Apostila instrumentação

Universidade Federal do Pará
Instituto de Ciências Exatas e Naturais
Faculdade de Química
Disciplina: Instrumentação para o Ensino da Química
Professor: Jorge Trindade
Discentes:
Andreza Leite
Gleice Silva
Jardson Lima
Samara Menezes
Tarciele Andrade
07055003501
07055003101
07055002601
07055002501
07055003201
SUMÁRIO
Pág.
1. INTRODUÇÃO ....................................................................................................................3
2. FUNÇÕES INORGÂNICAS .............................................................................................12
2.1 ÁCIDOS .............................................................................................................................12
2.2 BASES ...............................................................................................................................20
2.3 SAIS ...................................................................................................................................27
2.4 ÓXIDOS .............................................................................................................................36
3. AS FUNÇÕES INORGÂNICAS E A CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA......................42
4. FUNÇÕES ORGÂNICAS..................................................................................................49
4.1 HIDROCARBONETO .......................................................................................................49
4.2 ÁLCOOL............................................................................................................................53
4.3 CETONA ...........................................................................................................................55
4.4 ÁCIDO CARBOXÍLICO....................................................................................................56
4.5 ALDEÍDO ..........................................................................................................................58
4.6 AMIDAS ............................................................................................................................59
4.7 AMINAS ............................................................................................................................60
4.8 ÉSTERES ...........................................................................................................................61
4.9 ÉTERES..............................................................................................................................63
4.10 FENÓIS.............................................................................................................................65
4.11 HALETOS .......................................................................................................................66
5. INSTRUMENTOS PARA O ENSINO DE FUNÇÕES QUÍMICAS.............................71
6. CONCLUSÃO.....................................................................................................................76
7. REFERÊNCIAS .................................................................................................................77
8. ANEXO ...............................................................................................................................78
2
1. INTRODUÇÃO
Funções Inorgânicas
Funções Químicas
As substâncias químicas são classificadas como inorgânicas e orgânicas. As inorgânicas
são aquelas que não possuem cadeias carbônicas e as orgânicas são as que possuem. As
substâncias inorgânicas são divididas em quatro grupos, ácidos, bases, sais e óxidos,
chamados de “funções inorgânicas”. As substâncias orgânicas são divididas em
hidrocarbonetos, funções halogenadas, funções oxigenadas e funções nitrogenadas e, do
mesmo modo, os grupos são denominados “funções orgânicas” (Figura 1).
As substâncias pertencentes a cada um dos grupos mostrados na Figura 1 possuem
propriedades químicas em comum. O que confere as propriedades às substâncias
participantes de uma mesma função é sua capacidade de reagir. Substâncias que reagem da
mesma forma, quando colocadas em uma mesma situação, normalmente pertencem à mesma
função.
Sabemos, por exemplo, que o metanol (CH3OH) e o etanol (CH3CH2OH) pertencem à
função Álcool. Estas substâncias possuem propriedades químicas semelhantes, como a
formação de ácidos nas reações de oxidação e a formação de gás carbônico, água e energia
nas reações de combustão. As Equações 1 e 2 mostram as reações de oxidação do metanol e
do etanol, respectivamente:
3
CH3OH + O2 → HCOOH + H2O (Equação 1)
(metanol)
(ácido metanóico)
CH3CH2OH + O2 → CH3COOH + H2O (Equação 2)
(etanol)
(ácido etanóico ou ácido acético)
Por outro lado, a parafina (C22H46) e o butano (CH3CH2CH2CH3) sofrem reação de
combustão, mas não são classificados como álcoois, uma vez que não sofrem reações de
oxidação nas mesmas condições que o metanol e o etanol. A parafina e o butano são
classificados como Hidrocarbonetos. Veja as classificações na Tabela 1 abaixo:
Tabela 1: Classificação de Algumas Substâncias Orgânicas.
Composto
Reação de Oxidação
Reação de
Classificação
Combustão
Metanol
Sim
Sim
Álcool
Etanol
Sim
Sim
Álcool
Butano
Não
Sim
Hidrocarboneto
Parafina
Não
Sim
Hidrocarboneto
Portanto, atenção! Para descobrir a função química a que pertence uma determinada
substância, não basta verificar um só tipo de reação química. É preciso verificar um conjunto
de reações. No nosso exemplo, duas reações foram suficientes para diferenciar
hidrocarbonetos de alcoóis.
Agora que conhecemos um dos procedimentos que os químicos utilizam para classificar
as substâncias em funções químicas, vamos apresentar todas as funções inorgânicas e
orgânicas muito importantes.
4
OS ÁCIDOS E AS BASES: UM POUCO DE HISTÓRIA
O comportamento ácido-base é conhecido há muitos e muitos anos. A palavra ácido (do
latim acidus) significa “azedo”, álcali (do árabe al qaliy) significa “cinzas vegetais”. O termo
ácido, álcali e base data da Antiguidade, da Idade Média e do século XVIII, respectivamente.
As teorias, ácido-base, ou seja, as teorias que procuram explicar o comportamento dessas
substâncias baseando-se em algum princípio mais geral são também bastante antigas. Em
1789, Antoine-Laurent Lavoisier afirmava que "o oxigênio é o princípio acidificante". Em
outras palavras, dizia que todo ácido deveria ter oxigênio.
Entretanto, já nesta época, Claude-Louis Berthollet (1787) e Humphry Davy (1810)
descreveram vários ácidos que não apresentavam o oxigênio, tais como o ácido cianídrico
(HCN), ácido sulfídrico (H2S) e ácido clorídrico (HCl)
As teorias de ácidos e bases que serão tratadas aqui datam do século XX: teoria de
Arrhenius (1887), Brönsted-Lowry (1923) e de Lewis (1923)
Os Ácidos e as Bases: O Conceito de Bronsted-Lowry
De acordo com a teoria de Bronsted-Lowry, ácidos são doadores de prótons e bases são
aceptoras de prótons. Vamos analisar um exemplo genérico:
Nesta reação, o átomo de hidrogênio da espécie HA é transferido para a molécula B,
formando BH+.
Portanto, segundo a teoria de Brönsted-Lowry, HA é um ácido porque transferiu um
próton para B. Do mesmo modo, nessa reação, B é uma base porque recebeu um próton de
HA. A reação entre HA e B leva à formação das espécies A- e BH+. Esta é uma reação
reversível. Isso significa que os produtos da reação também reagem entre si, regenerando os
reagentes:
5
Assim, o átomo de hidrogênio de BH+ é transferido para A-. Portanto, BH+ é um ácido
e A- é uma base, segundo Brönsted-Lowry.
Desse modo, HA e A- formam um par ácido-base conjugado. Ou seja, HA é um ácido
porque doa um próton e transforma-se em A-. A- é uma base porque recebe um próton e
transforma-se em HA. Do mesmo modo, B e BH+ formam um segundo par ácido-base
conjugado.
Mas, será que no equilíbrio as quantidades de HA, B, A- e BH+ serão as mesmas? Ou
teremos uma maior quantidade de reagentes ou produtos? Seria possível prever o sentido para
o qual o equilíbrio estaria deslocado? O equilíbrio estará deslocado no sentido da formação
do ácido mais fraco e da base mais fraca. Se HA e B forem o ácido e a base mais fracos, eles
estarão presente em maior quantidade, e o equilíbrio poderá ser representado da seguinte
forma:
Mas, se A- e BH+ forem o ácido e a base mais fracos, teremos:
Vejamos um exemplo real para que fique mais claro:
6
A amônia, uma base fraca, reage com o ácido cítrico, um ácido fraco, conforme a
Equação 6:
Neste caso, o equilíbrio estará deslocado para os produtos, uma vez que o ácido cítrico
(H3C6H5O7) é um ácido mais forte que o íon amônio (NH4+), e que a Amônia (NH3) é uma
base mais forte que o íon citrato (H2C6H5O7-).
É importante salientar que os conceitos de ácido e base, segundo Bronsted-Lowry, são
relativos.
Observe as Equações abaixo:
Na primeira reação a água doa um próton para a amônia, formando NH4+(aq) e OH-(aq),
enquanto que, na segunda, a água recebe um próton do ácido acético formando CH3COO-(aq)
e H3O+(aq). Portanto, fica claro que a água, segundo o conceito de Bronsted-Lowry, é um
ácido na primeira reação e uma base na segunda. Por isso, a água é denominada uma
substância anfótera.
Para que uma substância anfótera possa agir como ácido, ele deve ser posta em contato
com uma base mais forte que a sua base e, para agir como base, reagir com um ácido mais
forte que seu ácido.
7
Os Ácidos e as Bases: O Conceito de Lewis
Gilbert Newton Lewis (1875-1946), um químico americano, propôs uma teoria de
ácidos em bases no mesmo ano em que Bronsted e Lowry apresentaram a sua teoria. De
acordo com Lewis, ácidos são espécies capazes de receber pares de elétrons, e bases são
espécies capazes de doar pares de elétrons.
Desse modo, uma reação ácido-base consiste na formação de uma ligação covalente
coordenada mais estável, como mostra a Figura 3.
Os Ácidos e as Bases: O conceito de Arrhenius
Por volta de 1887, Svante Arrhenius verificou, por meio de experimentos, que algumas
soluções aquosas conduziam corrente elétrica e outras não. Por exemplo, o que acontecerá se
introduzirmos dois fios condutores ligados a um gerador numa solução aquosa de cloreto de
sódio (NaCl) ou se os introduzirmos numa solução aquosa de sacarose (C12 H22 O11) ?
1o Exemplo
A lâmpada não acende, provando que a solução aquosa de sacarose não possibilita a
passagem de corrente elétrica. Este tipo de solução é chamada de solução não eletrolítica. As
substâncias (no caso a sacarose) que não produzem íons quando em solução aquosa são
chamadas de não-eletrólitos. Os não-eletrólitos são sempre moleculares
8
2oExemplo:
A lâmpada acende, provando que há passagem de corrente elétrica através da solução.
Esse tipo de solução é chamado de solução eletrolítica. As substâncias (no caso o NaCl) que
produzem íons quando em solução aquosa são chamadas eletrólitos. Os eletrólitos podem ser
iônicos
(NaCl)
ou
moleculares(HCl).
9
Dissociação e Ionização
Quando um eletrólito é iônico, a sua dissolução em água possibilita a separação dos íons
do retículo cristalino. Esse fenômeno é chamado dissociação iônica.
Exemplo:
NaCl
Na++Cl
Quando um eletrólito é molecular, a sua dissolução em água possibilita a formação de
íons, devido à reação das moléculas da substância dissolvida com as moléculas de água. Esse
fenômeno é chamado de ionização.
Exemplo: HCl + H2O
H3O+ + Cl –
Simplificadamente podemos escrever segundo o modelo de Arrhenius:
HCl
H + + Cl –
Grau de Ionização (ou de Dissociação Iônica)
Verifica-se que a condutividade elétrica em soluções de NaCl e HCl é alta e que em
soluções de HF a condutividade é muito baixa, embora mais alta do que a da água pura. Isso
nos leva a concluir que nem todas as moléculas de HF estão ionizadas. Assim, temos dois
tipos
de
eletrólitos:
– Eletrólitos fortes: existem somente (ou praticamente) como íons em solução.
Exemplo: NaCl, HCl
– Eletrólitos fracos: existem como uma mistura de íons e moléculas não-ionizadas em
solução.
Exemplo:HF
A grandeza que mede a quantidade em porcentagem das moléculas que sofrem
ionização é chamada grau de ionização (a).
10
Resumo
– Eletrólito: toda substância que em solução aquosa permite a passagem da corrente elétrica.
– Não-eletrólito: toda substância que em solução aquosa não permite a passagem da corrente
elétrica.
–Dissociação: separação de íons de um retículo cristalino.
– Ionização: é a formação de íons, por meio da reação de moléculas da substância dissolvida
com moléculas de água.
– Grau de Ionização
Exercícios Resolvidos
01. (UEL-PR) A é uma substância gasosa nas condições ambientes. Quando liquefeita
praticamente não conduz corrente elétrica, porém, forma solução aquosa que conduz bem a
eletricidade. Uma fórmula possível para A é:
a)K
b)N2
c)HCl
d)O3
e)Ar
Resolução
Resposta:C
Substância molecular liquefeita pura não conduz a corrente elétrica, pois não apresenta íons
em solução. Em solução aquosa pode ionizar produzindo íons em solução que permitem a
passagem
da
corrente
elétrica.
