Apresentação do PowerPoint - Engenharia Civil UFPel 2011

FUNÇÕES
INORGÂNICAS
Funções Químicas
• Função química corresponde a um conjunto de substâncias que
apresentam propriedades químicas semelhantes.
• As substâncias inorgânicas podem ser classificadas em quatro
funções:
 Ácidos
 Bases
 Sais
 Óxidos
• Assim, numa reação química, todos os ácidos, por exemplo,
terão comportamento semelhante.
Ácidos
• Ácidos de Arrhenius: são substâncias compostas que em
solução aquosa liberam como único e exclusivo cátion o
hidrônio (H3O+).
Ionização de um Ácido
HCl + H2O  H3O+ + ClH2SO4 + 2H2O  2H3O+ + SO42H3PO4 + 3H2O  3H3O+ + PO43-
Hidrogênios ionizáveis
• Os hidrogênios que fornecem H3O+ são chamados de hidrogênios
ionizáveis.
• São aqueles que se ligam ao elemento mais eletronegativo na
molécula do ácido.
• Geralmente a quantidade de hidrogênios do ácido é a mesma que
pode ionizar, mas existem exceções:
H3PO3 + 2H2O  2H3O+ + HPO32-  apenas 2H+
H3PO2 + H2O  H3O+ + H2PO21-  apenas 1H+
Classificação dos Ácidos
• Quanto a presença ou ausência de carboxila (-COOH):
- Orgânicos
- Inorgânicos
(CH3-COOH, HOOC-COOH)
(H2CO3, H2S, HCN)
• Quanto a presença ou ausência de oxigênio:
- Hidrácidos
(HCl, H2S, HBr)
- Oxiácidos
(H2SO4, H3PO4, HClO4)
• Quanto ao número de elementos químicos:
- Binário (HCl, HBr, HF)
- Ternário (H2SO4, H3PO4, HCN)
- Quaternário (H4[Fe(CN)6])
• Quanto ao número de hidrogênios ionizáveis:
- Monoácidos (HCl, HI, H3PO2)
- Diácidos
(H2SO4, H2S, H3PO3)
- Triácidos
(H3PO4, H3BO3)
- Tetrácidos
(H4P2O7)
• Quanto ao Grau de Ionização ():
- Ácidos fracos: 0 < a < 5%
- Ácidos moderados: 5% < α < 50%
- Ácidos fortes : 50% < α < 100%
 =
Nº de Mol Ionizados
Nº de Mol Inicial
Ácido fraco: HClO
Ácido moderado: H3PO4
Ácido forte : H2SO4
HClO4
- Hidrácidos:
Fortes: HCl, HBr, HI
Moderado: HF
- Oxiácidos: HxEOy
0 fraco Ex.: HClO
y-x
1 moderado Ex.: H3PO4
2 forte Ex.: H2SO4
Fortes: H2SO4, HNO3, HClO3, HClO4
Nomenclatura Oficial
• Hidrácidos:
Seguem a seguinte regra:
Ácido
+ ídrico
Radical do Elemento
Exemplos:
HCl  ácido clorídrico
HBr  ácido bromídrico
HF  ácido fluorídrico
HI  ácido iodídrico
HCN  ácido cianídrico
• Oxiácidos:
Seguem a seguinte regra:
ico (+ oxigênio)
Ácido __________________ +
Radical do Elemento
Exemplos:
H2SO4  ácido sulfúrico
H2SO3  ácido sulfuroso
H2CO3  ácido carbônico
H3BO3  ácido bórico
HNO3  ácido nítrico
oso (- oxigênio)
• Outros exemplos:
- HClO4
- HClO3
- HClO2
- HClO
+7
Ácido Per.......ico
+6,+5
Ácido.......ico
+4,+3,+2
Ácido............oso
+1
Ácido Hipo.......oso
Menos
Oxigênios
+7
HClO4  ácido Perclórico
+5
HClO3  ácido clórico
+3
HClO2  ácido cloroso
+1
HClO  ácido Hipocloroso
+5
Exemplo: H3PO4 – ác. Fosfórico
+3
H3PO3 – ác. Fosforoso
+1
H3PO2 – ác. Hipofosforoso
Menos
Oxigênios
Exemplo:
+2 - 2
H2S
Ácido sulfídrico
+2 +4 - 6
H2SO3
Ácido sulfuroso
+2 +6 - 8
H2SO4
Ácido sulfúrico
* Para ácidos do enxofre usamos o radical
em latim “sulfur”.
