H 2 O - Marcelinas

FUNÇÕES
INORGÂNICAS
Professor: Nilsonmar
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
Ácidos
Ácidos de ARRHENIUS: são substâncias
compostas que em solução aquosa
liberam como cátion o Hidrogênio
( H+) e um ânion qualquer.
Equação de Ionização dos ácidos
HCl
H2O
H+ + Cl-
Conceito Moderno
• Ácidos são compostos que quando em
solução aquosa se ionizam, produzindo o
íon hidrônio ou hidroxônio (H3O+) e um
ânion qualquer.
HCl + H2O
H2SO4 + 2 H2O
H3O+ + Cl2 H3O+ + SO4=
Características gerais dos
ácidos
Apresentam sabor azedo;
Desidratam a matéria orgânica;
Deixam incolor a solução alcoólica de
fenolftaleína;
Neutralizam bases formando sal e água;
Conduzem a corrente elétrica quando em
solução aquosa.
Classificação dos Ácidos
Quanto a presença ou ausência de Oxigênio
 Hidrácidos
(HCl, H2S, HBr)
 Oxiácidos
(H2SO4, H3PO4, HClO4)
De acordo com o
hidrogênios ionizáveis
número
de
• Monoácidos: produz apenas um H+ (HCl, HNO3, etc).
• Diácidos: produz dois H+ (H2SO4, H2CO3, etc).
• Triácidos: produz três H+ (H3PO4, H3BO3, etc).
• Tetrácidos: produz quatro H+ (H4P2O7, H4SiO4, etc).
CUIDADO!
H3PO3 – diácido – apenas 2 H+;
H3PO2 – monoácido – apenas 1 H+.
De acordo com o Grau de ionização (α)
• Ácidos fortes: quando α › 50% - HCl = 92%, H2SO4 = 61%.
• Ácidos moderados: quando 5% < α < 50% - HF=8%, H3PO4 = 27%.
• Ácidos fracos: quando α < 5% - HCN=0,008%, H2CO3 = 0,18%.
0%
α
100%
Força dos Ácidos
• Nos hidrácidos:
– são fortes: HCl, HBr, HI;
– é moderado: apenas HF;
– são fracos: todos os demais.
• Nos oxiácidos, a força é tanto maior
quanto maior for a seguinte diferença:
(número de oxigênio) – (número de hidrogênio)
HClO4 : 4 – 1 = 3
HNO3 : 3 – 1 = 2
H3PO4 : 4 – 3 = 1
H3BO3 : 3 – 3 = 0
muito forte
forte
moderado
fraco
Cuidado! O ácido carbônico (H2CO3) é fraco α = 0,18%
De acordo com a volatilidade
• Ácidos fixos:
voláteis.
ou são sólidos ou são líquidos pouco
– H2C2O4 é um sólido;
– H2SO4 é um líquido – ferve a 338°C
• Ácidos voláteis:
ou são líquidos voláteis ou gases.
– HNO3 é um líquido - ferve a 86°C
– HCl, H2S, HCN são gases.
Nomenclatura Oficial
Hidrácidos
Seguem a seguinte regra:
Ácido
+ ídrico
Radical do Elemento
•
•
•
•
HCl – ácido clorídrico
HI – ácido iodídrico
HCN – ácido cianídrico
H2S - sulfídrico
Oxiácidos
• Quando o elemento forma apenas um
oxiácido, usa-se a terminação ico:
Ácido _____________ + ICO
Nome do Elemento
H2CO3 – ácido carbônico
H3BO3- ácido bórico
Quando o elemento forma dois oxiácidos:
Ácido _____________ +
Nome do Elemento
ico (Nox maior)
oso (Nox menor)
+5
HNO3- ácido nítrico
+3
HNO2- ácido nitroso
+6
H2SO4- ácido sulfúrico
+4
H2SO3- ácido sulfuroso
Obs.: Neste caso, o Nox maior em geral coincide com o número da
coluna onde o elemento está situado na Classificação Periódica e o
menor Nox é igual a esse número menos dois. Frequentemente, o
ácido em Nox maior é o mais comum e o mais importante.
Quando o elemento forma três ou quatro oxiácidos
•
•
•
•
+7
Ácido Per.....
+6,+5
Ácido
.....
Ácido +4,+3,+2
.....
+1
Ácido Hipo .....
ico
ico
oso
oso
Menos
Oxigênios
Ex: H3PO2 – ácido Hipofosforoso
HClO4 – ácido Perclórico
HClO2 – ácido cloroso
GRAU DE HIDRATAÇÃO
• Certos elementos formam vários oxiácidos
que diferem entre si, não pelo Nox do
elemento central, e sim pelo chamado GRAU
DE HIDRATAÇÃO.