É
o
caso
do
HCl:
HCl (l) + H2O(l)
H3O+(aq)+CL–(aq)
11
02. (PUC-Campinas-SP) Representam um par de substâncias que, em solução aquosa,
conduzem a corrente elétrica:
a) C6H12O6 e NaOH
b) H2SO4 e NaOH
c) H2SO4 e C2H6O
d) C6H12O6 e C2H6O
Resposta:B
As substâncias que permitem a passagem da corrente elétrica através da solução são as
iônicas e as moleculares que pertencem à função ácido .
2. FUNÇÕES INORGÂNICAS
2.1- ÁCIDOS
Classificação dos Ácidos
A) Quanto à presença de oxigênio na molécula:
Hidrácidos – não possuem oxigênio.
Exemplos: HCl, HCN, ...
Oxiácidos – possuem oxigênio.
Exemplos: HNO3 , HClO3 , H2SO4 ...
B) Quanto ao número de hidrogênios ionizáveis:
Monoácidos (ou monopróticos) – apresentam um hidrogênio ionizável.
Exemplos: HCl, HBr, HNO3 , H3PO2 (exceção).
Diácidos (ou dipróticos) – apresentam dois hidrogênios ionizáveis.
Exemplos: H2S, H2SO4 , H3PO3 (exceção).
Triácidos - apresentam três hidrogênios ionizáveis.
Exemplos: H3PO4 , H3BO3 .
Tetrácidos - apresentam quatro hidrogênios ionizáveis.
Exemplos: H4SiO4 , H4P2O7.
C) Quanto ao número de elementos químicos:
Binário – dois elementos químicos diferentes.
Exemplos: HCl, H2S, HBr.
Ternário – três elementos químicos diferentes.
Exemplos: HCN, HNO3 , H2SO4 .
Quaternário – quatro elementos químicos diferentes.
Exemplos: HCNO, HSCN.
D) Quanto à volatilidade (ponto de ebulição):
12
Voláteis – possuem baixo ponto de ebulição.
Exemplos: HCl (–85 °C), H2S (–59,6 °C), HCN (26 °C), HNO3 (86 °C).
Fixos – possuem alto ponto de ebulição.
Exemplos: H2SO4 (338 °C), H3PO4 (213°C),H3BO3(185°C).
E) Quanto ao grau de ionização (força de um ácido):
Ácidos fortes: possuem > 50%
Ácidos moderados: 5%
50%
Ácidos fracos: < 5%
Regra Prática para Determinação da Força de um Ácido
A) Hidrácidos
Ácidos fortes: HI > HBr > HCl.
Ácido moderado: HF.
Ácidos fracos: demais.
B) Oxiácidos
Sendo HxEzOy a fórmula de um ácido de um elemento E qualquer, temos:
em que:
se:
m = 3 ácido muito forte
Exemplos: HClO4 , HMnO4...
m = 2 ácido forte
Exemplos: HNO3 , H2SO4...
m = 1 ácido moderado
Exemplos: H3PO4 , H2SO3 , H3PO3(2 H+), H3PO2(1 H+)
m = 0 ácido fraco
Exemplos: HClO, H3BO3...
Observação – O ácido carbônico (H2CO3) é uma exceção, pois é um ácido fraco (2 = 0,18%),
embora o valor de m = 1.
13
Resumo
– Ácido: toda substância que, em solução aquosa, ioniza, produzindo como cátion somente
íons H3O+(H+).
–Classificação:
Presença de oxigênio
Número de
Número de elementos
Volatilidade
Força
Fórmula estrutural
A) Hidrácidos ( HxE )
Cada hidrogênio está ligado ao elemento por um traço (–) que representa a ligação
covalente
Exemplos
B) Oxiácidos (HxEzOy )
Para escrever a fórmula estrutural dos oxiácidos, devemos proceder da seguinte
maneira:
14
1) escrever o elemento central;
2) ligar o elemento central a tantos grupos – OH quantos forem os hidrogênios ionizáveis;
3) ligar o elemento central aos oxigênios restantes através de uma dupla ligação ou por
ligação dativa.
Exemplos
Observação:
Duas exceções importantes, por apresentarem hidrogênios não-ionizáveis, são:
15
Resumo:
– Hidrácidos: hidrogênio ligado ao elemento central.
– Oxiácidos: hidrogênio ligado ao oxigênio e este ligado ao átomo central.
Exceções: H3PO3 e H3PO2.
Exercício de Ácido
1)assinale o item que contem apenas ácidos de Arrhenius.
a) H2S, NaCl, KOH
b) HBr, HCl, H2SO4
c) NaCl, BA(OH)2, BaS
d) HCl, NH4OH, BaS
e) NaOH, LiOH,Ca(OH)2
2) (Unicamp-SP) Indique na afirmação a seguir, o que é correto ou incorreto, justificando sua
resposta em poucas palavras:
“Uma solução aquosa de cloreto de hidrogênio apresenta o número de cátions H+ igual ao de
ânions Cl-. Portanto, é eletricamente neutra e não conduz eletricidade.”
3) (UEPI) Sejam os seguintes ácidos, com seus respectivos graus de ionização (α):HClO4 (α =
97%); H2SO4(α = 61%);
H3BO3(α = 0,0255%); H3PO4(α = 27%); HNO3 (α = 92%).
Assinale a afirmativa correta.
a) H3PO4 e mais forte que H2SO4
b) HNO3 e um acido moderado
c) HClO4 e mais forte que o HNO3
d) H3PO4 e um acido forte
e) H3BO3 e um acido fraco
Atividade prática
Experimento: Testando a Corrosão de Ácidos
Objetivo: Compreender o processo de corrosão de cálcio dos dentes (cárie dentária),
originando a partir de um ácido produzido em nossa boca quando ingerimos massa,
refrigerantes, doces, etc.
•
Para ler antes da experiência. Substância acida podem afetar os entes, da seguinte
maneira. Os dentes, como todos os ossos do nosso corpo, são formados principalmente
16
de compostos de cálcio. A película de esmalte que protege nossos dentes também é
composta de cálcio.
•
Existem bactérias que vivem na nossa boca e se alimentam do açúcar presente em
certos alimentos (massas, refrigerantes, doces, etc.). Depois de comer o açúcar, as
bactérias produzem um tipo de ácido.
•
Esse ácido produzido pelas bactérias pode acorrer o cálcio de esmalte, atingindo o
dente. A corrosão do cálcio é a própria cárie dentária.
Como podemos perceber, os ácidos reagem fortemente em combinações com certas
substâncias. No caso dos dentes, podemos prevenir cáries dentárias escovando sempre os
dentes após as refeições. O creme dental é uma substancia básica e pode neutralizar o
acido da boca, alem de eliminar partículas de alimentos nos dentes.
A experiência proposta a seguir usa a casca de ovo, que é composta de cálcio.
Materiais Necessários
1 ovo
2 pratos
Vinagre (porção meio corpo)
Procedimentos
Quebrar o ovo. Colocar a gema e a clara num prato. Triturar a casca do ovo, para não
machucar as mãos, embrulhar a casca num pedaço de pano, triturando-a com um pilão ou
martelo ou ate mesmo com uma caneta usando como rolo sobre a casca.
Pôr a casca de ovo triturado no prato livre. Nesse recipiente, colocar vinagre em
quantidade suficiente para cobrir os pedacinhos triturados. Deve-se aguardar cerca de três
minutos para que a reação do ácido com o cálcio possa começar a ser observada. Depois
de uma semana tem-se o resultado final do experimento
Jogo
Palavras cruzadas – Função Ácido
1)
2)
3)
4)
5)
6)
Grupo de substâncias com propriedades químicas semelhantes.
Sabor azedo e conduzir bem a eletricidade são duas características desta função.
Classificação dos ácidos que possuem oxigênio.
Classificação quanto à força do ácido H2SO4.
O cátion dos ácidos.
São substancias que tem a propriedade de mudar de cor conforme o meio seja ácido ou
básico.
7) Classificação de um ácido que apresenta um hidrogênio ionizável.
8) Nomenclatura do ácido HClO4.
9) Classificação do ácido H2S quanto ao número de hidrogênios ionizáveis.
10) Nome do ácido H3PO4.
17
2
1
5
4
6
3
10
8
7
9
Fonte: Samara Menezes
18
Resolução das palavras cruzadas - Função
ácido
2
1 f u n ç
a
o q u í
m
c
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5
d
6
h
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o
19
2.2- BASES
Segundo Svante Arrhenius, uma base (também chamada de álcali) é qualquer substância
que libera única e exclusivamente o ânion OH– (íons hidroxila ou oxidrila) em solução
aquosa. Soluções com estas propriedades dizem-se básicas ou alcalinas. As bases possuem
baixas concentrações de íons H+ sendo considerada base a solução que apresenta pH acima de
7. Possuem sabor adstringente (gosto de banana) e são empregadas como produtos de
limpeza, medicamentos (antiácidos) entre outros. Muitas bases, como o hidróxido de
magnésio (leite de magnésia) são fracas e não trazem danos. Outras como o hidróxido de
sódio (NaOH ou soda cáustica) são corrosivas e sua manipulação deve ser feita com cuidado.
Quando em contato com o papel tornassol vermelho apresentam a cor azul-marinho ou
violeta.
Exemplos:
NaOH
BaOH
Hidróxido de Bário
Na+ +
Ba+
+
OHOH-
Hidróxido de Sódio
Fonte: http://nautilus.fis.uc.pt/wwwqui/figuras/fig_compostos04.html
Mg(OH)2
Mg+2 + 2 OH-
20
Grau de ionização
Quando uma substância dissolve-se em água, não são todas as moléculas que iram sofre
ionização ou dissociação (quebra da molécula) com produção de íons. O grau de ionização ou
dissociação (α) indica o grau de percentagem de moléculas que sofrem ionização ou
dissociação que por sua vez medi a força do eletrólito, ou seja, quanto maior o grau de
ionização do eletrólito, maior será a sua força.
Ficou convencionado que: Eletrólitos fortes possuem α ≥ 50%, eletrólitos moderados
5% < α < 50% e eletrólitos fracos possuem α ≤ 5%.
Classificação quanto ao número de hidroxilas ionizáveis
• Monobase: KOH
• Dibases: Fe(OH)2
• Tribases: Al(OH)3
• Tetrabases: Pb(OH)4
Classificação quanto à solubilidade
•
Fortes e solúveis: Metal alcalino (1A).
Ex: LiOH
•
Moderadas e pouco solúveis: Metal alcalino terroso (2A).
Ex: Ca(OH)2
•
Fracas e insolúveis: Qualquer outro metal.
Ex:Fe(OH)3
Atenção: Com exceção da amônia.
NH3(g) + H2O(l)
NH4
21
Nomenclatura
Hidróxido + de + nome do cátion
Exemplos:
NaOH : Hidróxido de magnésio.
LiOH : hidróxido de lítio.
Quando um mesmo elemento forma cátions com diferentes cargas, o número da carga do
íon é acrescentado ao final do nome. Outra forma é acrescentar o sufixo -oso ao íon de menor
carga
e
-ico
ao
íon
de
maior
carga.
Demonstração:
Ferro → Fe2+ e Fe3+
Fe2+ Fe(OH)2 = Hidróxido de ferro (II) ou hidróxido ferroso.
Fe3+: Fe(OH)3 = Hidróxido de ferro (III) ou hidróxido férrico.
Veja mais exemplos:
Cobre: Cu (OH): Hidróxido de cobre (I)
Cu (OH)2: Hidróxido de cobre (II).
Ação sobre indicadores
Como já vimos, tanto os ácidos como as bases alteram a cor de um indicador. A maioria
dos indicadores usados em laboratório é artificial; porém, alguns são encontrados na natureza,
como o tornassol, que é extraído de certos liquens. No nosso dia-a-dia, encontramos esses
indicadores presentes em várias espécies: no repolho roxo, na beterraba, nas pétalas de rosas
vermelhas, no chá-mate, nas amoras etc., sendo sua extração bastante fácil.
22
A tabela a seguir mostra os indicadores mais usados em laboratórios e as cores que
adquirem, se em presença de um ácido ou de uma base.
Tornassol
Fenolftaleína
Alaranjado de metila
Azul de bromotimol
Ácido
rosa
incolor
vermelho
amarelo
Base
azul
vermelho
amarelo
azul de bromotimol
Fonte: Usberco e Salvador
Características
•
Sabor adstringente
•
Sofrem dissociação quando em solução aquosa; ha separação dos íons conduzindo
corrente elétrica.
