaNO3(aq)  H 2O(l)
• Sal ácido
Ácido forte e base fraca
3H 2SO4 ( aq ) 2 Al (OH ) 3( aq )  Al2 ( SO4 )3( aq )  6 H 2O(l )
• Sal básico
Ácido fraco e base forte
H 2CO3( aq )  NaOH ( aq )  NaHCO3( aq )  6 H 2O(l )
Solubilidade dos sais
Sais solúveis
NaNO3
K 3 PO4
Sais insolúveis
CaCO3
AgCl
A solubilidade dos
sais
depende
do
cátion e do ânion.
Todos os sais dos metais alcalinos são solúveis
Mas o que um óxido ?
Composto binário onde o oxigênio é elemento
mais eletronegativo.
CO2
SO3
CaO
Na2O
Óxidos
Tipo de ligação
comportamento
Classificação dos Óxidos quanto a ligação
SO3
CO2
CaO
Óxidos moleculares
Na2O
Óxidos iônicos
YO
XO
Eletronegatividade
Ametal
E
Metal
E
Nomenclatura dos Óxidos
Óxidos moleculares
Mono
Di
Tri
...
+
óxido
de
Mono
Di
Tri
...
Nome do
elemento
SO3
Trióxido de enxofre
NO2
dióxido de nitrogênio
N 2O5
Pentóxido de dinitrogênio
Nomenclatura dos Óxidos
Óxidos iônicos
óxido
Al2O3
de
óxido de alumínio
CaO
Nome do elemento
Fe2O3
óxido de cálcio
Óxido de ferro III
Classificação dos Óxidos quanto ao comportamento
Óxidos ácidos
Se comportam como ácido
Óxido ácido + água  ácido
Óxido ácido + base  sal + água
CO2(g)  H 2O(l)  H 2CO3(aq) CO2(g)  Ca(OH ) 2 ( aq)  CaCO3(s)  H 2O(l )
Como identificar
XO
Ametal ou metal
com nox alto
SO2
NO2
H 2 SO4  H 2O  SO3
CrO3
Anidrido
Sulfúrico
Classificação dos Óxidos quanto ao comportamento
Óxidos básicos
Se comportam como base
Óxido básico + água  base
Óxido básico + ácido  sal + água
CaO(g)  H 2O(l)  Ca(OH ) 2(aq)
CaO(s)  H 2 SO4 ( aq)  CaSO4(s)  H 2O(l )
Como identificar
XO
metal com nox
baixo
Na2O
MgO
CrO
Classificação dos Óxidos quanto ao comportamento
Óxidos neutros
Não reagem com ácidos, bases e água
CO
NO
N 2O
CO
NO
N N O
Ligações difíceis de serem quebradas
Os óxidos neutros
podem reagir com o
oxigênio
2CO( g )  O2 ( g )  2CO2 ( g )
Classificação dos Óxidos quanto ao comportamento
Óxidos anfóteros
reagem com ácidos e bases formando sal e água
Al2O3(s)  3H 2 SO4 ( aq)  Al2 ( SO4 ) 3(s)  3H 2O(l )
Al2O3(s)  2 NaOH ( aq)  2 NaAlO2(s)  H 2O(l )
Como identificar
ZnO
PbO
SnO2
Fe2O3
Classificação dos Óxidos quanto ao comportamento
O22
Peróxidos
Como identificar
XO2
Metal (1A ou 2A)
Na2O2
K 2O2
CaO2
BaO2
Peróxido
de sódio
Peróxido
de potássio
Peróxido
de cálcio
Peróxido
de bário
Na2O2  H 2O  2 NaOH  H 2O2
Na2O2  2 HCl  2 NaCl  H 2O2
A Classificação dos óxidos e a tabela periódica
Óxidos ácidos
Óxidos básicos
Li
Óxidos anfóteros
N
Si
P
Na
Mg
K
Ca
Rb
Sr
Sn
Cs
Ba
Pb
Fr
Ra
Cr
Mn
Al
C
S
Cl
Br
Zn
I