• Neste caso, usam-se os prefíxos:
– Orto
Indicando quantidade de água
– Piro
decrescente
– Meta
• Exemplo:
– H3PO4 , H4P2O7 e HPO3 , onde o Nox do
fósforo é sempre o mesmo (+5)
– O H3PO4 chama-se ácido ortofosfórico, pois
é o mais hidratado dos três (o prefíxo orto é
optativo).
– O H4P2O7 chama-se pirofosfórico, pois:
2 x H3PO4 equivale a H6P2O8
subtraindo H2 O
temos H4P2O7
– O HPO3 chama-se ácido metafosfórico, pois:
H3PO4
H2 O
HPO3
O HPO3 é sem dúvida, o menos hidrtado dos três, pois
subtraímos uma molécula de água de apenas uma
molécula de ácido H3PO4.
Obs. Para treinar a formulação e a
nomenclatura dos ácidos, veja a tabela dos
radicais negativos, apresentada na aula de
Nox.
Ácidos importantes
1) H2SO4– Ác. Sulfúrico(ácido ou solução de bateria)
É um líquido incolor e oleoso de densidade
1,85 g/cm3, é um ácido forte que reage com metais
originando sulfatos.
Pode ser obtido a partir da seguinte reação:
SO3 + H2O  H2SO4
2) HCl – Ác. Clorídrico (ácido muriático)
Solução de hidreto de cloro em água.
Apresenta forte odor, além de ser sufocante.
É utilizado na limpeza de peças metálicas e de
superfícies de mármore. É encontrado no suco
gástrico humano.
3) HNO3 – Ác. Nítrico (áqua fortis)
Líquido incolor fumegante ao ar que ataca
violentamente os tecidos animais e vegetais ,
produzindo manchas amareladas na pele. É muito
usado em química orgânica para a produção de
nitrocompostos.
4) H3PO4 – Ác. Fosfórico (Acidulante INS-338)
É um líquido xaroposo obtido pela oxidação do
fósforo vermelho com ácido nítrico concentrado.
É um ácido moderado usado na indústria de vidros,
preparo de águas minerais e nos refrigerantes de
“cola”. Seus fosfatos são usados como adubo.
*Seus fosfatos fazem parte da formulação do
fertilizante “NPK”.
Bases ou Hidróxidos
De acordo com Arrhenius, base ou
hidróxido
é
toda
substância
que,
dissolvida
em
água,
dissocia-se
fornecendo como ânion exclusivamente
OH- (hidroxila ou oxidrila).
Ca(OH)2
Al(OH)3
H2O
H2O
Ca2+ + 2 OHAl3+ + 3 OH-
Características gerais das bases
 Apresentam sabor cáustico e adstrigente;
 Estriam a matéria orgânica;
 Deixam vermelha a solução alcoólica de
fenolftaleína;
 Neutralizam ácidos formando sal e água;
Possuem OH- (direita);
Metais;
Lig. Iônicas;
Sólidas;
Fixas.
(exceção)
* NH3 + H2O  NH4OH
Ametal;
Lig. covalentes;
Solução aquosa;
Volátil.
Classificação
• Quanto ao Número de Hidroxilas
-Monobases: NaOH; KOH
- Dibases: Ca(OH)2; Mg(OH)2
- Tribases: Al(OH)3; Fe(OH)3
- Tetrabases: Pb(OH)4; Sn(OH)4
Quanto ao grau de dissociação
• Bases fortes:
são formadas por metais alcalinos (NaOH,
KOH, etc) e dos metais alcalinos terrosos (Ca(OH)2, Mg(OH)2,,etc.)
• Bases fracas:
hidróxido de amônio (NH4OH) e hidróxidos
de metais em geral (AgOH, Fe(OH)2, etc.) – excluídos os metais
alcalinos e alcalino-terrosos.
Quanto a solubilidade em água.
• Solúveis –
metais alcalinos – NaOH, KOH, etc. e hidróxido de
amônio -NH4OH (única base solúvel e fraca).
• Pouco solúveis –
alcalino-terrosos - Ca(OH)2, Ba(OH)2,,etc.
– Obs.: As bases Be(OH)2, Mg(OH)2, por apresentarem
solubilidade muito pequena, são consideradas praticamente
insolúveis.
