ICS – Instituto de Ciências e Saúde Curso – Nutrição Química Geral I - Prof. Barbieri Funções Inorgânicas FUNÇÕES INORGÂNICAS: é um conjunto de substâncias com propriedades químicas semelhantes, denominadas propriedades funcionais. Eletrólitos: são substâncias que, quando dissolvidas em água, conduzem a corrente elétrica. Não eletrólitos: não conduzem a corrente elétrica. O químico Arrhenius, em 1889, sugeriu em sua teoria que os eletrólitos, em solução, se dissociariam em duas partes (íons): uma positiva e outra negativa. Isso explicaria a condução de corrente elétrica por estas soluções. Na realidade, nos compostos iônicos, os íons já se encontram presentes. A água, neste caso, somente separa (dissociação) os íons já existentes. 1 Nos compostos covalentes que são eletrólitos, a água cria condições para que os íons sejam formados e separados. Este processo recebe o nome de ionização. ionização dissociação HCl Na+Cl- = H+ + = Na+ Cl+ Cl- Seguindo critério baseado na dissociação/ionização, Arrhenius propôs a Teoria da Dissociação Eletrolítica, onde divide as substâncias em grupos com características químicas distintas. 1.ÁCIDOS: Segundo Arrhenius, ácidos são substâncias que, quando em solução aquosa, se dissociam, originando exclusivamente H+ como íons positivos. 1.1. Classificações dos ácidos presença ou não de oxigênio Oxiácidos: presença de oxigênio na molécula. Exemplos: H2SO4 , HNO3 Hidrácidos: oxigênio não presente na molécula. Exemplos: HCl, HCN 2 número de hidrogênios ionizáveis Monoácidos: presença de 1 H ionizável. HCl H+ = + Cl- Diácidos: presença de 2 H ionizáveis. H2SO4 = 2 H+ + SO42- Triácidos: presença de 3 H ionizáveis. H3PO4 = 3 H+ + PO43- volatilidade Voláteis: são gasosos ou líquidos e com baixo ponto de ebulição: HNO3 , HCl e H2S Fixos: muito pouco voláteis, somente H2SO4 e H3PO4 grau de ionização Representado pela letra grega alfa (), o grau de ionização é a relação entre a quantidade de moléculas dissociadas e o total de moléculas dissolvidas. Quanto maior o valor de alfa, mais alta a tendência do ácido a se dissociar. alfa (%) = (nº moléculas ionizadas / nº moléculas dissolvidas) x 100 3 ácidos fortes (alfa maior que 50%): HI, HBr, HCl, HNO3, H2SO4. ácidos médios (alfa entre 5 e 50%): H2SO3, H3PO4, HF. ácidos fracos (alfa menor que 5%): H2S, H3BO3, HCN. ácidos orgânicos. 1.2. Formulações sobre os ácidos Juntam-se tantos H+ quantos forem necessários para neutralizar a carga do ânion. Para um ânion com carga x-, e utiliza-se x hidrogênio para formular o ácido. Hx AxExemplos: NO31- HNO3 SO42- H2SO4 PO43- H3PO4 1.3. Nomenclatura dos ácidos a) Hidrácidos:o nome é feito com a terminação ídrico Ácido nome do anion ídrico Ex: HCl: ácido clorídrico; HI: ácido iodrídico 4 b)Oxiácidos: quando apresenta apenas a formação de um oxiáxido e sua terminação é ico Ácido nome do anion ico Ex: H2CO3: ácido carbônico ; H3BO3: ácido bórico B2)quando apresenta a formação de 2 oxiácidos e sua terminação é ico Ácido nome do anion ico oso Maior nox Menor nox Ex: HNO3: ácido nítrico; HNO2: ácido nitroso 2. BASES: As bases, segundo Arrhenius, são substâncias que, em solução, se dissociam, originando como único íon negativo o OH1-. 2.1. Classificações dos ácidos número de OH1- presente na fórmula monobase: 1 OH1- , NaOH, KOH dibase: 2 OH1- , Ba(OH)2, Fe(OH)2 tribase: 3 OH1- , Cr(OH)3, Al(OH)3 tetrabase: 4 OH1- , Pb(OH)4, Sn(OH)4 5 solubilidade em água solúveis: as de metais alcalinos, metais alcalinoterrosos e o hidróxido de amônio (que é uma base fraca e volátil). insolúveis: todas as demais. grau de dissociação fortes (>50%): as de metais alcalinos e metais alcalino-terrosos. fracas: todas as demais. 