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Função Inorgânica – Ácidos, Bases, Sais e Óxidos QUÍM ICA GERAL E INORGÂNICA Funções Inorgânicas È um conjunto de substâncias com propriedades químicas semelhantes, denominadas propriedades funcionais; Eletrólitos: são substâncias que, quando em dissolvidos em água, conduzem a corrente elétrica; Não eletrólitos: não conduzem a corrente elétrica. Funções Inorgânicas Seguindo o critério baseado na dissociação/ionização, Arrhenius propôs a Teoria da Dissociação Eletrolítica, onde divide as substâncias em grupos com características distinta: Ácidos Bases Sais Óxidos Definição de Àcidos Segundo Arrhenius, ácidos são substâncias que, quando em solução aquosa, se dissociam, originando exclusivamente H+ como íons positivos. Na realidade, o H+ se associa a uma molécula de água, formando o H3O+. Ionização de um ácido HCl + H2O H2SO4 + 2 H2O → → Cl1SO42- + + H301+ 2H3O1+ Hidrogênios Ionizáveis Os hidrogênios que fornecem H3O+ são chamados de hidrogênios ionizáveis. São aqueles que se ligam ao elemento mais eletronegativo na molécula do ácido. H3PO4 + H2O → 2H3O+ + HPO32→ apenas 2H+ H3PO2 + H2O → H3O+ + H2PO21→ apenas 1H+ Classificação dos àcidos Presença ou não de oxigênio Oxiácidos: presença de oxigênio na molécula. Exemplos: H2SO4 , HNO3 Hidrácidos: oxigênio não presente na molécula. Exemplos: HCl, HCN Classificação do Àcidos número de hidrogênios ionizáveis Monoácidos: presença de 1 H ionizável. HCl → H+ + Cl- Diácidos: presença de 2 H ionizáveis. H2SO4 → 2 H+ + SO42- Triácidos: presença de 3 H ionizáveis. H3PO4 → 3 H+ + PO43- Grau de Ionização alfa (%) = (nº moléculas ionizadas / nº moléculas dissolvidas) x 100 ácidos fortes (alfa maior que 50%): HI, HBr, HCl, HNO3, H2SO4. ácidos médios (alfa entre 5 e 50%): H3PO4, HF. ácidos fracos (alfa menor que 5%): H2S, H, HCN. ácidos orgânicos. Formulação do Àcidos Juntam-se tantos H+ quantos forem necessários para neutralizar a carga do ânion. Para um ânion com carga x-, se utilizam x hidrogênios para formular o ácido. Hx AxExemplos: NO31- → HNO3 SO42- → H2SO4 PO43- → H3PO4 Nomenclatura Oficial Hidrácidos Ácidos + ídrico Radical do Elemento Oxiácidos ico (+ oxigênio) Ácido _______________ + Radical do Elemento oso ((- oxigênio) Nomenclatura Oxiácidos Ácido per ..... ico Ácido ..... ico Ácido ..... oso Ácido hipo .... oso EX. HClO4 perclórico HClO3 clórico HClO2 cloroso HClO hipocloroso Menos Oxigênios Nomenlcatura pela Hidratação Quando se trata de ácidos que diferem entre si pelo número de hidratação, a nomenclatura pode se basear neste critério. Nível de hidrataçao do ácido Prefixo Máximo Orto Intermediário Meta Mínimo Piro Nomenlcatura pela Hidratação O prefixo orto é dispensável e somente indica que tal ácido pode gerar outro por desidratação. O prefixo meta indica que tal ácido foi obtido pela retirada de uma molécula de água de uma molécula do orto. O prefixo piro indica que tal ácido foi obtido pela retirada de uma molécula de água de 2 moléculas do orto. ácido (orto)fosfórico: H3PO4 ácido metafosfórico: HPO3 (H3PO4 – 1 H2O ) ácido pirofosfórico: H4P2O7 (2 H3PO4 ou H6P2O8 - 1 H2O) Nomenclatura pela Tabela de Ânions A nomenclatura também pode se basear na tabela de ânions. Este tipo de abordagem serve para hidrácidos e oxiácidos. Ao se dar nome a um ácido, deve-se levar em consideração a terminação do nome do ânion que origina o ácido. Terminação do ânion terminação do nome do ácido ETO ÍDRICO ATO ITO ITO OSO Caracteristicas Gerais dos àcidos Apresentam sabor azedo; azedo; Desidratam a matéria orgânica orgânica;; Deixam incolor a solução fenolftaleína, e vermelho o papel de