• Praticamente insolúveis –
Pb(OH)2
todos os demais - Au(OH)3,
Nomenclatura
Quando o elemento forma apenas 1 base
Hidróxido de _________________
Nome do Elemento
NaOH
hidróxido de sódio
Al(OH)3
hidróxido de alumínio
Quando o elemento forma duas bases
Hidróxido ______________
Nome do Elemento
ico (Nox maior)
oso (Nox menor)
Fe(OH)2 - hidróxido ferroso
Fe(OH)3 - hidróxido férrico
Sn(OH)4 - hidróxido estânico
Sn(OH)2 - hidróxido estanoso
Fe(OH)2 - hidróxido de ferro II
Fe(OH)3 - hidróxido de ferro III
Sn(OH)4 - hidróxido de estanho IV
Sn(OH)2 - hidróxido de estanho II
Bases importantes
1) NaOH – Hidróxido de sódio (Soda cáustica)
É um sólido branco floculado muito solúvel
em água além de extremamente cáustico.
É usado na desidratação de gorduras, no
branqueamento de fibras (celulose) e na
fabricação de sabão, detergente e como
desentupidor de ralos e esgotos.
2) Ca(OH)2 – Hidróxido de cálcio
(cal apagada, hidratada ou extinta)
É uma suspensão aquosa de aparência
leitosa, obtida a partir do CaO (cal
virgem).
É usada na caiação de paredes e muros,
na neutralização de solos ácidos e na
fabricação de doces.
CaO + H2O  Ca(OH)2
Cal
Virgem
Cal
Apagada
3) Mg(OH)2 – Hidróxido de magnésio
(Leite de magnésia)
É uma suspensão leitosa, obtida a
partir do MgO.
É usada como antiácido estomacal e
também como laxante.
Mg(OH)2 + 2HCl  MgCl2 + 2H2O
4) Al(OH)3 – Hidróxido de alumínio
É uma suspensão gelatinosa que pode
adsorver moléculas orgânicas que por
ventura estejam em solução aquosa (no
tratamento da água).
É usada como antiácido estomacal, para
tingimentos e na preparação de lacas
(resina ou verniz) para pintura artística.
Propriedades Funcionais
A medida do caráter ácido e do básico
Entre um corpo
“muito quente” e um
corpo “muito frio”, a
temperatura pode
variar
gradativamente. Da
mesma forma, entre
um solução “ácida” e
uma solução “básica”,
a acidez e a
basicidade (ou
alcalinidade) também
podem variar
gradativamente.
Para medir a
temperatura, usamos
um termômetro, ou
melhor, uma escala
termométrica. Para
medir a acidez ou a
basicidade de uma
solução, usamos uma
escala denominada
escala de pH. O pH
será estudado, com
maiores detalhes, pelo
meu irmão e amigo
GARTZ, entretanto,
podemos dizer, desde
já, que o pH varia de
zero (soluções muito
ácidas) até 14
(soluções muito
básicas); o valor pH =
7 indica uma solução
neutra (nem ácida nem
básica) .
Sais
Sal é todo composto que em água
dissocia liberando um cátion  de H+ e
um ânion  de OH-.
A reação de um ácido com uma base
recebe o nome de neutralização ou
salificação.
Ácido + Base  Sal + Água
Salificação
HCl + NaOH  NaCl + H2O
Neutralização
Classificação dos SAIS
• Quanto a presença de oxigênio:
– sais oxigenados ou oxi-sais: Na2SO4 , K3PO4,
etc
– sais não-oxigenados ou halóides: NaCl, CaBr2,
etc.
• Quanto ao número de elementos químicos
– sais binários: K2S, PtCl4, etc.
– sais ternários: Li2SO4, Al2(SO4)3, etc.
– sais quaternários: NaCNO, K4[Fe(CN) 6], etc.
Os SAIS ainda podem ser:
• Normais: não apresentam H+ nem (OH)- CaCl2, KI, etc.
• Ácidos ou hidrogeno-sais: apresentam H+NaHSO4, etc.
• Básicos ou hidroxi-sais: apresentam (OH)– Al(OH)SO4, etc.
Outros SAIS
• Duplos ou mistos: são formados por
2 cátions ou 2 ânions diferentes.
– KNaSO4, CaBrCl, etc.
• Hidratados: são cristalizados com
uma ou mais moléculas de água.
.
– CuSO4 5 H2O
Propriedades funcionais dos SAIS
Não tendo um RADICAL FUNCIONAL comum, os sais,
logicamente não terão PROPRIEDADES FUNCIONAIS bemdefinidas. Todavia, podemos assinalar que os sais, em geral:
• tem sabor “salgado” (é redundante mas tudo bem)
– cuidado, pois os sais quase sempre são
venenosos;
• são sólidos, cristalinos, que fundem e fervem em
temperaturas elevadas;
• são compostos tipicamente iônicos, isto é,
formados por aglomerados de íons, e não por
moléculas; portanto conduzem a corrente elétrica
tanto em solução aquosa como fundidos.
