APOSTILA FUNÇÕES INORGÂNICAS

QUÍMICA
FUNÇÕES INORGÂNICAS (ÁCIDOS, BASES,
SAIS E ÓXIDOS)
Uma outra forma de classificar um ácido é de
acordo com o seu grau de ionização (α):
Forte: α > 50%;
Médio: 5% ≤ α ≤
50%; Fraco: α < 5%.
Observação:
1) O ácido carbônico H2 CO3  , pela regra, deveria ser considerado médio, mas o seu grau de ionização está abaixo de 5%. Assim, é considerado um
ácido fraco, não seguindo a regra.
H2 CO3 ← → H2 O  CO2
1. ÁCIDOS
1.1 - Teoria de Arrhenius
São compostos covalentes que, quando em
presença de água, sofrem ionização liberando como
único cátion íons H+(hidrônio).
Exemplo:
HCl → H+ + ClH3PO4 → 3H+ + PO431.2 - Classificação
a) QUANTO AO NÚMERO DE HIDROGÊNIOS IONIZÁVEIS
Monoácidos: ionizam apenas 1 H+;
Exemplo.
HCl3, HCl, H3PO2
Diácidos: ionizam 2 H+;
Exemplo:
H2S, H2SO4, H3PO3
Triácidos: ionizam 3 H+;
Exemplo:
H3BO3, H3PO4
Tetrácidos: ionizam 4 H+.
Exemplo:
H4P2O7
b) QUANTO À PRESENÇA DE OXIGÊNIO:
Hidrácidos: são os que não apresentam átomos
de oxigênio na molécula.
Exemplo:
HCl, H2S, HF.
Oxiácidos: contêm átomos de oxigênio na molécula.
Exemplo:
H3BO3, HNO 3, H2SO4.
c) QUANTO À FORÇA:
Hidrácidos:
Forte: HI, HBr, HCl
Médio: HF.
Fraco: demais ácidos.
Oxiácidos:
No de oxigênios - No de H+ ionizáveis.
Se essa diferença for igual a:
3 → Muito forte;
2 → Forte;
1 → Médio;
0 → Fraco.
Exemplo:
H2SO4 → 4 (oxig.) - 2 (hidrog.) = 2 (assim
sendo, o ácido em questão é forte).
2) O ácido acético H3COOH , principal componente do vinagre, apesar de possuir quatro hidrogênios na sua fórmula, apenas um é ionizável:
O
HC
água
C
O
HC
3
C
+H +
3
O
H
O
Como seu grau de ionização é 1,3%, ele é um
ácido fraco.
1.3 - Nomenclatura
Ácidos não-oxigenados ou hidrácidos:
ácido
ídrico
elemento
Exemplo:
HCl → Ácido clorídrico;
HBr → Ácido Bromídrico;
HF → Ácido Fluorídrico;
HI → Ácido Iodídrico;
H2S → Ácido Sulfídrico;
HCN → Ácido Cianídrico.
Ácidos oxigenados (oxiácidos):
ácido ico elem ento
H3BO3 → Ácido Bórico;
HClO3 → Ácido Clórico;
H2SO4 → Ácido Sulfúrico;
H3PO4 → Ácido Fosfórico;
H2CO3 → Ácido Carbônico;
HNO3 → Ácido Nítrico.
Pelo acréscimo ou retirada de oxigênio em sua
molécula obtemos a fórmula dos demais oxiácidos.
23
QUÍMICA
PER
Monobases: dissociam 1 OH-:
Exemplo:
LiOH, CuOH, NaOH.
ICO
elemento
+O
ICO
elemento
elemento
-O
Dibases: dissociam 2 OH-:
Exemplo:
Ca(OH)2, Pb(OH)2, Cu(OH)2.
OSO
-O
HIPO
elemento OSO
Exemplos:
HClO4
HClO3
HClO2
Ac. percló- Ac. Clóri- Ac. Clororico
co
so
HNO3
Ac. Nítrico
Tribases: dissociam 3 OH-:
Exemplo:
Fe(OH)3, Au(OH)3.
HClO
Ac. Hipocloroso
Tetrabases: dissociam 4 OH-:
Exemplo:
Pb(OH)4, Sn(OH)4.
HNO2
Ac. Nitroso
H3PO4
Ac. fosfórico
H3PO3
Ac. Fosforoso
b) QUANTO À SOLUBILIDADE EM Á-
H3PO2
Ac. Hipofosforoso
GUA:
Solúveis: bases de metais alcalinos (1A) e
NH4OH;
Pouco solúveis: bases de metais alcalinoterrosos (2A);
Insolúveis: demais bases.