•
Base é toda a substância que, em solução aquosa libera como ânion exclusivamente
OH- (hidróxido).
•
Quando são dissolvidos em água, os hidróxidos tem seus íons separados. O cátion é
um metal, e o ânion é o OH-.
Potencial de Hidrogênio Iônico (pH)
O pH ou potencial de hidrogênio iônico, é um índice que indica a acidez,
neutralidade ou alcalinidade de um meio. O conceito foi introduzido por S. P. L. Sørensen
em 1909. O "p" deriva do alemão potenz, que significa poder de concentração, e o "H" é
para o íon de hidrogênio (H+). Às vezes é referido do latim pondus hydrogenii. O "p"
equivale ao simétrico do logaritmo de base 10 da atividade dos íons a que se refere, ou seja,
23
Indicador
Ácido
Base
Tornassol
Róseo
Azul
Fenolftaleína
Incolor
Avermelhado
Alaranjado de metila
Avermelhado
Amarelo
Principais bases e suas aplicações
Hidróxido de sódio — NaOH
O hidróxido de sódio é conhecido por soda cáustica, cujo
termo cáustica significa que pode corroer ou, de qualquer modo,
destruir os tecidos vivos. É um sólido branco, cristalino e
higroscópico, ou seja, tem a propriedade de absorver água. Por
Sabão
isso, quando exposto ao meio ambiente, ele se transforma, após
certo tempo, em um líquido incolor. As substâncias que têm essa
Fonte: Christof Gunkel
propriedade são denominadas deliquescentes.
Quando preparamos soluções concentradas dessa base, elas devem ser conservadas em
frascos plásticos, pois lentamente reagem com o vidro. Tais soluções também reagem com
24
óleos e gorduras e, por isso, são muito utilizadas na fabricação de sabão e de produtos para
desentupir pias e ralos.
Hidróxido de cálcio — Ca(OH)2
O hidróxido de cálcio é conhecido como cal
hidratada, cal extinta ou cal apagada. Nas condições
ambientes, é um sólido branco, pouco solúvel em água.
Sua solução aquosa é chamada água de cal, e a suspensão
de Ca(OH)2 é chamada leite de cal. É utilizado nas
pinturas a cal (caiação) e na preparação de argamassa.
Hidróxido de magnésio — Mg(OH)2
Argamassa
Fonte: Patrick Luethy/Stock
O hidróxido de magnésio é um sólido branco, pouco solúvel em água. Quando disperso
em água, a uma concentração de aproximadamente 7% em massa, o hidróxido de magnésio
origina um líquido branco e espesso que contém partículas sólidas misturadas à água. A esse
líquido damos o nome de suspensão, sendo conhecido também por leite de magnésia, cuja
principal aplicação consiste no uso como antiácido e laxante.
25
(Tarciele Andrade)-Exercício ( Resolvido)
Relacione os hidróxidos com suas respectivas funções .
1) É utilizada farmacologicamente para aliviar a prisão de ventre por seu efeito laxante,
podendo também ser usado para aliviar indigestões e azia, como um antiácido. Também pode
ser usado como eficiente desodorante de pés e axilas, pois alcaliniza a pele, impedindo a
proliferação de bactérias que causam mau cheiro.
2) É um composto que se apresenta como um pó de cor verde, insolúvel em água, não
inflamável e, em condições normais, estável. Ele é utilizado em baterias recarregáveis de
níquel cádmio
3) Nocivo quando ingerido, inalado e absorvido pela pele. Extremamente irritante para
mucosas, sistema respiratório superior, olhos e pele.
( ) Ca(OH)2
( 3 ) NH4OH
( 2 ) Ni(OH)2
( 1 ) Mg(OH)2
26
2.3- SAIS
A maioria das pessoas quando ouve a palavra sal pensa no sal de cozinha. Mas, se você
disser a palavra sal para um químico, ele provavelmente irá lhe perguntar de que sal você está
falando. Pois o sal de cozinha (cloreto de sódio, NaCl) é apenas um exemplo dessa enorme
classe de substâncias.
Os sais estão muito presentes no nosso cotidiano, além do cloreto de sódio (NaCl),
existe também o bicarbonato de sódio (NaHCO3), que é usado como antiácido e também no
preparo de bolos e biscoitos; o sulfato de cálcio hidratado (CaSO4 · 2 H2O) que é usado como
gesso em ortopedia; o sulfato de sódio (Na2SO4) e o sulfato de magnésio (MgSO4), que são
usados como purgante; o carbonato de sódio (Na2CO3), usado na fabricação de vidros ,
detergentes e sabões. Também podemos encontrar sais não dissolvidos na água, como por
exemplo, o carbonato de cálcio (CaCO3), que forma os corais e as conchas. Enfim são muitos
os sais que fazem parte da nossa vida.
Conceituação dos sais
Sais são compostos iônicos que, em solução aquosa, se dissociam, formando pelo menos
um cátion diferente do hidrogênio, H+(aq), e um ânion diferente da hidroxila, OH-(aq), e do
oxigênio, O2-(aq). Os sais podem ser obtidos através de reações entre um ácido e uma base
(reações de neutralização).
Reação de neutralização total
Este tipo de reação ocorre quando reagem todos os íons H+ do ácido e todos os íons OH. O sal produzido é denominado de sal comum ou neutro. A reação entre o ácido nitroso,
HNO3, e o hidróxido de potássio, KOH formando o sal nitrito de potássio, KNO2, e a água é
um exemplo de reação de neutralização total.
KOH(aq) + HNO2 (aq) → KNO2(aq) + H2O(l)
27
Nomenclatura dos sais
Para determinar os nomes dos sais, pode-se utilizar o seguinte esquema:
Nome do sal: nome do ânion de nome do cátion
Exemplos:
Ca(NO3 )2
Ag2CrO4
Fe2S3
Cátion - Ca2+ - cálcio →
Ânion - NO3- - nitrato
nitrato de cálcio
Cátion –Ag+ - prata → cromato de prata
Ânion –CrO42- - cromato
Cátion –Fe3+ - ferro III
Ânion – S2- - sulfeto
→
sulfeto de ferro III ou sulfeto férrico
Tabela com os Principais Ânions
Ânions
Acetato: H3CCOOBrometo: BrCloreto: ClHipoclorito: ClONitrito: NO2Sulfato: SO42Clorito: ClO2-
Bicarbonato: HCO3Carbonato: CO32Fluoreto: FIodeto: IPermanganato: MnO4Sulfeto: S2Cromato: CrO42-
Bissulfato: HSO4Cianeto: CNFosfato: PO43Nitrato: NO3Pirofosfato: P2O74Sulfito: SO3Bromato: BrO3-
CLASSIFICAÇÃO DOS SAIS
Sal neutro: É um sal cujo ânion não possui hidrogênio ionizável (H+) e também não
apresenta o ânion OH–.
Exemplos: NaCl, BaSO4
Hidrogeno-sal ou sal ácido: É um sal que apresenta dois cátions, sendo um deles o H+
(hidrogênio ionizável), e somente um ânion. Esse sal é proveniente da neutralização
28
parcial de seu ácido de origem Na nomenclatura desses sais, devem-se indicar a
presença e a quantidade de grupos H+.
Exemplo: Na+H+CO3-2 = NaHCO3
Nome: carbonato (mono) ácido de sódio
Hidróxi-sal ou sal básico: É um sal que apresenta dois ânions, sendo um deles o OH–
(hidroxila), e somente um cátion. Esse sal é proveniente da neutralização parcial de sua base
de origem Na nomenclatura desses sais, devem-se indicar a presença e a quantidade de grupos
OH–, de maneira semelhante aos sais que apresentam grupos H+.
Exemplo: Ca2+(OH)–Cl– = Ca(OH)Cl Nome: cloreto (mono) básico de cálcio
Sal duplo ou misto: É um sal que apresenta dois cátions diferentes (exceto o hidrogênio
ionizável H+) ou dois ânions diferentes (exceto a hidroxila OH–).
Exemplos:
Na+Li+SO42– = NaLiSO4
Nome: sulfato de sódio e lítio
Ca2+Cl–ClO– = Ca(Cl)ClO
Nome: hipoclorito cloreto de cálcio
Sal hidratado: Apresenta, no retículo cristalino, moléculas de água em proporção
definida. A água combinada dessa maneira chama-se água de cristalização, e a quantidade de
moléculas de água é indicada, na nomenclatura do sal, por prefixos.
Exemplos:
CuSO4 · 5 H2O = sulfato de cobre II penta-hidratado
CaSO4 · 2 H2O = sulfato de cálcio di-hidratado
A solubilidade em água
Em termos práticos, este é um critério importante para a classificação dos sais. A tabela
a seguir indica a solubilidade em água das substâncias.
Sal
Nitratos
Cloratos
Acetatos
Cloretos
Brometos
Iodetos
Sulfatos
Sulfetos
Solubilidade
Solúveis
Exceções
Solúveis
Ag+, Hg22+, Pb2+
Outros sais
Insolúveis
Solúveis
Insolúveis
Ca2+, Sr2+, Ba2+, Pb2+
Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+,
+
NH4 , Ca2+, Sr2+, Ba2+, Pb2+
Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+,
+
NH4
29
Caráter ácido-básico do sal
Sais que possuem cátion e ânion provenientes de base e ácido fortes ou fracos
apresentam caráter neutro. Nos demais casos, prevalece o caráter do mais forte: básico ou
ácido. Portanto, caráter básico, ácido ou neutro de uma solução aquosa de um sal depende
diretamente força da base e da força do ácido que deram origem a este sal. Nesse caso, de um
modo geral, teremos o seguinte:
Sal neutro
NaCl- Forma solução de caráter neutro, pois o cátion Na+, vem de NaOH, base forte, e o
ânion Cl-, vem de HCl, ácido forte.
NH4CN – Forma solução de caráter neutro, pois o cátion NH4+, vem de NH4OH, base fraca e
o ânion CN-, vem de HCN, ácido fraco.
Sal básico
NaClO - Forma solução de caráter básico, pois o cátion Na+, vem de NaOH, base forte, e o
ânion ClO-, vem de HClO, ácido fraco.
Sal ácido
AgNO3 - Forma solução de caratê ácido, pois o cátion Ag+, vem de AgOH, base fraca e o
ânion NO3-, vem de HNO3, ácido forte.
Aplicações de alguns sais
Cloreto de sódio - NaCl
É obtido pela evaporação da água do mar. É o principal
componente do sal de cozinha, usado na nossa alimentação. No
sal de cozinha, além do NaCl, existem outros sais, como iodetos
de sódio e potássio (NaI e KI), cuja presença é obrigatório por
lei. Sua falta pode acarretar a doença denominada bócio,
vulgarmente
conhecida
pelo
papo.
O cloreto de sódio é a principal matéria-prima utilizada para
produção de soda caústica (NaOH).
Fluoreto de sódio – NaF
O fluoreto de sódio é um dos componentes dos cremes
dentais, pois inibe a desmineralização dos dentes, tornando-os
menos suscetíveis à cárie.
30
Bicarbonato de sódio – NaHCO3
O bicarbonato de sódio é o nome comercial do carbonato ácido de sódio ou hidrogenocarbonato de sódio. Em medicina é utilizado como antiácido estomacal. O CO2 liberado é o
principal responsável pela eructação ("arroto"). Nos principais antiácidos comerciais, existem
compostos, como o ácido cítrico e outros, que na presença do bicarbonato de sódio produzem
a efervescência. Outra aplicação importante do bicarbonato de sódio é como fermento de pães
e bolos. O crescimento da massa deve-se à liberação de CO2 gasoso.
31
Curiosidade
Você sabia que a coloração de um refrigerante de laranja é
devida mais à presença de um indicador ácido-base do que
à presença da fruta?
No refrigerante de laranja existe um indicador ácido-base
que apresenta cor laranja em meio ácido e se apresenta
incolor em meio básico.
Atividade prática
Testando o caráter básico do sal NaClO
Objetivo: comprovar o caráter básico da solução de NaClO
Para ler antes de fazer a atividade prática
A água sanitária, usada como desinfetante na limpeza doméstica, contém como ingrediente ativo o
hipoclorito de sódio, NaClO.