Outro fato importante a considerar é a
solubilidade dos sais na água; a tabela seguinte
apresenta os casos principais ( em destaque ,
os casos de grande solubilidade):
Obs.: Na apostila resumo tem uma tabela
mais completa
Nomenclatura
Obedece :
(nome do ânion) de (nome do cátion)
Sufixo do ácido
ídrico
ico
oso
Sufixo do ânion
eto
ato
oxigenados
ito
Com o clorídrico não me meto
Bico de pato
Formoso periquito
H2SO4 + Ca(OH)2  CaSO4 + 2 H2O
Sulfato de cálcio (gesso)
Sais importantes
1)
NaHCO3 – Bicarbonato de sódio (ENO,Sonrisal)
É um pó branco que perde CO2 com facilidade
(efervescência).
É usado como antiácido estomacal , fermento
químico e nos extintores de incêndio.
H2CO3
NaHCO3 + H2O  NaOH + H2O+ CO2
2) CaCO3 – Carbonato de cálcio (mármore,calcáreo)
É um sólido branco que por aquecimento perde
CO2 e produz CaO (calcinação).
É usado na fabricação de cimentos, como
corretivo do solo.
CaCO3  CaO + CO2
3) NaNO3 – Nitrato de sódio (Salitre do
Chile)
É um sólido cristalizado, além de ser um
ótimo oxidante para reações químicas.
É usado na fabricação de fertilizantes e
explosivos.
4) NH4Cl – Cloreto de amônio
(Sal amoníaco)
É um sólido granulado obtido do líquido
amoniacal das fábricas de gás.
É usado na fabricação de pilhas secas,
na soldagem , na galvanização do ferro e
na fabricação de tecidos.
Óxidos
Óxido é todo composto binário oxigenado, no
qual o oxigênio é o elemento mais
eletronegativo.
Exemplos: CO2, H2O, Mn2O7, Fe2O3
Classificação
 Óxidos Básicos
 Óxidos Ácidos
 Óxidos Anfóteros
 Óxidos Neutros
 Óxidos Duplos
 Peróxidos
 Superóxidos
Classificação
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
2NaO + H2O  2NaOH
Óxido básico + ácido  sal + H2O
MgO + 2HCl  MgCl2 + H2O
Características dos óxidos básicos
• São formados por metais com números de
oxidação baixo (+1, +2 ou +3).
• São compostos sólidos, iônicos e apresentam
pontos de fusão e de ebulição elevados.
• Os óxidos dos metais alcalinos e alcalinoterrosos reagem com água; os demais óxidos
básicos são pouco solúveis em água.
Nomenclatura dos óxidos básicos
• Quando o elemento forma apenas um
óxido:
Óxido de ...................................
(nome do elemento)
Na2O – óxido de sódio
CaO – óxido de cálcio
Al2O3 – óxido de alumínio
• Quando o elemento forma apenas dois
ico (N maior)
óxidos:
Óxido ...................................
(nome do elemento)
Fe2O3 – óxido férrico
ox
oso (Nox menor)
FeO – óxido ferroso
Podemos também indicar o número de oxidação do elemento por um
algarismo romano.
Fe2O3 – óxido de ferro III
FeO – óxido de ferro II
Ainda podemos indicar o número de átomos de oxigênio e o número de
átomos do elemento com o auxílio dos prefixos mono, di, tri, etc..
Fe2O3 – trióxido de diferro
FeO – monóxido de monoferro
Essas duas últimas nomenclatura, são de caráter geral, servindo não para os
óxidos básico, mas também para as demais classes de óxidos que virão a
seguir.
Óxidos Ácidos (anidridos)
São formados por ametais e reagem com água
formando ácidos e com bases formando sal e
água.
Óxido ácido + H2O  ácido
CO2 + H2O  H2CO3
Óxido ácido + base  sal + H2O
CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O
CO2 -
(gás carbônico) – EFEITO ESTUFA
Características dos óxidos ácidos
• São formados por não-metais (neste
caso, compostos geralmente gasosos)
ou por metais com números de
oxidação elevados.
• São moleculares.
• Em geral são solúveis em água.
Nomenclatura dos óxidos ácidos
Anidrido ...................................