Uma outra regra utilizada é feita de acordo
com o grau de hidratação da molécula do ácido.
c) QUANTO À FORÇA:
Fortes: bases de metais alcalinos e alcalinos
terrosos (1A e 2A).
Fracas: demais bases e NH OH
ORTO: Ácido padrão (H2SO4, H3PO4, etc.);
META: ORTO - 1 H2O;
4
PIRO: 2 x ORTO - 1 H2O.
Exemplo:
H3 PO4
-H 2O
H PO3
1.3. Nomenclatura
Quando o elemento forma apenas uma base:
HIDRÓXIDO DE
---------------------METAL
Ácido (orto)fosfórico
Ácido metafosfórico
H3 POx24
Exemplos:
Al(OH)3
Ca (OH)2
Li OH
Ácido (orto)fosfórico
H6 P2O8
-H 2O
H PO
42
Ácido pirofosfórico
-
Hidróxido de Alumínio
Hidróxido de Cálcio
Hidróxido de Lítio
7
Quando o elemento forma duas bases, pelo fato de o metal envolvido possuir mais de uma carga.
2. BASES (HIDRÓXIDOS)
1.2. Teoria de Arrhenius
São compostos iônicos que, quando em presença de água, sofrem dissociação, liberando como
único ânion íons OH- (hidroxila).
Exemplo:
HIDRÓXIDO DE ------------- (CARGA) → Indicado
METAL
em algarismo
romano
Lembrando que os metais mais comuns a apresentar mais de uma carga (N.º de Oxidação) são os
seguintes:
H2 O
Na++ OH
NaOH
Al(OH)3
H2 O
Al3++3OH
1.2. Classificação
a) QUANTO AO No DE OH-:
Cu 1
Au 
Fe +2
Pb +2
sn+2
Cu2
Au3
Fe3
Pb4
sn4
Exemplos:
Fe(OH)3 24
Hidróxido de Ferro III
QUÍMICA
Fe(OH)2 AuOH Au(OH)3 -
Hidróxido de Ferro II
Hidróxido de Ouro I
Hidróxido de Ouro III
São óxidos em que o oxigênio tem Nox igual a
-1 e não -2, que seria o normal. Têm a seguinte estrutura:
( O-1 O-1 )-2 de apenas O22
Exemplo:
Na2O2, K2O2, H2O2.
Ou, em lugar do algarismo romano (indicando
o n.º de Oxidação do elemento), usando também as
terminações ICO e OSO para quando os elementos
tiverem maior e menor NOX, respectivamente.
Fe(OH)3 Hidróxido Férrico
Fe(OH)2 Hidróxido Ferroso
AuOH - Hidróxido Auroso
Au(OH)3 - Hidróxido Áurico
−
3.3. Nomenclatura
Quando o elemento forma apenas um óxido:
ÓXIDO DE ------------------ELEMENTO
3. ÓXIDOS
São compostos binários em que o oxigênio é o
mais eletronegativo.
Exemplo:
CO2, Fe2O3, P2O4
3.1. Formulação
Nox = -2
EX+ O2- ⇒
Li2O
Óxido de Lítio
MgO
Óxido de Magnésio
Al2O3 Óxido de Alumínio
Quando o elemento forma dois óxidos:
E2OX
ICO
NOX MAIOR
ÓXIDO elemento OSO
NOX MENOR
Fe2O3 ⇒ ÓXIDO FÉRRICO - (NOX DO
FERRO = + 3)
FeO ⇒ ÓXIDO FERROSO - (NOX DO FERRO
= + 2)
Caso X seja múltiplo de 2, simplificaremos.
3.2. Classificação
Au2O3 ⇒ ÓXIDO ÁURICO - (NOX DO OURO
= + 3)
Au2O ⇒ ÓXIDO AUROSO - (NOX DO OURO
= +1)
a) ÓXIDOS ÁCIDOS:
Reagem com água, dando ácidos. Geralmente,
são óxidos de ametais.
Podemos, ainda, neste caso, indicar o n.º de oxidação do elemento por algarismos romanos:
Exemplo:
CO2 + H2O → H2CO3
Oxído ácido Ácido Outros
exemplos: SO3, P2O5, CrO3
Fe2O3 - Óxido de Ferro III
FeO
- Óxido de Ferro II
Au2O3 - Óxido de Ouro III
Au2O - Óxido de Ouro I
Ou, ainda, podemos indicar o n.º de átomos de
oxigênio e o n.º de átomos do elemento como auxílio
dos prefixos MONO, DI, TRI, ... lembrando que freqüentemente o prefixo MONO é omitido, quando utilizado para indicar o n.º de átomos do elemento.