As soluções comerciais de hipocloritos em geral são indicadas na desinfecção de água e de
superfícies. É capaz de destruir microorganismos patogênicos à temperatura ambiente e destruir vírus
ou inativá-los irreversivelmente.
Materiais necessários:
Água sanitária;
Refrigerante de laranja;
Colher;
Copo de vidro.
Procedimentos:
Em um copo de vidro coloque até a metade refrigerante de laranja e em seguida adicione uma colher
de sopa da água sanitária. Observe o que acontece. Houve mudança de coloração do refrigerante?Ao
que você atribui este acontecimento? Está relacionado com o caráter ácido-básico de um sal?
Exercício resolvido
Observe as duas colunas e faça a associação correta.
A.
B.
C.
D.
E.
F.
G.
H.
I.
J.
CuSO4 · 5 H2O
Na2HPO4
Al(OH)2Cl
NH4Cl
KNaSO4
KBr
NaHCO3
CaClBr
Ca(OH)Cl
CaSO4 · 2 H2O
(CeI)
(BeG)
(DeF)
(AeJ)
(EeH)
sal básico
sal ácido
sal neutro
sal hidratado
sal duplo
32
Jogos
Descubra qual é a substância
Através das pistas abaixo, descubra qual é a substância.
Pistas:
1) Esta substância pertence à mesma função que o NaCl.
2) Não possui caráter ácido.
3) É formado da união de um ácido fraco com uma base forte.
4) O cátion desta substância pertence a família 2ª da tabela periódica.
5) O ânion desta substância é o mesmo do ácido sulfúrico.
6) É utilizado na produção de cal virgem CaO.
7) O ácido formador desta substância é o ácido carbônico.
8) A base formadora desta substância é o hidróxido de cálcio.
9) É o produto de uma reação de neutralização total.
Palavras cruzadas – Função Sal
1) Compostos formados da reação de um ácido com uma base.
2) Sais formados em uma reação de neutralização total.
3) Sais que apresentam hidrogênios ionizáveis em suas estruturas.
4) Sal usado na alimentação ou na conservação de carnes e pescados.
5) Sais que apresentam hidroxilas em suas estruturas.
6) A nomenclatura do sal AgNO3
7) O HClO é um alvejante asado no branqueamento de roupas.seu nome é...
8) O que um sal deve ter para que ele seja classificado como sal ácido?
9) Nomenclatura do sal LiH2PO4
10) Solubilidade em água do sal CaSO4
11) Sais que apresentam dois cátions diferentes (exceto hidrogênio) ou dois ânions
diferentes (exceto hidroxila).
12) Sal que apresenta molécula de água em sua estrutura.
33
3
8
1
11
4
5
6
7
2
9
10
12
34
Resolução dos jogos
Jogo das pistas
A substância é o sal carbonato de cálcio.
Palavras cruzadas
3
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Fonte: Samara Menezes
35
2.4- ÓXIDOS
Óxido é todo composto químico formado pelo oxigênio e outro elemento que não seja o
flúor. Há fundamentalmente dois modos para dar nome aos óxidos. Um deles é utilizado para
os óxidos moleculares e o outro para os óxidos iônicos.Vejamos cada caso.
Óxidos moleculares
Uma vez que o oxigênio é um não-metal, para que um óxido seja molecular basta que o
oxigênio esteja combinado com outro não-metal ou com um semimetal (lembre-se de que os
compostos moleculares são formados por átomos de não-metais, ou semimetais, unidos por
ligações covalentes).
Como exemplo pode destacar os óxidos formados pelo nitrogênio:
NO - monóxido de mononitrogênio
NO2- dióxido de mononitrogênio
N2O- monóxido de dinitrogênio
N2O3- trióxido de dinitrogênio
N2O4- tetróxido de dinitrogênio
N2O5- pentóxido de dinitrogênio
Como você pode perceber, há umas consideráveis variedades de óxidos de nitrogênio.
Essa diversidade também ocorre com alguns outros elementos. Pensando nisso, a regra de
nomenclatura foi criada para evitar confusões ao chamá-los apenas pelo nome. Outros
exemplos são:
CO-monóxido de carbono
CO2 - dióxido de monocarbono
Cl2O6 - hexóxido de dicloro
O prefixo mono pode ser omitido quando usado na frente do nome do elemento. Por
exemplo:
36
NO- monóxido de nitrogênio
CO- monóxido de carbono
NO2- dióxido de nitrogênio
CO2- dióxido de carbono
Óxidos iônicos
Esses tipos de óxido apresentam oxigênio combinado com um metal (lembre-se de que,
de modo geral, metal e não-metal se unem por ligações iônicas).
Nesse caso, é fácil prever a fórmula do óxido de um determinado metal utilizando o que
aprendemos sobre ligação iônica. Como o oxigênio apresenta 6 elétrons na última camada,
quando em ligação iônica ele recebe 2 elétrons e fica com duas cargas negativas, formando o
ânion O2-, denominado íon óxido.
(Na +)2 ( O2-)1
Na2O
(Ca2+)2 (O2-)2
CaO
(Fe2+)2 (O2-)2
FeO
(Fe3+)2 (O2-)3
Fe2O3
Vimos que, no caso dos óxidos moleculares, havia elementos com grande variedade de
óxidos. Já no caso dos óxidos iônicos,isso não acontece. Como conseqüência,não há
necessidade de uma nomenclatura tão rica em detalhes.
Ela segue a seguinte regra: escrever “óxido de” seguido pelo nome do metal. Caso seja
um metal que forme mais de um cátion, então se deve acrescentar, no final, um número, em
algarismo romano e entre parênteses, que corresponde á regra do cátion do metal.
São exemplos de óxidos de metais com carga fixa:
Na2O - óxido de sódio
CaO - óxido de cálcio
Al2o3 - óxido de alumínio
K2O - óxido de potássio
BaO - óxido de bário
E exemplos de óxidos de metais com carga variável:
Cu2O - óxido de cobre (I)
CuO - óxido de cobre (II)
Cu2O - óxido cuproso
CuO - óxido cúprico
FeO - óxido ferroso
Fe2O3 - óxido férrico
37
Dissemos que os metais não costumam apresentar grande variedade de óxidos. Porém, o
cromo e o manganês são duas importantes exceções. O cromo forma CrO, Cr2O3, CrO2 e
CrO3 e o manganês forma MnO, Mn2O3, MnO2,Mno3 e Mn2O7. Por esse motivo é costume
aplicar para esses óxidos ambos as formas de nomenclatura. Por exemplo:
Cr2O3
- trióxido de dicromo ou óxido de cromo (III)
Mn2O7 - heptóxido de dimanganês ou óxido de manganês (VII)
Uma vez que há óxidos iônicos e óxidos moleculares, é muito difícil generalizar suas
propriedades. Para poder estudá-los melhor, costuma-se dividi-los em grupos que possuem
propriedades semelhantes. É o que faremos a seguir.
Óxidos ácidos ou anídricos
Alguns óxidos podem ser obtidos a partir da desidratação (retirada de água) de ácidos.
Esses óxidos, que têm um comportamento químico intimamente relacionado ao ácido do qual
provêm, são chamados de óxidos ácidos ou anídricos. Além da nomenclatura que já
estudamos, há outra que se aplica aos óxidos ácidos. Eles podem ser nomeados escrevendo-se
a palavra “anídrico” seguida do nome do ácido que origina o óxido.
H2SO4
-H2 O
S O3
H2SO3
- H2 O
S O2
2 (H N O3 )
-
H2 O
N2 O5
-
2 (H N O2 )
H2
O
H2 C O3 )
-H2
N2 O3
O
C O2
2 ( H3 P O4 )
-3
H2
O
P2 O5
SO3 - trióxido de enxofre ou anídrido sulfúrico
SO2 - dióxido de enxofre ou anídrido sulfúrico
N2O5 - pentóxido de dinitrogênipo ou anídrido nítrico
N CO2 - dióxido de carbono ou anidrido carbônico
P2O5 - pentóxido de difósforo ou anidrido fosfórico
P2O3 - trióxido de dinitrogênio ou anidrido nitroso
38
Analise as seguintes equações químicas, que representam reações de óxidos ácidos com
água:
SO3
+
H2O
→
H2SO4
CO2
+
H2O
→
H2CO3
N2O5 +
H2O
→
2 HNO3
Note que se trata exatamente do oposto do processo de subtração de água que nos leva a
descobrir a fórmula de um anidrido.
Óxidos ácidos reagem com água formando ácido.
Agora analise as equações de algumas reações de óxidos ácidos com bases:
SO3 + 2NaOH → Na2SO4 + H2O SO3 corresponde ao H2SO4
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O CO2 corresponde ao H2CO3
N2O5 + 2NaOH → 2NaNO3 + H2O
N2O5 corresponde ao HNO3
Nesses processos fica evidente que esse tipo de óxido possui características ácidas, uma
vez que reage com bases. Verifica-se que o sal formado possui o cátion da base e o ânion do
ácido que corresponde ao óxido ácido.
Óxidos ácidos reagem com bases formando sal e água.
Há óxidos ácidos envolvidos na poluição atmosférica
A atmosfera na ausência de poluição, é composta fundamentalmente de N2,O2,Ar,CO2 e
quantidades variáveis de vapor de água.Nos locais poluídos , sobretudo em centros urbanos e
industriais ,muitas outras substâncias passam a fazer parte da composição do ar atmosférico.
Entre essas substâncias, temos:
• Monóxido de carbono (CO);
• Óxidos de enxofre (SO2 e SO3);
• Óxidos de nitrogênio ( especialmente NO e NO2 );
• Ozônio (O3);
• Partículas em suspensão, tais como fuligem (pó de carvão, C), arei, partículas
metálicas (por exemplo, Pb,Hg, Cd) e fumaça;
• Vapores de combustível, tais como álcool e gasolina não – queimados.
39
Óxidos básicos
Os óxidos com características básicas que nos interessam neste livro são os óxidos de
metais alcalinos e os de metais alcalino-terrosos. Tais podem ser encarados como resultado da
desidratação dos respectivos hidróxidos, de modo similar ao que fizemos com os ácidos:
-
Ca (OH)2
2 (Na OH )
OH2
-
OH2
Na2 O
CaO
Óxido de cálcio
óxido de sódio
Observe as seguintes reações:
CaO + H2O → Ca(OH)2
Na2O H2O
→ 2 NaOH
Esses dois processos químicos são opostos da subtração de água que fizemos
anteriormente. Esse tipo de reação pode ser generalizado assim:
Óxidos básicos reagem com água formando base.
Observe, agora, as seguintes reações de óxidos básicos com ácidos:
CaO + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + H2O CaO corresponde ao Ca(OH)2
Na2O + H2SO4 → Na2SO4 + → H2O Na2O corresponde ao NaOH
Nesse processo, você deve ter percebido que o sal formado possui o ânion do ácido e o
cátion da base correspondente ao óxido básico que é o mesmo cátion do óxido básico.
Óxidos básicos reagem com ácidos formando sal e água.
40
Óxidos neutros
Há três óxidos, CO, NO, e N2O, que,ao contrário dos ácidos e básicos, não reagem com
água, nem com ácidos nem com bases. Eles são chamados de óxidos neutros.
Óxidos neutros ou indiferentes são aqueles que não reagem com água, nem com ácidos
nem com bases. Eles são chamados de óxidos neutros.
Comparação entre ácidos, básicos e neutros
Óxido
Formado por
Composto
Exemplos
Ácido
Não-metal e
Molecular
CO2, N2O5,
oxigênio
N2O3, NO2, N2O4
P2O5, P2O3,
SO2, Cl2O7
Neutro
Não-metal e
Molecular
CO, NO, N2O
Iônico
Na2O, K2O,
oxigênio
Básico
Metal alcalino
ou alcalino-terroso
Li2O,
e oxigênio
MgO,CaO,BaO
Aplicações de alguns óxidos
O óxido de ferro (III), Fe2O3, é usado como pigmento em
tintas. Com ele podem-se conseguir tons de marron castanho e
ocre.
Fonte: Google imagens
41
Cristais de quartzo possuem a forma de prisma e pirâmides. São chamados de cristais de
rocha e sua fórmula é SiO2. Grãos de quartzo são o principal componente da areia.
Fonte: Google imagens
Na preparação da argamassa, a cal viva ou virgem
(CaO) é misturada à água, ocorrendo uma reação que libera
grande quantidade de calor. A cal virgem é obtida pelo
aquecimento do CaCO3, que é encontrado na natureza
como constituinte do mármore, do calcário e da calcita. Em
regiões agrícolas de solo ácido, a cal viva pode ser usada
para diminuir sua acidez.