tornassol; tornassol; Neutralizam bases formando sal e água água;; Àcidos Importantes H2SO4 – Ácido Sulfúrico (ácido ou água de bateria). bateria). É um líquido incolor e oleoso de densidade 1,85 g/cm3, é um ácido forte que reage com metais originando sulfatos além de ser muito higroscópico. higroscópico. Pode ser obtido a partir das seguintes reações:: reações S + O2 → SO2 SO2 + ½O2 → SO3 SO3 + H2O → H2SO4 Àcidos Importantes HCl – Ácido Clorídrico (ácido muriático). muriático). Solução de hidreto de cloro em água. água. Apresenta forte odor, além de ser sufocante.. É utilizado na limpeza de sufocante peças metálicas e de superfícies de mármore.. É encontrado no suco gástrico mármore humano.. humano Àcidos Importantes H3PO4 – ácido fosfórico. fosfórico. Obtido pela oxidação do fósforo vermelho com ácido nítrico concentrado. concentrado. É um ácido moderado usado na industria de vidros, preparo de águas minerais e nos refrigerantes de “cola”. “cola”. Seus fosfatos são usados como adubo. adubo. Definição de Base De acordo com Arrhenius, base ou hidróxido é toda substância que, dissolvida em água, dissociadissocia-se fornecendo como ânion exclusivamente OH- (hidroxila) (hidroxila).. NaOH → Na+ + OHCa(OH)2 → Ca2+ + 2OHAl(OH)3 → Al3+ + 3OH- Classificação das Bases número de OH1- presente na fórmula: monobase: 1 OH1- , NaOH, KOH dibase: 2 OH1- , Ba(OH)2, Fe(OH)2 tribase: 3 OH1- , Cr(OH)3, Al(OH)3 tetrabase: 4 OH1- , Pb(OH)4, Sn(OH)4 Solubilidade das Bases São solúveis: as de metais alcalinos, metais alcalino-terrosos e o hidróxido de amônio (que é uma base fraca e volátil). insolúveis: todas as demais. EX. KOH Al(OH)3 Monobase Forte Solúvel Tribase Fraca Insolúvel Classificação das Bases Quanto ao Grau de Dissociação: Fortes: Os hidróxidos de metais alcalinos(1A) e metais alcalinos terrosos (2A). EX. NaOH, KOH, Ba(OH)2 Fracas: Nesse grupo incluem-se o hidróxido de amônio (NH4OH) e as demais bases. Característica Gerais das Bases Apresentam sabor adstringente; Deixam vermelha a solução de fenolftaleína, e azul o papel de tornassol; Neutralizam ácidos formando sal e água. Formulação Adicionam-se tantos OH1- quantos forem necessários para neutralizar a carga do cátion. Bx+ (OH)x K1+ → KOH - hidróxido de potássio Ba2+ → Ba(OH)2 – hidróxido de bário Al3+ → Al(OH)3 – hidróxido de alumínio Nomenclatura Hidróxido de _________________ Nome do Elemento NaOH → hidróxido de sódio KOH → hidróxido de potássio Nomenclatura Para bases de cátions que possuem duas valências possíveis, utiliza-se a terminação ico para a maior e oso para a menor valência. Aconselha-se, ao invés disso, a utilização de algarismos romanos para indicar a valência. CuOH → hidróxido cuproso ou hidróxido de cobre I CuOH2 → hidróxido cúprico ou hidróxido de cobre II Fe(OH)2 → hidróxido ferroso ou hidróxido de ferro II Fe(OH)3 → hidróxido férrico ou hidróxido de ferro III O hidroxônio de amônio É a única base não metálica e só existe em solução. É obtida pelo borbulhamento de amônia em água. NH3 + H2O → NH41+ + OH1- NH3 + H2O ↔ NH4OH Bases Importantes NaOH – hidróxido de sódio ( soda caústica). É um sólido branco floculado muito solúvel em água além de extremamente caústico. É usado na desidratação de gorduras, no branqueamento de fibras (celulose) e na fabricção de sabões e detergentes e como desentupidor de ralos e esgotos. Bases Importantes Ca(OH)2 – hidróxido de cálcio apagada, hidratada ou extinta). (cal É uma suspensão aquosa de aparência leitosa, obtida a partir do CaO ( cal virgem). É usada em construções, na neutralização de solos ácidos e na fabricação de doces. CaO + H2O → Ca(OH)2 Bases Importantes Mg(OH)2 – hidróxido de magnésio ( leite de magnésia). É uma suspensão leitosa, obtida a partir de MgO. É usada como antiácido estomacal e também como laxante. Mg(OH) Mg(OH)2 + 2HCl → MgCl2 + 2H2O Definição de Sais Segundo Arrhenius, sais são substâncias que, quando em solução aquosa, liberam: pelo menos um íon positvo diferente do H1+ e pelo menos um íon negativo diferente do OH1-: CaCl2 → Ca2+ Na2SO4 → 2 Na1+ + 2 Cl1+ SO42- Reação de Neutralização Como os sais são provenientes de reações de neutralização entre ácidos e bases, o ânion se origina do ácido e o cátion da base. ÁCIDO + BASE → SAL + ÁGUA HCl + NaOH ↔ NaCl + H2O Reação de Neutralização Total Neste tipo de reação, quantidades iguais, em número de mols, de H1+ e OH1- se neutralizam mutuamente. 1 H2SO4 + 2 NaOH → 1 NaSO4 + 2 H2O Sais deste tipo são classificados como normais. Reação de Neutralização parcial do Ácido 1 mol de H2SO4 reagindo com 1 mol de NaOH. Como o H2SO4 possui 2 H1+ em sua molécula, o sal produto será ácido. 1 H2SO4 + 1NaOH → NaHSO4 + H2O Sais deste tipo são classificados como ácidos. Neutralização parcial da Base 1 mol de Ba(OH)2 reagindo com 1 mol de HCl. Como o Ba(OH)2 possui 2 OH1- em seu íon-fórmula, o sal produto será básico. 1 Ba(OH)2 + 1 HCl → 1Ba(OH)Cl + 1 H2O Sais deste tipo são classificados como básicos. Classificação dos Sais Quanto à presença de oxigênio: Oxissais CaSO4, CaCO3, KNO3 Halóides NaCl, CaCl2, KCl Classificação dos Sais Quanto ao número de elementos Binários NaCl; KBr; CaCl2 Ternários CaSO4; Al2(SO4)3 Quaternários NaCNO; Na4Fe(CN)6 Classificação Quanto á presença de água Hidratados CuSO4.5H2O; CaSO4.2H2O Anidro KCl; NaCl; CaSO4 Classificação dos Sais Quanto á Natureza Neutros ou normais NaBr; CaCO3 Hidrogenossais NaHCO3; CaHPO4 Hidroxissais Ca(OH)Br Duplos ou mistos NaKSO4; CaClBr Nomenclatura dos Sais ______________de _______________ nome do ânion nome do cátion Segue-se a mesma regra terminações usada nos ácidos. das Nomenclatura dos Sais KCl KNO3 Ânion ídrico eto oso ito ico ato cloreto de potássio → NaNO2 Ácido → → nitrito de sódio nitrato de potássio Nomenclatura dos Sais No caso de sais que na sua constituição possuam cátion que possam ter nox diferentes, deve-se utilizar algarismos romanos para identificação. Fe(NO3)2 → nitrato de ferro II Fe(NO3)3 → nitrato de ferro III No caso de o cátion possuir somente dois nox possíveis, pode-se também optar por utilizar os sulfixos oso e ico, respectivamente para o menor e maior nox. Fe(NO3)2 → nitrato ferroso Fe(NO3)3 → nitrato férrico Sais Importantes NaHCO3 – Bicarbonato de sódio É um pó branco que perde CO2 com facilidade (efervescência). É usado como antiácido estomacal, fermento químico e nos extintores de incêndio. NaHCO3 + H2O → NaOH + H2O+ CO2↑ Sais Importantes CaCO3 – Carbonato de cálcio ( mármore, calcáreo) É um sólido branco que por aquecimento perde CO2 e produz CaO (calcinação). É usado na fabricação de cimentos (Portland), como corretivo do solo e como fundente em metalurgia. CaCO3 → CaO + CO2↑ Definição de Óxidos Óxido é todo composto binário oxigenado, no qual o oxigênio é o elemento mais eletronegativo. Como o flúor é o único átomo mais eletronegativo que o oxigênio, composto binário gerado pela ligação deste com o oxigênio não é óxido, e sim fluoreto. Óxidos Quando um óxido é formado pela união de oxigênio com não metal, dizemos que ele é molecular. As ligações neste tipo de óxido são covalentes. Quando um óxido é formado pela união de oxigênio com metal, dizemos que ele é iônico. O NOX do oxigênio nos óxidos é 2 -. Formula Geral dos Óxidos Ex+2 O2-X Ex: CO2 ; CaO; Fe2O3 Nomenclatura Regra Geral (Prefixo) + óxido de (prefixo) + elemento CO → monóxido de carbono N2O5 → pentóxido de dinitrogênio P2O3 → trióxido de difosforo Nomenclatura para Metais Nox fixo (1A, 2A) – óxido de elemento Nox – óxido de elemento + valência Na2O → óxido de sódio Al2O3 → óxido de alumínio FeO → óxido de ferro II ou óxido ferroso Fe2O3 → óxido de ferro III ou óxido férrico Òxidos Moleculares Alguns não metais formam vários óxidos diferentes. Um destes não metais é o nitrogênio... NO; NO2; N2O; N2O3 ; N2O4 ; N2O5 Esta diversidade de fórmulas faz necessário o uso de uma nomenclatura que possa dificultar a troca de nomes. Esta nomenclatura se baseia em informar os tipos e quantidade de átomos que compõem a fórmula do óxido. Óxidos Moleculares Nº de átomos na fórmula Prefixo 1 mono 2 di 3 tri 4 tetra 5 penta 6 hexa 7 hepta Nomenclatura de Óxidos Moleculares O prefixo mono é dispensável quando fizer referência ao elemento que acompanha o oxigênio. NO → monóxido de mononitrogênio ou monóxido de nitrogênio. CO2 → dióxido de carbono SO3 → trióxido de enxofre N2O5 → pentóxido de dinitrogênio Óxidos Iônicos A nomenclatura é mais simples, só apresentando o NOX do elemento formador, em algarismos romanos, nos casos em que este não é único. Nos casos de elementos que apresentem dois NOX possíveis, as terminações oso e ico, identificam respectivamente o menor e o maior valor de NOX. FeO → óxido de ferro II ou óxido ferroso Fe2O3 → óxido de ferro III ou óxido férrico Óxidos Ácidos ou Anidridos Podem ser obtidos por desidratação de ácidos, eles reagem com base formando sal e água. H2SO4 - H2O → SO3 H2SO3 - H2O → SO2 2 HNO3 - H2O → N2O5 2 HNO2 - H2O → N2O3 Classificação Óxidos ácidos Óxidos básicos Óxidos anfóteros Óxidos neutros Óxidos duplos Peróxidos Óxidos Básicos Metálicos São formados por metais alcalinos e alcalinos terrosos e reagem com água formando bases e com ácidos formando sal e água. Óxido básico + H2O → base 2NaO + H2O → 2NaOH CaO + H2O → Ca(OH)2 Òxido básico + ácido → sal + H2O MgO + 2HCl → MgCl2 + H2O Óxidos Ácidos São formados por ametais e reagem com água formando ácidos e com bases formando sal e água. Óxido ácido + H2O →ácido CO2 + H2O → H2CO3 N2O5 + H2O → 2HNO3 SO3 + H2O → H2SO4 Óxido ácido + base → sal + H2O CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O Óxidos Anfóteros São óxidos de caráter intermediário entre ácido e básico. Reagem com ácidos e bases formando sal e água. Óxido anfótero + ácido/base → sal + H2O ZnO+ 2HCl → ZnCl2 + H2O ZnO+ 2NaOH → Na2ZnO2 + H2O Óxidos Neutros São todos covalentes e não reagem com base, ácido ou água; mas podem reagir com óxigênio. CO + H2O → Não ocorre reação NO + HCl → Não ocorre reação Óxido Neutro + O2 → Oxidação CO + ½O2 → CO2 Óxidos Duplos São óxidos que, quando aquecidos, originam dois outros óxidos. FeO + Fe2O3 → Fe3O4 (magnetita ,imã) Sais Importantes NaHCO3 – Bicarbonato de sódio É um pó branco que perde CO2 com facilidade (efervescência). É usado como antiácido estomacal, fermento químico e nos extintores de incêndio. NaHCO3 + H2O → NaOH + H2O+ CO2↑ Peróxidos São formados por metais alcalinos terrosos e hidrogênio e possuem oxigênio com Nox= - 1 Os peróxidos mais importantes são os de metais alcalinos e metais alcalinos terrosos. Alguns exemplos são... metais alcalinos → Na2O2; K2O2 metais alcalinos terrosos → CaO2 ; BaO2 Óxidos Importantes ZnO – óxido de Zn. Um sólido branco de caráter anfótero. É usado na fabricação de cremes dermatológicos, na industri de tintas e na galvanização do ferro. Òxidos Importantes H2O2 – peróxido de hidrogênio. É uma solução aquosa que se decompôe facilmente em presença de luz (fotólise). É utilizada como agente oxidante e bactericida. H2O2 → H2O + ½O2