Prefixos Orto, Meta e Piro
+3 +5 - 8
H3PO4
Ácido ortofosfórico (Ácido Fundamental)
+1 +5 - 6
HPO3
Ácido metafosfórico
+4 +10 -14
H4P2O7
Ácido pirofosfórico
+5
H3PO4  HPO3 + H2O
orto
meta
2 H3PO4  H4P2O7 + H2O
orto
piro
Características gerais dos ácidos
 Apresentam sabor azedo;
 Desidratam a matéria orgânica;
 Deixam incolor a solução alcoólica de fenolftaleína;
 Neutralizam bases formando sal e água.
Bases
• De acordo com Arrhenius, base ou hidróxido é toda
substância que, dissolvida em água, dissocia-se fornecendo
como ânion exclusivamente OH- (hidroxila).
NaOH  Na+ + OHCa(OH)2  Ca2+ + 2OH-
 Possuem OH-;
 Metais;
 Ligações Iônicas;
 Sólidos;
Al(OH)3  Al3+ + 3OH-
 Solúveis em água:
(metais alcalinos).
• Exceção:
NH3(g) + H2O(L)
 Não-metais;
 Ligações covalentes;
 Solução aquosa;
 Volátil.
NH4OH(aq)
Nomenclatura
Hidróxido de _________________
Nome do Elemento (metal)
NaOH  hidróxido de sódio
Fe(OH)2  hidróxido de ferro II
Fe(OH)3  hidróxido de ferro III
Classificação
• Quanto ao número de hidroxilas:
- Monobases:
- Dibases:
- Tribases:
- Tetrabases:
NaOH; NH4OH
Ca(OH)2; Mg(OH)2
Al(OH)3; Fe(OH)3
Pb(OH)4; Sn(OH)4
• Quanto ao grau de dissociação iônica:
- Fortes: Os hidróxidos de metais alcalinos (G1) e
metais alcalinos terrosos (G2).
- Fracas: Nesse grupo incluem-se o hidróxido de
amônio (NH4OH) e as demais bases.
• Quanto à solubilidade em água:
- Totalmente solúveis: os hidróxidos dos metais
alcalinos (G1) e o hidróxido de amônio (NH4OH).
- Parcialmente solúveis: hidróxidos dos metais
alcalino-terrosos (G2).
- Insolúveis: todos os demais hidróxidos.
KOH
Monobase
Forte
Solúvel
Al(OH)3
Tribase
Fraca
Insolúvel
Características gerais das bases
 Apresentam sabor caústico;
Deixam vermelha a solução alcoólica de fenolftaleína;
 Neutralizam ácidos formando sal e água.
Sais
• Sal de Arrhenius - Composto resultante da neutralização de
um ácido por uma base, com eliminação de água.
• É formado por um cátion proveniente de uma base e um
ânion proveniente de um ácido.
Ácido + Base
Sal + Água
• A reação de um ácido com uma base recebe o nome de
neutralização.
HCl + NaOH
NaCl + H2O
Nomenclatura
• Obedece à expressão:
(nome do ânion) de (nome do cátion)
Sufixo do ácido
ídrico
ico
oso
H2SO4 + Ca(OH)2
Ácido Sulfúrico
Sufixo do ânion
eto
ato
ito
CaSO4 + 2 H2O
Sulfato de cálcio
(gesso)
Sais neutros ou normais
• São obtidos por neutralização total (H+ ioniz = OH-):
H2CO3 + Ca(OH)2
CaCO3 + 2 H2O
2 NaOH + H2SO4
Na2SO4 + 2 H2O
Sais Ácidos e Sais Básicos
• São obtidos por neutralização parcial (H+ioniz ≠ OH-):
H2CO3 + NaOH
NaHCO3 + H2O
Sal ácido ou hidrogenossal
(hidrogenocarbonato de sódio)
HCl + Mg(OH)2
Mg(OH)Cl + H2O
Sal básico ou hidróxissal
(hidróxicloreto de magnésio)
Classificação
• Quanto à presença de oxigênio:
Oxissais : CaSO4 , CaCO3 , KNO3
- Halóides: NaCl , CaCl2 , KCl
• Quanto ao número de elementos:
- Binários: NaCl , KBr , CaCl2
- Ternários: CaSO4 , Al2(SO4)3
- Quaternários: NaCNO , Na4Fe(CN)6
• Quanto à presença de água:
- Hidratados: CuSO4.5 H2O; CaSO4.2 H2O
- Anidros: KCl; NaCl; CaSO4
• Quanto à natureza:
- Neutros ou normais: NaBr; CaCO3
- Ácidos ou Hidrogenossais: NaHCO3; CaHPO4
- Básicos ou Hidroxissais: Ca(OH)Br
- Duplos ou mistos: NaKSO4; CaClBr
Óxidos
• Óxido é todo composto binário oxigenado, no qual o
oxigênio é o elemento mais eletronegativo.