Fonte: Usberco e Salvador
3. AS FUNÇÕES INORGÂNICAS E A CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA
No estudo da classificação várias propriedades físicas dos elementos ( como
densidade,ponto de fusão,ponto de ebulição etc.) variam periodicamente com o aumento dos
números atômicos.Com as propriedades químicas acontece o mesmo, de tal modo que
podemos dizer que os elementos situados em uma mesma coluna da tabela periódica têm
propriedades químicas semelhantes e , em consequência,formam compostos com fórmulas e
nomes semelhantes.
Isso acontece do fato de todos os elementos da mesma coluna apresentarem o mesmo
número de elétrons na última camada eletrônica.Assim, por exemplo,todos os elementos da
coluna 1A( metais alcalinos) têm um elétron na última camada; eles tendem a ceder esse
elétron,transformando-se em carga 1+.Todos os elementos da coluna 7A( halogênios) têm 7
42
elétrons na última camada;eles tendem a receber um elétron,transformando-se em ânions,de
carga 1-.Tomando como exemplo o sódio e o cloro,temos:
Na
+
Cl
→
Na + Cl-
Repare na semelhança de fórmulas e nomes,quando consideramos outros elementos das
colunas 1A e 7A:
Colunas
1A
7A
Na
Cl
Fórmulas dos
Nomes dos sais
sais
NaCl
Cloreto de
sódio
K
I
KI
Iodeto de
potássio
Rb
F
RbF
Fluoreto de
rubídio
Cs
Br
CsBr
Brometo de
césio
Fonte: Ricardo Feltre
Essa semelhança de fórmulas e nomes parece em todas as funções químicas:
ácidos,bases,sais e óxidos.Acompanhe os exemplos:
Ácidos
Bases
Sais
43
Óxidos
A partir daí, podemos afirmar que quem conhece as fórmulas e os nomes de alguns
compostos de um certo elemento químico pode “reduzir” as fórmulas e os nomes dos
compostos correspondentes de todos os outros elementos que estão na mesma coluna da
Tabela periódica.
Por exemplo,quem conhece os ácidos de cloro (coluna 7A)
H Cl O4 - ácido per
clór ico
H Cl O3 - ácido
clór ico
H Cl O2 - ácido
clor oso
H Cl O H Cl
ácido hipo clor oso
- ácido
clor ídrico
- ácido
brom ídrico
Trocando:
H Br
Ou trocando:
H I
- ácido
Terá
“reduzido” as
iod
fórmulas
ídrico
e os
nomes
dos
ácidos
do
bromo
e do
iodo,respectivamente.
Leituras complementares
A chuva é, naturalmente, um pouco ácida!
Plantas e animais, ao respirar, eliminam gás carbônico (CO2) na atmosfera. Podemos
dizer que a presença desse gás na atmosfera é natural. Quando chove, ocorre uma reação entre
ele e a água da chuva, produzindo ácido carbônico, que deixa a c produzindo ácido carbônico,
que deixa a chuva ligeiramente ácida, já que se trata de um ácido fraco. A reação envolvida
pode ser assim equacionada:
CO2 + H2O → H2CO3
A presença de H2CO3 na chuva não se deve necessariamente á poluição. Essa acidez da
chuva é tão baixa que não faz nenhum mal aos seres vivos.
44
Óxidos de carbono e fuligem
A combustão (queima) do álcool e da gasolina dentro dos motores dos automóveis
produz uma mistura de dióxido de carbono ( CO2), monóxido de carbono (CO), carvão (C)
pulverização e água.
A produção de CO2 na queima de combustíveis e nas queimadas tem provocado
aumento de concentração desse gás na atmosfera. Como conseqüência, intensifica-se o efeito
estufa, que tende a provocar um aumento da temperatura média do planeta (aquecimento
global).
Já o CO é um gás extremamente tóxico, que afeta a capacidade do sangue de transportar
oxigênio ás diversas partes do corpo, onde é essencial á vida.O CO não tem cheio nem cor,
mas pode causar desde uma ligeira dor de cabeça até a morte , dependendo da quantidade
inalada.
O carvão (C) pulverizado é conhecido como fuligem, sendo o principal responsável pela
cor escura da fumaça que sai do escapamento de alguns automóveis, caminhões e ônibus e
também das chaminés das fábricas. Alguns dos inconvenientes da presença da fuligem e de
outras partículas sólidas em suspensão no ar são o fato de elas causarem irritação na córnea e
também produzirem ou agravarem problemas respiratórios, como por exemplo, bronquite.
Exercicios
1° - Escreva a fórmula dos seguintes óxidos:
a)
b)
c)
d)
e)
Óxido de sódio
Óxido de cálcio
Óxido de potássio
Óxido de bário
Óxido ferroso
2°- Escreva o nome dos seguintes compostos:
a)
b)
c)
d)
e)
Li2O
SrO
Al2O3
PbO
SnO
3°-(FFCL-Belo Horizonte-MG) Em ambientes não poluídos e na ausência de raios e
relâmpagos, a água da chuva é ácida por causa da dissolução do
A alternativa que completa corretamente a frase é:
45
a)
b)
c)
d)
Dióxido de enxofre
Gás oxigênio
Gás sulfúrico
Óxido nítrico
4°-(UFRRJ) Muitas pessoas já ouviram falar de “gás hilariante”. Mas será que ele é
realmente capaz de provocar o riso? Na verdade, essa substância, o óxido nitroso (N2O),
descoberta há quase 230 anos, causa um estado de euforia nas pessoas que a inalam. Mas
pode ser perigosa: na busca de uma euforia passageira, o gás já foi usado como droga, e, em
várias ocasiões, o resultado foi trágico, como a morte de muitos jovens. Sobre o óxido nitroso,
responde:
a)
b)
c)
Como é classificado?
Que tipo de ligação une seus átomos?
Que outra nomenclatura também pode ser usada?
46
Jogo
Caça palavras
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• CaO
Também chamado de cal viva ou cal virgem.É preparado por
decomposição térmica do calcário ( CaCO3)
Gás também chamado de gás carbônico. É preparado pela
• CO2
queima do carvão
(C + O2
CO2(g))
• São óxidos que podem se comportar como óxido básico, ora como óxido ácido.
• H2O2
Também conhecida como água oxigenada.
47
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Gabarito do jogo e das questões
CAÇA PALAVRAS
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Questões
1°
a)
b)
c)
d)
e)
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Na2O
CaO
K2O
BaO
FeO
2°
a)
b)
c)
d)
e)
Óxido de lítio
Óxido de estrôncio
Óxido de alumínio
Óxido de chumbo (II) ou óxido plumboso
Óxido de estanho (II) ou óxido estanoso
3°- a alternativa certa é a letra A.
4°
a)
b)
c)
Óxido neutro
Covalente polar
Monóxido de dinitrogênio
48
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4. FUNÇÕES ORGÂNICAS
As substâncias orgânicas com propriedades semelhantes são agrupadas, elas podem até
possuir características estruturais comuns, mas se diferenciam pelo grupo funcional. Estas
substâncias recebem a denominação de funções orgânicas, conheça algumas delas e seus
respectivos grupos funcionais:
Função hidrogenada – hidrocarbonetos
Funções oxigenadas – aldeídos, cetonas, ácidos carboxílicos, ésteres, éteres, alcoóis, fenóis;
Funções nitrogenadas – aminas, amidas;
Funções halogenadas – haletos;
4.1- HIDROCARBONETO
Os compostos pertencentes a esta função são constituídos exclusivamente por carbono e
hidrogênio, portanto possuem fórmula geral: CxHy.
Os hidrocarbonetos são muito importantes porque formam o "esqueleto" das demais
funções orgânicas.
Os Hidrocarbonetos estão divididos em várias classes, dentre as quais merecem destaque
os alcanos, alcenos (alquenos), alcinos (alquinos), alcadienos, cicloalcanos, cicloalcenos e os
hidrocarbonetos aromáticos.
Alcanos ou parafinas
São hidrocarbonetos saturados de cadeia aberta (acíclica). Possuem fórmula geral:
CnH2n+2.
49
Fundamentos da Nomenclatura Orgânica:
PREFIXO + AFIXO + SUFIXO
Prefixo: indica o número de átomos de carbono pertencentes a cadeia principal.
1C = met
6C = hex
11C = undec
2C = et
7C = hept
12C = dodec
3C = prop
8C = oct
13C = tridec
4C = but
9C = non
15C = pentadec
5C = pent
10C = dec
20C = eicos
Afixo ou infixo: indica o tipo de ligação entre os carbonos:
todas simples = an
duas duplas = dien
uma dupla = en
três duplas = trien
uma tripla = in
duas triplas = diin
Sufixo: indica a função química do composto orgânico:
hidrocarboneto= no
álcool= ol
aldeído= al
cetona= ona
ácido carboxílico= óico
amina= amina
éter= óxi
Nomenclatura dos Alcanos de Cadeia Normal:
Junta-se o prefixo + o infixo + o sufixo. Por exemplo: metano, etano, propano, butano,
pentano, hexano, heptano, octano, nonano, decano, undecano, dodecano etc.
50
Nomenclatura dos Alcanos Ramificados.
Para dar nome a um alcano ramificado, basta você seguir as seguintes regras
estabelecidas pela IUPAC:
1.º considerar como cadeia principal, a cadeia carbônica mais longa possível; se há mais
de uma cadeia de mesmo comprimento, escolha como cadeia principal a mais ramificada.
2.º numere a cadeia principal de forma que as ramificações recebam os menores
números possíveis (regra dos menores números).
3.º elaborar o nome do hidrocarboneto citando as ramificações em ordem alfabética,
precedidos pelos seus números de colocação na cadeia principal e finalizar com o nome
correspondente a cadeia principal.
4.º os números são separados uns dos outros por vírgulas.
5.º os números devem ser separados das palavras por hífens.
Obs.1: no caso de haver dois, três, quatro, etc. grupos iguais ligados na cadeia principal,
usam-se os prefixos di, tri, tetra, etc. diante dos nomes dos grupos.
Obs.2: Os prefixos di, tri, tetra, iso, sec, terc, neo não são levados em consideração na
colocação dos nomes em ordem alfabética.
Alcenos ou olefinas
Alcenos, alquenos, olefinas ou hidrocarbonetos etenilênicos são hidrocarbonetos de
cadeia aberta (acíclicos) contendo uma única dupla ligação. Possuem fórmula geral CnH2n .
Nomenclatura dos Alcenos de Cadeia Normal e de Cadeia Ramificada
É muito semelhante a nomenclatura utilizada para os alcanos. Troca-se a terminação ano
do alcano por eno .
51
1) A cadeia principal é a mais longa que contém a dupla ligação.
2) A numeração da cadeia principal é sempre feita a partir da extremidade mais
próxima da dupla ligação, independentemente das ramificações presentes na cadeia. No nome
do alceno a posição da dupla é dada pelo número do primeiro carbono da dupla; esse número
é escrito antes do nome do alceno.
3) Se houver mais de uma possibilidade para a cadeia principal adota-se a regra dos
menores números.
Alcinos ou alquinos
Alcinos, alquinos ou hidrocarbonetos acetilênicos são hidrocarbonetos acíclicos
contendo uma única ligação tripla. Possuem fórmula geral CnH2n-2.
Nomenclatura dos Alcinos de Cadeia Normal e de Cadeia Ramificada
É muito semelhante a nomenclatura utilizada para os alcanos. Troca-se a terminação ano
do alcano por ino.
1) A cadeia principal é a maior cadeia que contenha a ligação tripla.
2) A numeração da cadeia é feita a partir da extremidade mais próxima da ligação tripla.
(As outras regras vistas para os alcenos também valem par os alcinos).
Ciclanos ou cicloalcanos ou ciclo-parafinas
São hidrocarbonetos de cadeia cíclica (fechada) e saturada. Possuem fórmula geral
CnH2n onde "n" deve ser maior ou igual a 3.
Nomenclatura dos Ciclanos de Cadeia Normal e de Cadeia Ramificada
I. O nome é dado adicionando-se o prefixo CICLO ao nome do alcano correspondente;
II. Quando a cadeia for ramificada, a numeração da cadeia se inicia a partir da
ramificação mais simples e segue-se o sentido horário ou anti-horário, de maneira a se
respeitar a regra dos menores números;
52
III. As ramificações devem ser citadas em ordem alfabética;
Hidrocarboneto aromático
São os hidrocarbonetos que possuem um ou mais anéis benzênicos, que também são
chamados de anéis aromáticos.