(nome do elemento)
ico (Nox maior)
oso (Nox menor)
SO3 – anidrido sulfúrico
SO2 – anidrido sulfuroso
Quando o elemento forma apenas um anidrido, usa-se a
terminação ICO
CO2 – anidrido carbônico
B2O3 – anidrido bórico
ANIDRIDO = sem água
H2SO4
H2 O
_____
SO3
–
Óxidos Anfóteros
São os óxidos que podem se comportar ora como óxido
básico, ora como óxido ácido.
Sendo “indecisos” entre o caráter básico e o caráter
ácido, os óxidos anfóteros só irão reagir com outra
substância de caráter químico pronunciado: ou ácido
forte ou base forte.
ZnO
óxido básico
2 NaOH
base forte
2 HCl  ZnCl2
+
+
H2O
ácido forte
+
ZnO  Na2ZnO2
óxido ácido
+
H2O
Os óxidos anfóteros são, em geral, sólidos, moleculares,
insolúveis na água e formados:
- ou por metais: ZnO; Al2O3; SnO e SnO2; PbO e PbO2
- ou por “semimetais”: As2O3 e As2O5; Sb2O3 e Sb2O5
A nomenclatura é idêntica à dos óxidos básicos:
ZnO – óxido de zinco
SnO – óxido estanoso ou óxido de estanho II
SnO2 – óxido estânico ou óxido de estanho IV
Óxidos Indiferentes ou Neutros
São óxidos que não reagem nem com água, nem com ácidos, nem com
bases.
Isso equivale a dizer que eles não apresentam nem caráter ácido nem
caráter básico. São poucos os óxidos dessa classe.
Os mais comuns são:
N2O – óxido nitroso
NO – óxido nítrico
CO – monóxido de carbono
São compostos gasosos, moleculares, formados por ametais. Mas o fato
de serem “indiferentes” ou “neutros” não significa que esses óxidos não
possam participar de outras reações. O CO, por exemplo queima com
muita facilidade:.
2 CO + O2  2 CO2
Óxidos Duplos, Mistos ou Salinos
São óxidos que se comportam como se fossem
formados por dois outros óxidos, do mesmo
elemento químico.
Fe3O4 =
FeO + Fe2O3
Pb3O4 =
2 PbO + PbO2
São sempre óxidos metálicos, sólidos e de estrutura
iônica. A nomenclatura preferida, nesse caso, é:
Fe3O4 – tetróxido de triferro
Peróxidos
São óxidos que reagem com a água ou com ácidos
diluídos produzindo água oxigenada.
Na2O2 + H2O  2 NaOH + H2O2
Na2O2 + H2SO4  Na2SO4 + H2O2
A nomenclatura é feita com a própria palavra peróxido + o
nome do elemento:
Na2O2 – peróxido de sódio
Os Peróxidos mais comuns são:
Peróxidos de hidrogênio: H2O2
Peróxidos dos metais alcalinos: Na2O2, K2O2
Peróxidos dos metais alcalino-terrosos: BaO2, CaO2
O H2O2 é líquido e molecular. Os demais
peróxidos são iônicos.O Nox do oxigênio
nos peróxidos é -1.
Superóxidos
São óxidos que reagem com a água ou com ácidos
diluídos produzindo água oxigenada (H2O2) e

oxigênio.
2 KO2 + 2 H2O  2 KOH + H2O2 + O2
2 KO2 + H2SO4  K2SO4 + H2O2 +

O2
A nomenclatura é feita com a própria palavra superóxido + o
nome do elemento:
KO2 – superóxido de potássio
Os superóxidos são sólidos iônicos,
formados pelos cátions alcalinos ou
alcalino-terrosos. O Nox do oxigênio é
-1/2.
Óxidos importantes
1)
ZnO – óxido de Zinco (Hipoglós)
É um sólido branco usado na fabricação de
cremes dermatológicos, na indústria de tintas e na
galvanização do ferro.
2) Al2O3 – óxido de Alumínio (Bauxita, Alumina)
É um sólido muito duro (dureza 9) de onde é
extraído por eletrólise o alumínio metálico.
Na forma cristalizada é encontrado nas safiras e
nos rubis.
3) H2O2 – Peróxido de hidrogênio
(água oxigenada)
É uma solução aquosa que se decompõe
facilmente em presença de luz (fotólise).
É
utilizada
como
agente
oxidante
e
bactericida.
4) Fe3O4 – Tetróxido de triferro (magnetita, imã)
É
um
sólido
escuro
que
apresenta
características ferro magnéticas.
É utilizado na fabricação de caixas de som e
aparelhos eletrônicos em geral.