Fe2O3
- Trióxido de Diferro
FeO
- Monóxido de Ferro
N2 O5
- Pentóxido de Dinitrogênio
CO2
- Dióxido de Carbono ou Gás Carbônico
O nome dos períodos: Peróxido
de ----------------Elemento
Exemplos:
H2O2: peróxido de hidrogênio.
Na2O2: peróxido de sódio.
b) ÓXIDOS BÁSICOS:
Reagem com água, dando bases. Geralmente,
são óxidos de metais.
Exemplo:
Na2O + H2O → 2 NaOH
Óxido básico
Base
Outros exemplos: MgO, CrO
c) ÓXIDOS NEUTRO:
Não reage com água, ácido e base.
Exemplo:
CO, NO e N2O.
d) PERÓXIDOS:
25
QUÍMICA
4. SAIS
Definição: São substâncias iônicas que possuem, pelo menos, um cátion diferente de H+ e um ânion diferente de OH- ou O2-.
Os sais podem ser formados a partir de reação
de neutralização ocorrida entre ácidos e bases de Arrhenius.
Exemplos:
HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)
Ácido + Base → Sal + Água
4.1. Classificação dos sais
Sal normal ou neutro
É o sal cujo cátion não possui H+ ionizável e
ânion OH-. Resultado de uma reação de neutralização
total, ou seja, quando reagem todos os H+ e todos os
OH- da base.
Exemplo:
2 HNO3 + Ca(OH)2 → Ca(NO3)2 + 2 H2O
Um sal normal é formado por um cátion proveniente de uma base e um ânion proveniente de um
ácido.
Nomenclatura dos sais normais
A nomenclatura dos sais segue a regra: (Nome
do ânion) de (nome do cátion).
Ca(OH)2 →
Hidróxido
de Cálcio
3
De acordo com as propriedades dos elementos
químicos, podemos classificar como um óxido de
natureza alcalina (básica) e um óxido de natureza
ácida, respectivamente:
a) CaO e SO3.
b) Na2O e MgO.
c) CO e Al2O3.
d) Cl2O e N2O3.
4
A decomposição térmica do calcário, com posterior hidrólise da cal virgem, produz um composto
X. Esse processo pode ser representado como?
1
Qual substância, segundo Arrhenius, libera como
único íon positivo apenas o cátion hidrogênio em
solução aquosa?
Resolução: Segundo Arrhenius, substâncias
como essas são classificadas como ácidos.
CaSO4 + H2O
Sulfato
de Cálcio
ESTUDO DIRIGIDO
1
A concentração de CO2 na atmosfera tem aumentado nos últimos anos. Cite uma conseqüência
ambiental desse fato.
EXERCÍCIOS RESOLVIDOS
Os nomes dos ânions são formados trocandose as terminações dos nomes dos ácidos pelas terminações –eto, -ato e –ito.
Terminações dos ácidos
Ânion
ídrico
eto
→
oso
ito
→
ico
ato
→
Exemplos:
NaCl + H2O
HCl
+ NaOH →
Ácido
Hidróxido
Cloreto
Clorídrico
de Sódio
de Sódio
H2SO4
+
Ácido
Sulfúrico
2
À temperatura ambiente o cloreto de sódio, NaCl,
é sólido e o cloreto de hidrogênio, HCl, é um gás.
Essas duas substâncias podem ser líquidas em
temperaturas adequadas.
a) Por que, na fase líquida, o NaCl é um bom
condutor de eletricidade, enquanto na fase sólida não é?
b) Por que, na fase líquida, o HCl é um mau condutor de eletricidade?
c) Por que, em solução aquosa, ambos são bons
condutores de eletricidade?
26
2
Faça a equação de ionização do ácido e de dissociação iônica da base, em meio aquoso, considerando ionização e dissociação total.
a) H2SO4
b) NaOH
Resolução:
a) H2SO4 → 2 H+ + SO4-2
b) NaOH → Na+ + OH-
3
Nas cinzas, estão presentes substâncias que, em
contato com a água, promovem o aparecimento,
entre outras, das substâncias conhecidas como
hidróxido de potássio e hidróxido de sódio.