Nomenclatura dos Hidrocarbonetos Aromáticos
I. A nomenclatura IUPAC considera os hidrocarbonetos aromáticos como derivados do
benzeno;
II. Quando o anel benzênico possui mais de uma ramificação, a numeração da cadeia se
inicia a partir da ramificação mais simples e segue-se o sentido horário ou anti-horário, de
maneira a se respeitar a regra dos menores números;
III. Quando o anel benzênico possuir duas ramificações, iguais ou diferentes, pode-se
usar a nomenclatura orto, meta, para, ao invés de numerar o anel benzênico. A posição 1,2
passa a ser indicada por orto ou simplesmente por "o", a posição 1,3 passa a ser indicada por
meta ou simplesmente por "m" e finalmente a posição 1,4 passa a ser indicada por para ou
simplesmente por "p".
IV. As ramificações devem ser citadas em ordem alfabética;
4.2- ÁLCOOL
Álcoois são compostos orgânicos que apresentam o grupo funcional hidroxila (─ OH)
preso a um ou mais carbonos saturados.
Nomenclatura dos álcoois
A nomenclatura IUPAC reserva para os alcoóis a terminação OL,tirada da própria
palavra álcool.A cadeia principal deve ser a mais longa que contém o carbono ligado ao
OH;a numeração da cadeia deve se iniciar pela extremidade mais próxima ao OH;e,por
53
fim,o nome do álcool será do hidrocarboneto correspondente à cadeia principal,trocando-se a
letra o final por ol.
Classificação dos álcoois
- Álcoois primários – apresentam sua hidroxila ligada a carbono na extremidade da cadeia.
Possuindo um grupo característico – CH2OH.
- Álcoois secundários – apresentam sua hidroxila unida a carbono secundário da cadeia.
Possuindo o grupo característico – CHOH.
- Álcoois terciários – apresentam sua hidroxila ligada a carbono terciário. Possuindo o grupo
– COH.
Os álcoois primários e saturados de cadeia normal com até onze carbonos são líquidos
incolores, os demais são sólidos. Os álcoois de até três carbonos possuem cheiro agradável e à
medida que a cadeia carbônica aumenta, esses líquidos vão se tornando viscosos, de modo
que acima de onze carbonos, eles se tornam sólidos inodoros, semelhantes à parafina.
Propriedades químicas dos álcoois: são compostos muito reativos devido à presença da
hidroxila. Apresentam caráter ácido e por isso reagem com metais, anidridos, cloretos de
ácidos,
Principais
metais
alcalinos.
alcóois
Metanol (álcool metílico): fórmula H3C ─ OH, é produzido em escala industrial a partir de
carvão e água, é usado como solventes em muitas reações e como matéria-prima em
polímeros.
Glicerol: líquido xaroposo, incolor e adocicado, é obtido através de uma saponificação
(reação que origina sabão) dos ésteres que constituem óleos e gorduras. Empregado na
fabricação de tintas,
cosméticos e na preparação de nitroglicerina (explosivo).
54
Etanol (álcool etílico): é usado como solvente na produção de bebidas alcoólicas, na
preparação de ácido acético, éter, tintas, perfumes e como combustível de automóveis.
4.3- CETONA
Cetonas são substâncias orgânicas onde o grupo funcional carbonila se encontra ligado a
dois átomos de carbono. A propanona é a forma mais simples de uma cetona, ela é usada na
obtenção de solvente de esmaltes, resinas e vernizes, é mais conhecida pela denominação de
acetona, veja sua estrutura:
O
║
H3C ─ C ─ CH3
A nomenclatura IUPAC das cetonas contém a terminação ONA. A cadeia principal é a
mais longa que inclui a carbonila, e a numeração é feita a partir da extremidade mais próxima
da Carbonila.
A flor lavanda contém cetona em sua composição.
Fonte: http://www.brasilescola.com/quimica/funcoes-organicas.htm
A Acetona se apresenta como um líquido de odor irritante e se dissolve tanto em água
como em solventes orgânicos. Na indústria alimentícia, as cetonas possuem uma importante
utilização: extração de óleos e gorduras de sementes, as plantas usadas neste processo são o
girassol, amendoim e a soja. Cetonas podem ser usadas para extrair cocaína das folhas de
55
coca, daí o porquê de seu uso ser restrito e fiscalizado por órgãos da polícia federal. As
cetonas podem ser encontradas na natureza em flores e frutos e até em nossos organismos (em
pequena quantidade), fazendo parte dos corpos cetônicos na corrente sanguínea. Esse
composto é empregado para fabricar alimentos e perfumes.
4.4- ÁCIDO CARBOXÍLICO
São
compostos
orgânicos
COOH),ligados
com
um
ou
a
mais
grupo
(ou,abreviadamente-
cadeia
carbônica.
R = radical representando cadeia de hidrocarbonetos.
Nomenclatura dos ácidos carboxílicos
A nomenclatura IUPAC dos ácidos carboxílicos possui a terminação ÓICO. A cadeia
principal é a mais longa que inclui a carbonila,e a numeração é feita a partir do carbono da
própria carboxila(utiliza-se também uma antiga nomenclatura com as letras α,β,y... a partir do
primeiro carbono após a carboxila).
A nomenclatura usual consagrou nomes antigos, que lembram produtos naturais onde os
ácidos são encontrados. Exemplos
Ácido metanóico
Ácido fórmico (lembrando formiga)
Ácido etanóico
Ácido
Acético
(do
latim
butírico
(do
inglês
acetum,vinagre)
Ácido butanóico
Ácido
butter,manteiga)
A presença de apenas uma carboxila classifica o composto como monocarboxílico, se
houver a presença de duas – COOH, teremos um ácido dicarboxílico, e a presença de três –
COOH nos leva ao tricarboxílico.
56
Classificação dos ácidos carboxílicos
Ácido alifático: possui cadeia aberta.
Ácido aromático: o radical R é substituído por um anel aromático.
Ácidos monocarboxílicos alifáticos com até quatro carbonos são líquidos incolores e
solúveis em água. Os de aspecto intermediário comportam de cinco até nove carbonos,
possuem cheiro rançoso e são parcialmente solúveis em água. Já aqueles com número de
átomos de carbono superior a dez são classificados como ácidos graxos, eles são encontrados
em óleos e gorduras. Constituem uma forma de sólido insolúvel em água. Como vemos a
solubilidade em água diminui à medida que o número de carbonos da cadeia aumenta, sabe
por quê? Sabemos que água é um composto polar, sendo assim ela só vai dissolver
substâncias polares: “Semelhante dissolve semelhante”. Ácidos carboxílicos contam com uma
parte polar (carboxila) e outra apolar (cadeia carbônica).
Polar
Apolar
Quanto maior for a parte apolar da cadeia mais insolúvel será o composto, isso explica por
que cadeias com mais de 10 carbonos não se dissolvem em água.
57
4.5- ALDEÍDO
Os aldeídos são denominados de compostos carbonílicos porque apresentam o grupo
carbonila C = O. Esses compostos são incolores, e os de tamanho inferior têm cheiro irritante
e os de cadeia carbônica maior têm cheiro agradável, na natureza podem ser encontrados nas
fases
sólida,
líquida
ou
gasosa.
Essa classe de compostos pode ser encontrada em flores e frutos. Veja a estrutura da forma
mais simples de aldeído:
Principais aldeídos
Etanal: de fórmula C2H4O, esse composto é usado como matéria-prima na indústria de
pesticidas e medicamentos. É também conhecido como aldeído acético, e possui uma
importante função na fabricação de espelhos: o etanal reduz os sais de prata através de reação
e os fixa no espelho para reflexão da imagem.
Metanal: quem já visitou um laboratório de anatomia sabe bem do que se trata esta
substância, aquele cheiro que irrita as narinas provém de uma solução de metanal (37% de
metanal e 63% de água), essa solução é usada para conservar cadáveres humanos e animais
para estudos posteriores. Na verdade é mais conhecida como formol e é empregada ainda na
fabricação de desinfetantes (anti-sépticos) e na indústria de plásticos e resinas.
O formol (ou formaldeído) é um gás incolor em temperatura ambiente que tem a propriedade
58
de desnaturar proteínas, essas ficam mais resistentes não sendo degradadas pela ação de
bactérias, daí o porquê do formol ser aplicado como fluido de embalsamamento.
Os aldeídos são muito reativos em razão do grupo carbonila que é muito polar, este grupo
polar atrai outras substâncias para formar ligações.
4.6- AMIDAS
As amidas são compostos orgânicos nitrogenados e derivam da amônia (NH3), podem
ser encontradas na fase sólida ou líquida. Na sua forma mais simples ela é denominada de
metanamida, enquanto amidas com cadeias carbônicas mais extensas são sólidas e incolores.
São compostos que apresentam o seguinte grupo funcional:
Nomenclatura
Troca-se a terminação ICO do ácido carboxílico correspondente por AMIDA;
Obs.: Um raciocínio mais fácil é acrescentar AMIDA ao hidrocarboneto correspondente, não
sendo assim necessário raciocinar com o ácido carboxílico correspondente; (raciocínio
semelhante foi proposto para os ésteres).
Aplicação
A amida mais conhecida é a Uréia, que foi o primeiro composto a ser obtido em
laboratório, é um sólido cristalino à temperatura ambiente. A Uréia é o produto final do
metabolismo das proteínas nos organismos dos mamíferos, ocorrendo então na urina e em
pequenas quantidades no sangue. O homem pode eliminar até cerca de 30 gramas de uréia por
dia através de sua urina. A Uréia é usada dentre outras coisas, como adubo (fertilizante) e na
produção de polímeros e medicamentos.
59
4.7- AMINAS
As aminas são compostos orgânicos nitrogenados, são obtidas através da substituição de
um ou mais hidrogênios da amônia (NH3) por demais grupos orgânicos (radicais alquila ou
arila). Elas possuem em sua fórmula geral o elemento Nitrogênio, existem muitos
estimulantes que possuem em sua fórmula o composto amino: Cafeína, Anfetamina, Cocaína
e Crack.
Nomenclatura
(grupos ligados ao N) + AMINA;
Obs.: Os grupamentos ligados ao N devem ser colocados em ordem alfabética (a ordem
crescente de complexidade não é recomendada pela IUPAC);
Obs.: Em moléculas complexas o grupamento característico das aminas pode ser considerado
uma ramificação chamada de AMINO.
Metilamina
Trimetilamina
Fenilamina ou anilina
Aplicação
A cafeína é uma amina.
60
Fonte: http://www.brasilescola.com/quimica/funcoes-organicas.htm
A cafeína é um composto químico, classificado como alcalóide, pertencente ao grupo
das xantinas, além de atuar sobre o sistema nervoso central, aumenta a produção de suco
gástrico, decorrente da alteração metabólica ocasionada pela mesma. Devido ao estímulo do
sistema nervoso, a cafeína favorece o estado de alerta. A cafeína é a droga mais consumida no
mundo e é encontrada em uma grande quantidade de alimentos, como chocolate, café,
guaraná, cola, cacau e chá-mate, é possível encontrá-la também em alguns analgésicos e
inibidores de apetite.
4.8- ÉSTERES
Ésteres são compostos orgânicos produzidos através da reação química denominada de
esterificação: ácido carboxílico e álcool reagem entre si e os produtos da reação são éster e
água.
Nomenclatura dos ésteres
Para dar nome aos ésteres você deve,antes de mais nada,reconhecer a parte da molécula
que veio do ácido e a que corresponde ao grupo que substituiu o H
Nome do ácido
-ico
Nome
do
grupo
orgânico + a
+ato
de
61
Foto do livro: Química na abordagem do cotidiano vol.3-Química Orgânica pág.59. Autor:Francisco
Miragaia Peruzzo e Eduardo Leite do Canto.
Classificação
Existem três classificações para os ésteres, eles podem se encontrar na forma de essências,
óleos ou ceras, dependendo da reação e dos reagentes.
Ésteres são usados para dar sabor a balas e gomas de mascar
Fonte: http://www.brasilescola.com/quimica/funcoes-organicas.htm
Essências
Ésteres nessa forma são obtidos através da reação com ácidos e álcoois de cadeia curta.
