Funções Inorgânicas 3 – hidróxidos

Funções Inorgânicas 3 – hidróxidos
Hidróxidos ou bases
São compostos iônicos que apresentam como ânion o hidróxido (OH1-) ligado a um cátion de um elemento
metálico ou o cátion amônio (NH4+1).
Segundo Arrhenius, são compostos que, em água, liberam o íon hidróxido (OH-1).
Fórmula geral: M(OH)x
“M” é o metal ou cátion amônio NH4+1; “x” é o índice que indica a quantidade de íons hidróxido,
que corresponde ao Nox do metal (sem o sinal).
O valor de “x” é sempre menor ou igual a 4 (|x|
4).
Exemplos: NaOH e Al(OH)3
Nomenclatura dos hidróxidos
1) Quando o metal só forma um hidróxido (possui um valor de Nox) :
Hidróxido de _______________________________ (nome do elemento).
Exemplos:
NaOH (hidróxido de sódio, conhecido como “soda cáustica”)
Ca(OH)2 (hidróxido de cálcio, conhecido como “cal hidratada” ou “cal extinta”)
2) Quando o metal forma dois hidróxidos (possui dois valores de Nox) :
2.1) Nomenclatura antiga:
Hidróxido
+ oso
(nome do elemento)
Exemplos:
Hidróxido
(menor Nox)
+ ico
(nome do elemento)
(maior Nox)
Fe(OH)2 (hidróxido ferroso)
Fe(OH)3 (hidróxido férrico)
2.2) Nomenclatura de Stocks:
Hidróxido de _________________
(nome do elemento)
Exemplos:
________________________
(Nox do elemento, em algarismos romanos)
Fe(OH)2 (hidróxido de ferro II)
Fe(OH)3 (hidróxido de ferro III)
Ligações químicas das bases


Entre o metal e o grupo OH-1: ligação iônica.
Entre o “H” e o “O” do grupo OH-1: ligação covalente.
Portanto, prevalece o caráter iônico para as bases.
Dissociação iônica das bases em meio aquoso
Quando dissolvidas em água, as bases sofrem o fenômeno físico da separação de seus cátions e ânions,
que é denominado de “dissociação iônica”. Forma-se uma solução alcalina e capaz de conduzir
eletricidade (solução “eletrolítica”, ou seja, rica em “eletrólitos” ou “íons”).
Por essa razão, as bases solúveis são bons eletrólitos.
Equação geral de dissociação: M(OH)x →
M+ x + xOH-1
Exemplos:
NaOH (aq) → Na+(aq) + OH- 1 (aq)
Mg(OH)2 (s)
→
Mg+2 (aq) + 2 OH-1 (aq)
Classificação das bases
Classificação quanto ao número de grupos hidróxido :

Monobases: NaOH, KOH

Dibases: Mg(OH)2, Fe(OH)2

Tribases: Al(OH)3, Cr(OH)3

Tetrabases: Pb(OH)4, Sn(OH)4
Classificação quanto à força das bases :
a)
Bases fortes: grande tendência a sofrer ionização.
Exemplos: bases formadas pelos elementos das colunas IA e IIA (exceto Be e Mg).
b)
Bases fracas: pequena tendência a sofrer ionização.
Exemplos: demais bases.
Classificação quanto à solubilidade em água :
a)
Solúveis: bases dos metais alcalinos (coluna IA) e NH4OH
b)
Pouco solúveis: bases de metais da coluna IIA
c)
Insolúveis: as demais
Classificação quanto à volatilidade :
a)
Base volátil: NH4OH
b)
Bases fixas: todas as demais são sólidas, pois são iônicas
Reações de obtenção das bases
a)
Óxido básico + água
Exemplo:
CaO + H2O
cal viva
cal virgem
b)
Ca(OH)2
cal extinta (sólida)
cal hidratada (em meio aquoso)
Hidretos metálicos (IA e IIA) + H2O
Exemplo:
c)
base
NaH + H2O
NaOH + H2
Metal (IA e IIA) + Água
Exemplo:
Na + H2O
base + gás hidrogênio
hidróxido + gás hidrogênio
NaOH
+
½ H2
Propriedades das bases

São as mesmas propriedades dos compostos iônicos (altos pontos de fusão e de ebulição;
conduzem eletricidade, quando dissolvidas em água ou derretidas, mas não no estado sólido
(algumas são solúveis em água).

Sabor adstringente (que “puxa”, como o sabor de banana verde)

Escorregadias ao tato (parecendo sabão)

Ação sobre indicadores: tornam rósea a solução alcoólica de fenolftaleína; deixam azul o papel
tornassol; mudam para verde o chá de repolho roxo.