Escreva a fórmula que represente cada uma dessas duas substâncias.
Resolução:
Hidróxido de potássio: KOH
Hidróxido de sódio: NaOH
QUÍMICA
d) hidróxido de chumbo II.
e) Hidróxido auroso.
EXERCÍCIOS
1
2
3
4
(U.F.UBERLÂNDIA) Entre os oxiácidos
H2SO3, H3BO3, HClO3 e HMnO4, a ordem crescente de força ácida para esses compostos é:
a) H2O3, HClO3, H3BO3, HMnO4
b) HClO3, HMnO3, H2SO3, H3BO3
c) H3BO3, HClO3, H2SO3, HMnO4
d) H3BO3, H2SO3, HClO3, HMnO4
e) HMnO4, HClO3, H3BO3, H2SO3
6
Dê os nomes dos ácidos:
a) H3BO3
g) H3PO3
b) H2SO4
h) H3PO4
c) H2CO3
i) HClO2
d) HNO2
j) HClO3
e) HNO3
l) HBr
m) H2S
f) HCl
7 (UFCE) Associe a coluna da esquerda com a da
direita e assinale a alternativa correta, de cima
para baixo.
I HClO4
( ) ácido hipocloroso
II HClO2
( ) ácido clórico
III HClO
( ) ácido perclórico
IV HClO3
( ) ácido cloroso
a) I, II, IV , III.
b) II, III, I, IV.
c) II, I, IV, III.
d) III, IV, I, II.
e) nenhuma.
(PUC-MG) A tabela apresenta algumas características e aplicações de alguns ácidos:
Nome do ácido Aplicações e características
Ácido muriáti- Limpeza doméstica e de peças
co
metálicas.
Usado como acidulante em reÁcido fosfórifrigerantes, balas e goma de
co
mascar.
Ácido sulfúri- Desidratante, solução de bateco
ria.
Indústria de explosivos e coÁcido nítrico
rantes.
a) HCl, H3PO4, H2SO4, HNO3
b) H CIO, H3PO3, H2SO4, HNO2
c) HCl, H3PO3, H2SO4, H NO3
d) HClO2, H2P2O7, H2SO3, H NO2
e) H CIO, H3PO4, H2SO3, H NO3
8
(FUVEST) Assinale a alternativa que apresenta
dois produtos caseiros com propriedades alcalinas:
a) detergente e vinagre;
b) sal e coalhada;
c) leite de magnésia e sabão;
d) bicarbonato e açúcar;
e) coca-cola e água de cal.
9
Dê os nomes dos óxidos:
a) H2O
f) ZnO
g)Li2O
b) CaO
h) CO2
c) MgO
d) K2O
i) BaO
e) Al2O3
Complete o quadro abaixo:
Substância
Classificação
quanto ao número de OH1-
Solubilidade
em H2O
Classificação
quanto à força
NH4OH
NaOH
Ca(OH)2
AgOH
Al(OH)3
Pb(OH)4
5
(Acafe-SC) Os nomes dos ácidos oxigenados abaixo são, respectivamente:
HNO2 HClO3 H2SO4 H2SO3 H3PO4
a) nitroso, clórico, sulfúrico, sulfuroso e fosfórico;
b) nítrico, clorídrico, sulfuroso, sulfúrico e fosfórico;
c) nítrico, hipocloroso, sulfúrico, sulfuroso e fosforoso;
d) nitroso, perclórico, sulfuroso, sulfúrico e fosfórico;
e) nítrico, cloroso, sulfuroso, sulfúrico e hipofosforoso.
10 Escreva a fórmula do:
a) óxido de sódio:
b) óxido de prata:
c) óxido de alumínio:
d) óxido cuproso:
Escreva a fórmula das bases a partir dos seus
nomes:
a) hidróxido de níquel III.
b) hidróxido ferroso.
c) hidróxido férrico.
e) óxido férrico:
27
QUÍMICA
f) óxido de ferro II:
g) óxido cúprico:
h) óxido áurico:
14 Dado o conjunto de substâncias inorgânicas abaixo, pede-se classificá-las, conforme sua função química, na ordem indicada:
NaCl, H2CO3, Fe2O3, NaOH, CaH2
a) sal, ácido, óxido, base, hidreto;
b) sal, hidreto, óxido, base, ácido;
c) sal, base, ácido, óxido, hidreto;
d) sal, base, óxido, hidreto, ácido.