Este produto de ésteres é muito usado em indústrias de alimentos, ele permite a atribuição de
diferentes
sabores
e
aromas
aos
produtos
artificiais.
Sabe aquele sabor e aroma de frutas que encontramos em gomas de mascar, refrescos
artificiais, gelatinas, bombons, qual a substância responsável por este efeito? São as essências
de ésteres, os flavorizantes também conhecidos como aromatizantes. Veja os exemplos:
Antranilato de metila: alimentos com sabor artificial de uva possuem esse aromatizante do
grupo
de
Acetato
ésteres,
de
os
pentila:
refrescos
constituinte
de
do
uva
aroma
são
um
artificial
exemplo.
de
banana.
Etanoato de butila: essência que confere o sabor de maçã verde às balas e gomas de mascar.
Butanoato
Metanoato
de
de
etila:
etila:
esse
é
éster
confere
responsável
o
pelo
aroma
aroma
de
abacaxi
artificial
a
alimentos.
de
groselha.
62
Acetato de propila: o sabor artificial de pêra das gomas de mascar se deve à presença deste
éster. Como se vê, existe uma variedade enorme de ésteres sendo usados nas indústrias
alimentícias.
Óleos
Os produtos derivados de ésteres neste estado são muito usados no nosso dia-a-dia. Também
na forma de gorduras, estão presentes em nossa alimentação, a seguir exemplos de ésteres na
forma de óleos e gorduras:
Éster dos ácidos linoléico e oléico: óleo de soja presente na refeição diária.
Os ésteres que derivam apenas de um álcool, como a glicerina ou propanotriol, como o
próprio nome já diz, trata-se de um álcool com três hidroxilas, a reação acontece com três
ácidos, sendo assim, o produto será um triéster. Esse produto corresponde ao óleo de soja, já
citado,
azeite
de
oliva,
manteiga
ou
margarina.
Estearina: é encontrado na gordura animal conhecida como sebo, é matéria prima para a
fabricação de sabonetes e sabões.
Ceras
Quando álcoois com elevado número de carbonos reagem com ácidos surge uma nova forma
de ésteres; as ceras. As mais conhecidas são a cera de abelha e a cera de carnaúba, elas
servem para fabricar velas, graxas para sapatos, ceras para pisos, entre outras.
3.9- ÉTERES
Éteres são compostos orgânicos que apresentam o grupo funcional - O- (oxigênio) entre
dois radicais (carbonos), ou seja, se caracterizam pela presença de oxigênio ligado a dois
átomos de carbono.
63
http://www.brasilescola.com/quimica/funcoes-organicas.htm
Nomenclatura
A nomenclatura IUPAC dos éteres contém a palavra óxi intercalada nos nomes dos
dois grupos formadores do éter:
Grupo menor
óxi
Grupo maior
A nomenclatura usual contém a palavra éter seguida pelos nomes dos dois grupos,em
ordem alfabética,e finalizada com a terminação ílico.(Há também nomes particulares).
Aplicações
A aplicação desses compostos é variada, podem ser usados para fabricar seda artificial,
celulóide e ainda como solvente na obtenção de gorduras, óleos e resinas. A aplicação de
éteres na medicina é importante: é usado como anestésico e para preparar medicamentos.
Uma conhecida forma de éter, muito usada em nosso cotidiano e na medicina, é o éter
comum, um líquido altamente volátil que atualmente entrou em desuso em razão dos perigos
de se inflamar e causar incêndios. Esse éter também é conhecido pelas denominações de éter
etílico, éter dietílico ou éter sulfúrico.
Mas não é só na medicina que encontramos os éteres, são aplicados também na
indústria, como solvente de tintas, óleos, resinas, graxas, em razão da propriedade que possui
de dissolver esses compostos.
64
4.10- FENÓIS
Fenóis são compostos que possuem o grupo hidroxila (-OH) ligado diretamente ao anel
benzênico. Veja a estrutura molecular:
Benzenol ou hidróxi-benzeno ou Fenol Comum
Nomenclaturas dos fenóis
A nomenclatura IUPAC
dá aos fenóis a terminação ol ou o prefixo hidróxi.No
entanto,como acontece com todos os compostos aromáticos,os fenóis mais simples têm nomes
comuns,que são aceitos pela IUPAC.
Em moléculas complexas mais complexas, usa-se o prefixo hidroxi,Existindo várias
ramificações no anel aromático,a numeração inicia-se na oxidrila e prossegue no sentido
que proporciona números menores.
Aplicações
A principal característica dos fenóis é a ação antibacteriana e fungicida, e justamente por
isso causou uma revolução por volta do ano de 1870, nessa época foi usado como anti-séptico
e salvou muitos pacientes de mortes causadas por infecção pós-operatória. Aliás, o fenol foi o
primeiro
anti-séptico
a
ser
comercializado.
Um peeling capaz de deixá-la 20 anos mais jovem em apenas 15 dias, sem anestesia,
internação ou cortes. Isso é possível? Vamos mostrar aqui como funciona a nova fórmula do
peeling de fenol, batizado como “método Kacowicz” - Multipeel. Ele é mais suave que a
fórmula tradicional e traz menos efeitos colaterais.
65
Fonte: http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/mulher-peeling/peeling-de-fenol.php
4.11- HALETOS
Na Química Orgânica, os compostos que apresentam átomos de Halogênio se
classificam como Haletos orgânicos. O que seria um Halogênio? Átomos pertencentes ao
grupo 7 A da Tabela Periódica: Cloro (Cl), Bromo (Br), Flúor (F), Iodo (I). Todos estes fazem
parte
da
chamada
família
dos
Halogênios.
66
Haletos orgânicos proporcionam ação spray.
http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/mulher-peeling/peeling-de-fenol.php
Os Haletos orgânicos são representados por R – X onde X = Cl, Br, F, I.
2 – cloro 2 – metil – butano. Repare que o Cl está ligado a uma cadeia de
hidrocarbonetos.
Nomenclatura dos haletos
Na
nomenclatura
IUPAC,o
halogênio
é
considerado
apenas
como
uma
ramificação,presa à cadeia principal.Por exemplo:
Iodo-benzeno
CH3Cl Cloro-metano
67
Aplicações
CFC’s
Sigla para Clorofluorcarbonetos, os populares freons. Estes Haletos são usados como
propelentes em aerossóis e como líquido para refrigeração em aparelhos de ar condicionado e
geladeiras.
DDT
Abreviatura de Dicloro-difenil-tricloroetano, um inseticida que ficou mundialmente
conhecido por sua eficiência em controlar doenças transmitidas por insetos (febre amarela,
malária, tifo).
EXERCÍCIO (Autor: Ricardo Feltre; Livro: Química Orgânica vol.3; pág.101)
(UFPA) Observe as fórmulas, dadas a seguir, de quatro substâncias químicas:
CH3-O-CH3
CH3COH
CH3CH2COCH3
CH3COOCH2
Na ordem de cima para baixo, essas substâncias pertencem,respectivamente,às funções
orgânicas:
a)éter,aldeído,cetona e éster
b)éter,aldeído,éster e cetona
c)éter,álcool,cetona e éster
68
d)éster,ácido carboxílico,éter e cetona
e)éster,álcool,éter e cetona
(Samara Menezes)- Exercício geral de Funções Químicas
Faça as associações de forma correta.
1) Cloreto de sódio
2) Mg(OH)2
3) Ácido acético
4) Peróxido
5) Propanona
6) Tetróxido de triferro
7) Sal Hidratado
8) Monoácido
9) NaCO3
10) Etanol
Água oxigenada
CuSO4.5H2O
Fonte: Google imagens
Fonte: Google imagens
Acetona
Leite de magnésia
Fonte: Google imagens
Fonte: Google imagens
Fonte: Google imagens
69
Magnetita (Fe3O4)
Fonte: Google imagens
Vinagre
Fonte: Google imagens
Carbonato de sódio
Fonte: Google imagens
Fonte: Google imagens
Fonte: Google imagens
Fonte: Google imagens
70
5. INSTRUMENTOS PARA O ENSINO DE FUNÇÕES QUÍMICAS
VÍDEO
Dissolução do isopor em acetona
http://cienciatube.blogspot.com/2008/11/dissoluo-do-isopor-em-acetona.html
O isopor é composto por mais de 90% de ar.
Objetivo: constatar que o isopor é composto por ar quando o mergulhamos em acetona
concentrada e todo o ar aprisionado no interior do isopor é liberado.
MATERIAL UTILIZADO:
Acetona
Isopor
Esferovite
Placa de petri
SEGURANÇA
Evitar inalar diretamente os gases produzidos realizar a experiência em ambiente
arejado
PROCEDIMENTO
Transferir do Erlenmeyer a Acetona para o vidro de relógio e em seguida colocar em
contato com a Acetona as tiras de isopor (esferovite) e vai ocorrer a liberação do gás
aprisionado.
Ele é dissolvido na acetona, pois os dois compostos são apolares. Leia abaixo um trecho
retirado da Wikipédia sobre o isopor:
"O poliestireno é um homopolímero resultante da polimerização do monômero de estireno.
À temperatura ambiente, o poliestireno apresenta-se no estado sólido. Trata-se de uma resina
do grupo dos termoplásticos, cuja característica reside na sua fácil flexibilidade ou
moldabilidade sob a ação do calor. Os processos de moldagem do poliestireno são
principalmente a termoformagem a vácuo e a extrusão. Sob a ação do calor, a resina toma a
forma líquida ou pastosa, moldando-se com facilidade em torno de um molde. Com o
resfriamento após a moldagem, o produto readquire o estado sólido, na forma de peças tais
como copos descartáveis, lacres de barril de chope e tantas outras peças de uso doméstico ou
embalagens.
É um termoplástico duro e quebradiço com transparência cristalina, semelhante ao vidro, e foi
descoberto acidentalmente em 1839 por Eduard Simon, um apotecário em Berlim, a partir de
uma
resina
de
âmbar
destilada.
Existe, também, um processo específico de polimerização do estireno, que emprega um gás de
expansão - normalmente, o pentano - gerando o poliestireno expandido, conhecido
71
mundialmente pela marca Isopor ® - marca registrada que pertencia a BASF no Brasil e,
atualmente, é propriedade da empresa KNAUF Isopor Ltda." (Wikipédia:
http://pt.wikipedia.org/wiki/Isopor)
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http://cienciatube.blogspot.com/2008/11/dissoluo-do-isopor-em-acetona.html
http://cdcc.sc.usp.br/quimica/index.html
http://www.cdcc.sc.usp.br/quimica/experimentos/ensinofund.html
Jogo para Ensinar Química \ Jogo da Memória (elaborado pelos autores)
Número de jogadores: no mínimo dois.
Objetivo: reunir o máximo de cartas possível, juntando-as em pares e aprender as
fórmulas químicas, a nomenclatura dos desenhos expostos na carta.
As cartas: um maço comum com 40 cartas.
Jogando: você precisará de uma superfície grande. Distribua todo o maço de cartas,
uma por uma, com a face virada para a mesa. Não faz diferença se as cartas são dispostas em
linhas e colunas organizadas ou de forma aleatória.Uma jogada consiste em virar uma carta,
depois outra. Todos os jogadores vêem as cartas que foram viradas. Se elas forem iguais,
72
retire-as da mesa e separe. Jogue outra vez. Se as duas cartas viradas não forem iguais, acabou
a sua jogada. Coloque as cartas em seus lugares, com a face virada para baixo. Observe as
cartas viradas para as jogadas seguintes.
Pontuação: quando todas as cartas tiverem sido pegas, conte-as. Quem tiver o maior
número de cartas depois de três partidas será o vencedor.
Dicas: você pode pegar o jeito desse jogo muito rapidamente. O segredo para isso é a
memória visual e espacial. Se não tiver certeza sobre qual carta virar, siga sempre os seus
instintos e você irá acertar.
Variações: em cada jogada, você pode virar uma terceira carta sempre que as duas
primeiras não forem iguais. Se mesmo assim não houver nenhum par, coloque as cartas em
seus lugares. Quando restarem apenas seis cartas, só duas poderão ser viradas por vez.
Bingo Da Química Orgânica
Metodologia: O Bingo da Química Orgânica foi apresentado aos alunos depois de ter
sido introduzida, além dos hidrocarbonetos, as funções álcool, fenol, aldeído, cetona e ácido
carboxílico.Também foi elaborado modelo de esferas com bolinhas de plástico coloridas e
varetas para demonstrar as estruturas espaciais destas funções da química orgânica.As regras e
estratégias do jogo são as mesmas necessárias para o jogo tradicional, onde o aluno/jogador
precisa identificar os grupos funcionais corretamente, para poder marcar a cartela e, assim
completar o jogo.