São reativas e corrosivas, o que faz com que, muitas vezes, sejam confundidas com ácidos.

Produzem meio aquoso rico em íons hidróxido (OH1-), chamado “meio básico” ou “meio alcalino”.
Na escala de pH, que vai de zero a 14, o meio básico corresponde aos valores acima de 7; e o
meio ácido, aos valores abaixo de 7. A cada unidade para cima na escala de pH, corresponde a
uma basicidade dez vezes maior; por exemplo: um suco de limão com pH 2,5 é dez vezes mais
ácido que a coca-cola, que tem pH 3,5. Da mesma forma, podemos dizer que uma solução de pH 9
é dez vezes mais básica que outra de pH 8; ou que a coca-cola é dez vezes mais básica que o
suco de limão, mesmo ambos sendo ácidos. O pH 7 é o meio neutro.
Hidróxidos mais comuns na química do cotidiano
a) Hidróxido de sódio ou “soda cáustica”, NaOH :

É a base mais importante da indústria e do laboratório. É fabricado e consumido em
grandes quantidades.

É usado na fabricação de sabões em geral (sabão em barra, detergentes, pastas de dentes,
xampus, sabonetes) e tem a glicerina como subproduto.
(óleos e gorduras) +
NaOH
→
glicerina
+
sabão


É usado na fabricação de sais de sódio em geral. Exemplo: salitre.
HNO3
+
NaOH
→
NaNO3
+
H2O
É usado em inúmeros processos industriais, como processos da indústria petroquímica,
fabricação de papel, celulose, corantes, etc.

É usado na limpeza doméstica. É muito corrosivo e exige muito cuidado ao ser manuseado.

É fabricado por eletrólise (passando corrente elétrica através) de solução aquosa de sal de
cozinha.
2NaCl(aq) + 2H2O
→ 2NaOH(aq) + H2 (g) + Cl2 (g)
(Na eletrólise além do NaOH obtém-se os gases H2 e o Cl2, que têm grandes aplicações industriais.)
b) Hidróxido de cálcio, Ca(OH)2


É a “cal hidratada” ou “cal extinta” ou “cal apagada”.
É obtida pela reação da cal viva ou cal virgem com a água. É o que fazem os pedreiros ao
preparar a argamassa:
CaO +
cal viva

H2O
→
Ca (OH)2
cal apagada
+
calor
O CaO não existe na natureza. É obtido por decomposição térmica (pirólise) do CaCO3 ,que existe
em grande quantidade na natureza (mármore, calcita, calcáreo).
CaCO3
→
CaO
+
CO2
(pirólise, aquecimento)

É relativamente pouco solúvel na água. A solução aquosa de Ca(OH)2 é chamada “água de
cal”; a suspensão aquosa de Ca(OH)2 é chamada “leite de cal”.
“Água de cal”: solução aquosa de Ca(OH)2
“Leite de cal”: suspensão aquosa de Ca(OH)2

É consumida em grandes quantidades nas pinturas a cal (“caiação”) e no preparo da
argamassa usada na alvenaria.
c) Amônia (NH3) e hidróxido de amônio (NH4OH)

Hidróxido de amônio é a solução aquosa do gás amônia. Esta solução é também chamada de
amoníaco.
NH3 (g) + H2O
→
NH41- (aq)
+ OH- (aq)
(o produto da reação pode ser descrito como, simplesmente, NH4OH, mas algumas moléculas ionizam,
como acima, produzindo íons hidróxido, OH-; então, o meio formado é básico ou alcalino)

A amônia (NH3) é um gás incolor de cheiro forte e muito irritante.