Fórmula geral dos óxidos:
Ex+2 O2-X
Exemplos:
CO2, H2O, Mn2O7, Fe2O3
Nomenclatura
Regra geral:
(Prefixo) + óxido de (prefixo) + elemento
CO  monóxido de monocarbono
N2O5  pentóxido de dinitrogênio
P2O3  trióxido de difósforo
H2O  monóxido de diidrogênio
Nox fixo (G1 e G2) - óxido de elemento
Para metais:
Nox - óxido de elemento + valência
Na2O  óxido de sódio
Al2O3  óxido de alumínio
FeO  óxido de ferro II (óxido ferroso)
Fe2O3  óxido de ferro III (óxido férrico)
Classificação
• Óxidos Ácidos
• Óxidos Básicos
• Óxidos Anfóteros
• Óxidos Neutros
• Óxidos Duplos
• Peróxidos
• Superóxidos
Óxidos Básicos (metálicos)
• São formados por metais alcalinos e alcalinos terrosos e
reagem com água formando bases e com ácidos
formando sal e água.
Óxido básico + H2O  base
Na2O + H2O  2NaOH
CaO + H2O  Ca(OH)2
CaO (cal virgem, cal viva )
Óxido básico + ácido  sal + H2O
MgO + 2HCl  MgCl2 + H2O
Óxidos Ácidos (anidridos)
• São formados por não-metais e reagem com água formando
ácidos e com bases formando sal e água.
Óxido ácido + H2O  ácido
(CO2 – EFEITO ESTUFA)
CO2 + H2O  H2CO3
N2O5 + H2O  2HNO3
“chuva ácida”
SO3 + H2O  H2SO4
Óxido ácido + base  sal + H2O
CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O
Óxidos Anfóteros (anfipróticos)
• São óxidos de caráter intermediário entre ácido e básico.
Reagem com ácidos e bases formando sal e água.
Óxido anfótero + ácido/base  sal + água
ZnO
+ 2HCl  ZnCl2 + H2O
ZnO
+ 2NaOH  Na2ZnO2 + H2O
Al2O3 ; ZnO
ZnO (hipoglós)
Al2O3 (alumina)
Óxidos
Neutros
Óxidos Neutros
(indiferentes)
• São todos covalentes e não reagem com base, ácido ou
água; mas podem reagir com oxigênio.
CO + H2O  Não ocorre reação
NO + HCl  Não ocorre reação
Óxido Neutro + O2  Oxidação
CO + ½O2  CO2
CO ; NO
Óxidos Duplos (mistos)
• São óxidos que, quando aquecidos, originam dois
outros óxidos.
M 3O 4
Fe, Pb, Mn
Fe3O4  FeO + Fe2O3
(magnetita, imã)
Fe3O4; Pb3O4; Mn3O4
Peróxidos
Peróxidos
• São formados por metais alcalinos, alcalinos terrosos e
hidrogênio e possuem oxigênio com Nox = -1.
M 2O 2
M. Alcalinos
-
MO2
M. Alc. Terrosos
Na2O2 ; Li2O2 ; CaO2; MgO2
H2O2 - Agente oxidante e bactericida
Superóxidos (polióxidos)
• São formados por metais alcalinos, alcalinos terrosos e
hidrogênio e possuem oxigênio com Nox = - ½.
M 2O 4
M. Alcalinos
-
MO4
M. Alc. Terrosos
Na2O4 ; Li2O4 ; CaO4 ; MgO4
Classificação
18
1
2
13 14 15 16 17
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Óxidos
Básicos
Óxidos
Óxidos
Anfóteros
 OB + H2O  BASE
OB + ÁCIDO  SAL + ÁGUA
 OA + H2O  ÁCIDO
OA + BASE  SAL + ÁGUA
Ácidos
Nox ≥ +4
 ÓXIDO DUPLO OU MISTO = Me3O4
 ÓXIDOS NEUTROS = CO, NO, N2O
 PERÓXIDOS= ....O2
 SUPERÓXIDOS= ....O4
H, G1 e G2