Componentes: Uma ou mais cartelas de bingo para cada aluno.
Tempo de jogo: 40 min.
Regras: Será distribuída uma cartela, a cada aluno, confeccionada em papel sulfite,
contendo o símbolo dos grupos funcionais e de algumas substâncias orgânicas, bem como
alguns grãos de feijão e/ou milho para poderem marcar as cartelas; Será “cantado” o nome do
grupo funcional ou da substância; O aluno deverá marcar na cartela, caso, tenha o grupo ou a
substância; Tradicionalmente, os vencedores são aqueles que completam primeiramente uma
linha ou uma coluna ou aquele que fechar (ou seja, completar todos os símbolos) da cartela; A
cada rodada são acertadas as regras, podendo assim, valer as três (3) linhas ou as colunas. O
ganhador deve alertar que ganhou, gritando a palavra “Bingo!”. Assim o sorteio é
interrompido e o professor vem conferir a cartela.
www.diaadiaeducacao.pr.gov.br/portals/pde/arquivos/688-4.pdf
73
Música para o ensino de funções químicas
Música: Vamos Fugir
Grupo: Skank
Vamos fugir
Deste lugar, baby
Vamos fugir
tô cansado de esperar
Que você me carregue.
Vamos fugir
Pro outro lugar, baby
Vamos fugir
Pra onde quer que você vá
Que você me carregue
[Refrão]
Pois diga que irá
Irajá, Irajá
Pra onde eu só veja você,
Você veja-me só
Marajó, Marajó
Qualquer outro lugar comum, outro lugar
qualquer
Guaporé, Guaporé.
Qualquer outro lugar ao sol, outro lugar ao sul.
Céu azul, céu azul.
Onde haja só meu corpo nu
Junto ao seu corpo nu
Vamos fugir
Pra outro lugar, baby.
Vamos fugir
Pra onde haja um tobogã,
Onde a gente escorregue
Vamos fugir
tô cansado de esperar
Que você me carregue.
Pois diga que irá
Irajá, Irajá
Pra onde eu só veja você,
Você veja-me só
Marajó, Marajó
Qualquer outro lugar comum, outro lugar
qualquer
Guaporé, Guaporé.
Qualquer outro lugar ao sol, outro lugar ao sul.
Céu azul, céu azul.
Onde haja só meu corpo nu
Junto ao seu corpo nu
Vamos fugir
Pra outro lugar, baby.
Vamos fugir
Pra onde haja um tobogã,
Onde a gente escorregue
Todo dia de manhã
Flores que a gente regue
Uma banda de maçã
Outra banda de Reggae
tô cansado de esperar
Que você me carregue.
Todo dia de manhã
Flores que a gente Regue
Uma banda de maçã
Outra banda de Reggae
Vamos fugir
Deste lugar, baby.
74
Paródia
Música: Funções Químicas em nossas
vidas
Autora: Samara Menezes
As funções estão presentes em sua vida sim
Esqueça não
Esqueça não
Sempre lembre da importância que elas têm então
Ácido e base
São funçõ on on es
São funções químicas
E que fazem parte
das nossas vidas
O ácido acético
Tem no vinagre, baby
Que você utilizaaaa
Pra deixar bem saborosa
A sua saladinha
O ácido cítrico
Tem na laranja, baby
Tem no limã an ão
E ambos fazem parte
da nossa refeiçã ão
E contra acidez
Estomacal, estomacal
Tome uma base que neutraliza legal
Mas qual que é? Qual que é?
Leite de magnésia é a melhor solução
Solução
Solução
Nunca esqueça e sempre leve com você então
Então lembre que
As funções, as funções
Estão presentes em sua vida
Não esqueça não!
Esqueça não
Esqueça não
Sempre lembre da importância que elas têm então
Lembre que
Lembre que
Mas qual que é
Mas qual que é? Qual que é?
Leite de magnésia é a melhor solução
Solução
Solução
Nunca esqueça e sempre leve com você então
75
6. CONCLUSÃO
A partir da elaboração deste trabalho percebeu-se que o uso de contextualização,
experimentos, jogos, textos complementares, vídeos e músicas no ensino de Funções
Químicas são de grande importância, pois através da utilização destes instrumentos o aluno
pode compreender melhor os conceitos químicos e além disso pode perceber a importância
que as Funções Químicas têm em nossas vidas.
76
7. REFERÊNCIAS
Bases. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Base_(qu%C3%ADmica)>. Acesso
em : 12 abr.2010.
Bases.Disponívelem:<http://nautilus.fis.uc.pt/wwwqui/figuras/fig_compostos04.html>
Acesso em : 19 abr.2010.
CARVALHO, Antônio. Química. São Paulo: IBEP, 2003.
FELTRE, Ricardo. Química Orgânica. 2. ed. São Paulo: Moderna, 2004.
FELTRE, Ricardo. Química geral. 6. ed. São Paulo: Moderna, 2004.
FONSECA, Martha Reis Marques. Química Integral. São Paulo: FTD, 2004.
Palavras cruzadas. Disponível em <http://quimica.net/emiliano/crosswords/funçõesinorganicas-pc.pdf. >. Acesso em: 19 abr.2010
PERUZZO, Francisco Miragaia; CANTO, Eduardo Leite do. Química: na abordagem
do cotidiano. 3.ed. São Paulo: Moderna, 2007
USBERCO, João; SALVADOR, Edgard. Química. 5. ed. São Paulo: Saraiva, 2002.
77
8. Anexo
Análise dos livros
Livro: Química orgânica Vol.3
Autor: Ricardo Feltre
No livro de química orgânica do autor Ricardo Feltre na parte das funções orgânicas não
está de forma precisa à nomenclatura dos ésteres, faltou analogia. Nas demais funções
orgânicas não encontrei analogias que podem ser usadas para melhor entendimento do aluno,
além disso, encontrei na página 79 dois experimentos,nos quais são utilizados álcool etílico
que é uma substância inflamável e que portanto pode inflamar e causar queimaduras e
também o experimento demora de dois a três dias para ser observado.Isso pode causar
desinteresse do aluno em relação a experiência proposta .O segundo experimento envolve
ácido sulfúrico e álcool etílico.Porém não faz recomendações nesse experimento sobre
cuidados em se manusear produtos ácidos apenas no primeiro experimento o autor faz
recomendações em relação a segurança na horas de realizar o experimento. Com exceção do
experimento que envolve o álcool etílico não tem outros experimentos que envolva outras
funções orgânicas. Mas em relações aos conceitos e relações conceituais está de forma
compreensível para o aluno. Observei no livro que suas ilustrações chamam a atenção do
aluno o que contribui para melhor entendimento do assunto.
Livro: Química na abordagem do cotidiano
Autor: Francisco Miragaia Peruzzo e Eduardo Leite do Canto
Já em relação a este livro, os conceitos estão de forma que o aluno possa entender, os
exercícios estão bem formulados assim como nos exercícios do autor Ricardo Feltre,mas não
encontrei experimentos em relações a funções orgânicas.
Devido a disciplina de química ser considerada pela maioria dos alunos abstrata e de
difícil compreensão.Então para melhorar o ensino de química nas escolas é necessário que os
futuros professores adotem uma nova abordagem no ensino de química, não apenas com
conhecimentos e habilidades adquiridos vindos do ensino superior e do exercício sua
profissão, mas com elementos que leve seus alunos a serem críticos-ativos na participação das
inovações científico-tecnológicas. Dessa maneira teremos cidadãos mais preparados tanto
profissionalmente quanto na sua maneira de agir diante da vida e da própria sociedade em que
vive.
78
Livro: Química Geral
Autores: João Usberco e Edgard Salvador
Este livro relaciona bastante os conteúdos de Química com o cotidiano do aluno. A
contextualização é de grande importância pois faz com que o aluno perceba o quanto esta
Ciência é importante para a sua vida. O livro é constituído de seções de atividades
diversificadas como, exercícios resolvidos, exercícios propostos e exercícios de classes, os
quais são muito importantes pois permitem uma melhor compreensão, assimilação e fixação
dos conteúdos estudados.
Existem atividades práticas em uma seção denominada “Faça você mesmo” e algumas
charges. Grande parte dos experimentos utiliza materiais de fácil acesso e não perigosos, o
que permite que o aluno possa realmente fazer o experimento. A experimentação é importante
pois a partir desta, é possível desenvolver a capacidade de observação, investigação do aluno.
De modo geral o livro é bom, somente faltou a presença de analogias nos capítulos de
funções inorgânicas e orgânicas, que iriam contribuir também para o processo de ensinoaprendizagem.
Livro: Química Geral
Autor: Ricardo Feltre
Neste livro o autor articula os assuntos de Química com o cotidiano do aluno. Esta
contextualização é de grande importância pois através desta o aluno pode perceber a
relevância da Ciência Química em sua vida. Além disso, este livro apresenta exercícios
resolvidos, curiosidades, atividades práticas e charges. Estes recursos também são de grande
importância pois despertam o interesse do aluno na disciplina e facilitam o processo de ensino
– aprendizagem. Um aspecto negativo em relação a este livro é a ausência do uso de
analogias.
Livro: Apostila de Química
Autor: Antônio Carvalho
Neste livro é bastante resumido e a contextualização não é tão evidente quanto nos
livros anteriores. Esta ausência compromete o entendimento não somente dos conceitos
químicos mas também da importância do estudo da Química. O livro é também carente em
relação à presença de exercícios resolvidos, experimentos e curiosidades.
Este livro não é considerado bom devido a carências de elementos importantes para o
ensino de Química.
Livro: Química na abordagem do cotidiano
Autores: Tito/Canto
Observa-se no livro do 2° grau dos autores Tito/Canto, volume único, Química na
abordagem do cotidiano, que os assuntos da química estão explicitamente vinculados ao
nosso dia a dia, visto que cada tema abordado no livro, em seguida relaciona-se a algo que
utilizamos no cotidiano como exemplo no estudo das funções inorgânicas mais
79
especificadamente na parte que aborda os óxidos. Cada tópico que é apresentado, há uma
utilização na nossa vivência.
Nos óxidos moleculares, por exemplo, os autores apresentam o conceito, logo em
seguida colocam a fórmula e sua nomenclatura e depois para ficar com mais clareza eles
utilizam fotos com imagens do nosso dia a dia, ou seja, onde está sendo utilizado aquela
determinada substância que aprendemos de conhecer. É um recurso bastante proveitoso e
eficaz para o aluno, visto que aprende a relacioná-lo ao cotidiano as substância químicas
aprendidas. Da mesma forma acontece com os óxidos iônicos.
Os óxidos ácidos é apresentado da seguinte forma pelos autores, são apresentados seus
conceitos e suas fórmulas e nomenclaturas, logo em seguida é colocado um experimento que
tem como objetivo obter um óxido ácido.Apesar de ser uma experiência simples,mas os
autores não procuraram propor a substituição dos instrumentos que seriam utilizados na
experiência por outros mais fáceis a serem encontrados no nosso cotidiano.Observa-se que a
experiência simples que os autores recomendaram a fazer na obtenção de um óxido ácido foi
para fazer no laboratório,mas que também pode ser feita dentro de uma sala de aula com
instrumentos do dia a dia.
Outro fator interessante que os autores abordaram no seu livro foi na explicação de
óxidos ácidos envolvidos na poluição atmosférica, isto é, a relação que esses óxidos têm com
o meio ambiente, tanto na chuva ácida e no efeito estufa, apresentando suas causas e
conseqüências tanto no meio ambiente quanto na sociedade. No decorrer da explicação do
livro o aluno que estuda pode facilitar seu aprendizado, porque ao longo da leitura há
exibições de fotos, mostrando as causas que os óxidos ácidos trazem a sociedade e também ao
meio ambiente.
Os exercícios, ao final de cada tópico apresentado, ou seja, dos óxidos moleculares,
óxidos iônicos, óxidos ácidos, óxidos básicos e óxidos neutros são bastante interessante de
fazer para aprender, pois as questões são contextualizadas. Para o aluno resolver uma questão
de química,ele precisa primeiro lê uma informação do cotidiano sobre aquela determinada
substância ou óxido que está sendo apresentada na questão.
80