A amônia é fabricada em enormes quantidades na indústria. Suas principais aplicações são:
o Fabricação de ácido nítrico.
o Fabricação de sais de amônio, muito usados como fertilizantes na agricultura. Exemplos:
NH4NO3, (NH4)2SO4, (NH4)3PO4.
o Fabricação de produtos de limpeza doméstica, especialmente alvejantes, como Ajax, Fúria e
outros.
EXPERIMENTO: A “mágica” do “sangue do diabo”
Um antigo truque de mágica usa a amônia dissolvida em água (hidróxido de amônio, NH4OH), na
presença de fenolftaleína. Esse indicador fica rosa avermelhado em meio básico, se
assemelhando ao sangue; em meio neutro e em meio ácido, fica incolor.
A mágica consiste em jogar certa quantidade do “sangue” do diabo na roupa branca de algum
voluntário, manchando-a de vermelho. Em poucos minutos, após algumas palavras e gestos
mágicos, a cor vermelha vai desaparecendo diante dos olhos de todos, e um cheiro sinistro e
desagradável se espalha no ambiente.
Explicação: Acontece que o hidróxido de amônio (NH4OH) se decompõe facilmente em amônia
(NH3), que é um gás; e em água líquida, que possui meio neutro.
NH41- (aq)
+
OH- (aq)
→
NH3 (g)
NH4OH (aq) → NH3 (g)
ou
+
+
H2O (l)
H2O (l)
Quando jogada no tecido, a mistura tem maior superfície de contato com a atmosfera, evaporando
mais rápido e se convertendo em amônia e água. Além do cheiro forte e desagradável da amônia
gasosa, que se espalha no ambiente, é formado o meio neutro na roupa do voluntário, provocando
a mudança de cor da fenolftaleína para incolor, dando a ilusão do desaparecimento do sangue.
Assista ao vídeo com o experimento:
https://www.youtube.com/watch?v=q4D1Q3eGHXk
d) Hidróxido de magnésio, Mg(OH)2

É pouco solúvel na água.

A suspensão aquosa de Mg(OH)2 tem aspecto leitoso e é o conhecido “leite de magnésia”, usado
como antiácido estomacal e laxante.

O Mg(OH)2 neutraliza o excesso de HCl no suco gástrico.
Mg(OH)2
+
2HCl
→
MgCl2 (aq) + 2H2O
Quadro resumo - hidróxidos mais comuns do cotidiano
Nome comum /
ocorrência do hidróxido
Fórmula
Aplicações
Soda cáustica
NaOH (s)
Usado como um forte produto de limpeza de
tubulações, fabricação de sabão e papel.
Cal extinta
Ca(OH)2 (s)
Neutralização de ácidos.
Leite de Magnésia
(Suspensão de hidróxido de magnésio)
Mg(OH)2 (aq)
Bauxita (minério)
Al(OH)3 (s)
Antiácido estomacal
Água de cal ou cal hidratada
Ca(OH)2 (aq)
Usado em odontologia e na pintura de paredes
(caiação)
Água de Barita
Ba(OH)2 (aq)
Usado na neutralização de ácidos.
Antiácido.
Laxante.
Amoníaco
NH4OH (aq)
Usado para fins de limpeza doméstica.
Alguns hidróxidos coloridos
Assim como os óxidos e sais, as cores dos hidróxidos dependem dos cátions e de seus Nox;
o íon hidróxido (OH ) não contribui para a coloração dos compostos.
Hidróxido cúprico ou hidróxido de cobre II
Hidróxido cobáltico ou hidróxido de cobalto III
Disponível (acesso: 4.4.2014):
Disponível (acesso: 4.4.2014):
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Copper_%28II%29_hydroxide.JPG
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cobalt_hydroxide.JPG
Hidróxido de níquel II
Hidróxido de zinco
Disponível (acesso: 4.4.2014):
Disponível (acesso: 4.4.2014):
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nickel
%28II%29-hydroxid.jpg
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Zinn
%28II%29-hydroxid.jpg
Hidróxido de manganês II
Disponível (acesso: 4.4.2014):
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mangan
%28II%29-hydroxid.jpg
Exercícios
1) COMPLETE o quadro:
Nox do metal
Fórmula
Classificação
Nomenclatura
a) Fe+3
b) Cu+1
c) Na+
d) Zn+2
e) Pb+4
f) Co+3
g) Al+3
h) Ni+2
i)
Au(OH)3
j)
Mg(OH)2
k)
Cu(OH)2
l)
Ni(OH)3
m)
HgOH
n)
Hidróxido plumboso
o)
Hidróxido de ferro II
p)
Hidróxido de bário
q)
Hidróxido de potássio
r)
Hidróxido de mercúrio II
s)
Hidróxido de amônio
2) ESCREVA as equações de dissociação das bases relacionadas no quadro do exercício 1.
a) Fe(OH)3
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
j)
k)
l)
m)
→
Fe3+
+
3 OH-
n)
o)
p)
q)
r)
s)
EXERCÍCIO ENVOLVENDO HIDRETOS, ÓXIDOS E HIDRÓXIDOS:
3) COMPLETE as equações abaixo, dando nome aos reagentes e produtos:
a) BaO + H2O
b) CsH + H2O
c) K + H2O
d) Na2O + H2O
e) MgO + H2O
f) Na + H2O
g) Mg + H2O
h) CaH2 + H2O
i)
Li2O + H2O
j)
LiH + H2O
k) CaO + H2O
l)
Ba + H2O