11 Escreva a fórmula dos sais abaixo:
a) cloreto férrico:
b) carbonato de cobre I:
c) sulfato áurico:
d) fosfato de chumbo II:
e) bicarbonato de sódio:
f) nitrito ferroso:
g) clorito plúmbico:
15 A alternativa que indica corretamente a classificação funcional das substâncias apresentadas é:
BaSO4 HClO3 Mg(OH) Fe2O3
NaH
2
12 As bases ou hidróxidos dos metais alcalinos e alcalinos-terrosos são bases fortes. O ácido carbônico (H2CO3) é um ácido fraco e o ácido
clorídrico (HCl) é um ácido forte. Com estas informações, julgue os itens.
1 bicarbonato de sódio, NaHCO3, utilizado em
talcos para bebês, age neutralizando a acidez
da urina.
2 o calcário — CaCO3 — é utilizado pelos agricultores para diminuir o pH do solo.
3 cloreto de potássio — KCl — pode ser utilizado como acidulante na conservação de alimentos industrializados.
4 O bicarbonato de sódio provoca gases ao reagir
com o suco gástrico (HCl) no estômago.
a)
Sal
Ácido
b)
Óxido Hidreto
c)
Sal
Óxido
d)
Sal
Hidreto
e)
Óxido Ácido
Hidróxi- Óxido
do
Óxido
Sal
Hidreto
Hidrácido
Ácido
Hidróxi- Óxido
do
Base
Anidri- Hidróxido
do
Hidreto Base
Sal
16 A fórmula mais comum para o óxido formado
por um elemento X, da família 3A da tabela periódica, é:
a) X3O.
b) XO2.
c) X3O4.
d) X2O3.
13 (FUVEST) No circuito elétrico esquematizado
abaixo, o copo pode conter um dos diferentes líquidos mencionados:
GABARITO
Estudo Dirigido
lâmpada
1
a) Na fase líquida, os íons estão livres podendo
conduzir corrente elétrica, caso que não ocorre
na fase sólida.
b) O HCl é um material que realiza ligações covalentes, logo não libera íons na fase líquida,
logo não conduz eletricidade.
c) Em ambas substâncias, em meio aquoso, são
produzidos íons que conduzem corrente elétrica.
fios metálicos
corrente
alternada
copo
líquido
a) água destilada.
b) solução aquosa de um sal.
c) solução aquosa de ácido clorídrico.
d) solução aquosa de açúcar (sacarose).
e) solução aquosa de hidróxido de sódio.
Com quais desses líquidos a lâmpada deve
acender?
2
O CO2 é um óxido ácido, portanto quando entra
em contato com a água da atmosfera produz o ácido carbônico, H2CO3, causando o problema da
chuva ácida.
3
A
4
28
CaCO3 → CaO + CO2
CaO + H2O → Ca(OH)2
QUÍMICA
b) Cu2CO3
Exercícios
c) Au2(CO3)3
1
D
2
a) ácido bórico.
b) ácido sulfúrico.
c) ácido carbônico.
d) ácido nitroso.
e) ácido nítrico.
f) ácido clorídrico.
g) ácido fosforoso.
h) ácido fosfórico.
i) ácido cloroso.
j) ácido clórico.
l) ácido bromídrico.
m) ácido sulfídrico.
d) Pb3(PO4)2
e) NaHCO3
f) Fe(NO2)2
g) Pb(ClO2)4
12 C, E, E, C
13 B, C, E
14 A
15 A
16 D
3 A
4
Substância
NH4OH
NaOH
Ca(OH)2
AgOH
Al(OH)3
Pb(OH)4
Classificação
quanto ao número de OH1Monobase
Monobase
Dibase
Monobase
Tribase
Tetrabase
Solubilidade
em H2O
Solúvel
Solúvel
Pouco Solúvel
Insolúvel
Insolúvel
Insolúvel
5
a) Ni(OH)3
b) Fe(OH)2
c) Fe(OH)3
d) Pb(OH)2
e) AuOH
6
A
7
D
8
C
9
a) óxido de hidrogênio.
b) óxido cálcio.
c) óxido magnésio.
d) óxido potássio.
e) óxido alumínio.
f) óxido de zinco.
g) óxido lítio.
h) dióxido carbono (gás carbônico).
i) óxido bário.
Classificação
quanto à força
Fraca
Forte
Forte
Fraca
Fraca
Fraca
10 a) Na2O
b) Ag2O
c) Al2O3
d) Cu2O
e) Fe2O3
f) FeO
g) CuO
h) Au2O3
11 a) FeCl3
29