2.2. Formulações sobre as bases Adicionam-se tantos OH-1 quantos forem necessários para neutralizar a carga do cátion. Bx+ (OH)x K1+ KOH Ba2+ Ba(OH)2 Al3+ Al(OH)3 6 2.3. Nomenclatura das bases a) Quando o elemento forma apenas uma base Hidróxido de nome do elemento Ex: NaOH: hidroxido de sódio; b) Quando o elemento forma duas bases Hidróxido de nome do elemento ico Hidróxido de nome do elemento oso Maior nox Menor nox Ex: Fe(OH)3: hidróxido férrico; Fe(OH)2: hidróxido ferroso 3. SAIS: Segundo Arrhenius, sais são substâncias que, quando em solução aquosa, liberam: pelo menos um íon positvo diferente do H1+ e pelo menos um íon negativo diferente do OH1-: CaCl2 Na2SO4 Ca2+ = = + 2 Na1+ 2 Cl1+ SO42- Como os sais são provenientes de reações de neutralização entre ácidos e bases, o ânion se origina do ácido e o cátion da base. 7 ÁCIDO + BASE = SAL + ÁGUA 3.1. Classificações dos ácidos As reações de neutralização podem ser de três tipos: Reação de neutralização total: neste tipo de reação, quantidades iguais, em número de mols, de H1+ e OH1- se neutralizam mutuamente. 1 H2SO4 + 2 NaOH = 1 NaSO4 + 2 H2O Sais deste tipo são classificados como normais. Reação de neutralização parcial do ácido: 1 mol de H2SO4 reagindo com 1 mol de NaOH. Como o H2SO4 possui 2 H1+ em sua molécula, o sal produto será ácido. 1 H2SO4 + 1 NaOH = NaHSO4 + H2O Sais deste tipo são classificados como ácidos. Reação de neutralização parcial da base: 1 mol de Ba(OH)2 reagindo com 1 mol de HCl. Como o Ba(OH)2 possui 2 OH1- em seu íonfórmula, o sal produto será básico. 1 Ba(OH)2 + 1 HCl = 1 Ba(OH)Cl + 1 H2O 8 Sais deste tipo são classificados como básicos. 3.2. Nomenclatura dos sais ------------------------- de -------------------nome do ânion nome do cátion Segue-se a mesma regra das terminações usada nos ácidos. Ácido Ânion ídrico eto oso ito ico ato HCl ácido clorídrico KCl cloreto de potássio HNO2 ácido nitroso NaNO2 nitrito de sódio HNO3 ácido nítrico KNO3 nitrato de potássio No caso de sais que na sua constituição possuam cátion que possam ter nox diferentes, deve-se utilizar algarismos romanos para identificação. Fe(NO3)2 nitrato de ferro II Fe(NO3)3 nitrato de ferro III No caso de o cátion possuir somente dois nox possíveis, pode-se também optar por utilizar os 9 sulfixos oso e ico, respectivamente para o menor e maior nox. Fe(NO3)2 nitrato ferroso Fe(NO3)3 nitrato férrico 4. Óxidos: Óxido é todo composto binário, onde o oxigênio é o elemento mais eletronegativo. Os óxidos podem ser iônicos ou moleculares. Os óxidos iônicos são aqueles resultantes da união do oxigênio com um metal. Os óxidos moleculares são aqueles resultantes da união do oxigênio com um não metal. 4.1.Nomenclatura dos óxidos a) Iônicos óxido de ______________ nome do elemento + (carga do cátion em romanos) a carga do cátion em algarismos romanos é dispensável se o mesmo apresentar nox fixo. Na2O óxido de sódio Cu2O óxido de cobre I CuO óxido de cobre II 10 b)Moleculares Prefixos indicam as quantidades de átomos de oxigênio e não-metal contidos na fórmula. (mono ou di ou tri ...) óxido de (mono ou di ou tri ...) + nome do elemento O prefixo mono é somente opcional quando indicar a quantidade de átomos do não metal. CO monóxido de carbono; CO2 dióxido de carbono N2O monóxido de dinitrogênio; dinitrogênio N2O5 pentóxido de 4.2. Classificação dos óxidos Óxidos básicos: resultantes da união do oxigênio com metais alcalinos e alcalinoterrosos. Reagem com água, originando base. Na2O BaO + + H 2O H2O = 2 NaOH = Ba(OH)2 Reagem com ácido, originando sal e água: Na2O BaO + + 2 HCl 2 HNO3 = = 2 NaCl + Ba(NO3)2 H2 O + H2O 11 Óxidos ácidos: originam-se da desidratação de ácidos. Por este motivo, possuem uma nomenclatura opcional especial que especifica o ácido de origem. H2CO3 menos 1 H2O = CO2 anidrido carbônico H2SO4 menos 1 H2O = SO3 anidrido sulfúrico Reagem com água, originando ácido. CO2 + H2O = H2CO3 SO3 + H2O = H2SO4 Reagem com base, originando sal e água. SO3 + 2 NaOH = Na2SO4 + H2O Óxidos anfóteros: reagem com base ou ácido, originando sal e água. Não reagem com água. ZnO , SnO , PbO , MnO2 , SnO2 , PbO2 , Al2O3 . Óxidos neutros ou indiferentes: não reagem com água, base ou ácido. CO , NO , N2O Peróxidos: resultam da união de metais alcalinos, alcalino-terrosos e hidrogênio com o 12 radical O22-. Este radical tem a seguinte estrutura: ¯¯ O ¯¯ O ¯¯ . H2O2 , Na2O2 , K2O2 , CaO2, BaO2 Os peróxidos reagem com ácidos, originando sal e água oxigenada. CaO2 + H2SO4 = BaSO4 + H2 O2 13