Apostila Química – Funções e esteq.

Ensino Médio
Química
QUÍMICA
20 Ano
Ensino Médio
Química
FUNÇÕES QUÍMICAS
FUNÇÕES INORGÂNICAS
Na química inorgânica agrupamos as diferentes substâncias pela semelhança nas
propriedades químicas. A cada um destes grupos, denominamos função química. Os
compostos são agrupados em ácidos, bases, sais, óxidos, hidretos e carbetos.
Estudaremos neste módulo as primeiras quatro funções.
TABELA DE ÍONS
Como grande parte dos compostos inorgânicos são iônicos, é muito importante conhecer
as tabelas de cátions e ânions com os respectivos nomes para consultas posteriores:
Tabela de cátions
Valência
única
Mais de
uma
valência
Monovalentes
H3O+1 hidrônio
NH4+1 amônio
Li+1 lítio
Na+1 sódio
K+1 potássio
Rb+1 rubídio
Cs+1 césio
Ag+1 prata
Cu+1 cuproso
Hg+1 mercuroso
Au+1 auroso
Bivalentes
Be+2 berílio
Mg+2 magnésio
Ca+2 cálcio
Ba+2 bário
Ra+2 rádio
Zn+2 zinco
Cd+2 cádmio
Trivalentes
Al+3 alumínio
Bi+3 bismuto
Tetravalentes
Cu+2 cúprico
Hg+2 mercúrico
Cr+2 cromoso
Fe+2 ferroso
Co+2 cobaltoso
Ni+2 niqueloso
Sn+2 estanoso
Pb+2 plumboso
Mn+2 manganoso
Pt+2 platinoso
Ti+2 titanoso
Au+3 áurico
Cr+3 crômico
Fe+3 férrico
Co+3 cobáltico
Ni+3 niquélico
Mn+3
As+3
Sb+3
Sn+4 estânico
Pb+4 plúmbico
manganêsIII Mn+4 mangânico
Pt+4 platínico
Ti+4 titânico
arsenioso
antimonioso
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O arsênio (As) e o antimônio (Sb) podem em certos casos formar cátions pentavalentes
(+5). Respectivamente arsênico e antimônico.
Tabela de ânions monovalentes
Dos halogênios
Do enxofre
F-1
fluoreto
HS-1
bissulfeto
-!
-1
HSO3
bissulfito
Cl
cloreto
-1
-1
HSO
bissulfato
ClO hipoclorito
4
ClO2-1 clorito
Do nitrogênio
ClO3-1 clorato
N3-1
azoteto
-1
-1
ClO4 perclorato
NO2
nitrito
Br-1
brometo
NO3-1 nitrato
BrO-1 hipobromito NH2-1 amideto
BrO2-1 bromito
Do Fósforo
-1
BrO3 bromato
PO3-1 metafosfato
BrO4-1 perbromato
H2PO2-1 hipofosfito
-1
I
iodeto
H2PO4-1 dihidrogenoIO-1 hipoiodito
fosfato
IO2-1 iodito
Do carbono
IO3-1 iodato
CN-1 cianeto
-1
IO4 periodato
NC-1 isocianeto
OCN-1 cianato
NCO-1 isocianato
ONC-1 fulminato
Tabela de ânions bivalentes
Do oxigênio
O-2 óxido
O2-2 peróxido
O4-2 superóxido
Do enxofe
S-2
sulfeto
SO3-2 sulfito
SO4-2 sulfato
S2O3-2 tiossulfato
S2O4-2 hipossulfito
S2O5-2 pirossulfito
S2O6-2 hipossulfato
S2O7-2 pirossulfato
S2O8-2 peroxodissulfato
S4O6-2 tetrationato
SnO6-2 politionato
(n=2,3,4,5,6)
Continuação do carbono
SNC-1
tiocianato
-1
HCO3
bicarbonato
CHO2-1 formiato
C2H3O2-1 acetato
Dos metais de transição
CrO2-1 cromito
MnO4-1 permanganato
FeO2-1 ferrito
AuCl4-1 cloroaurato
Outros
AlO2-1 aluminato
AsO2-1 metarsenito
SbO2-1 metantimonito
BiO3-1 bismutato
H-1
hidreto
-1
OH
hidróxido
BO2-1 metaborato
BF4-1
fluorborato
Do nitrogênio
N2O2-2 hiponitrito
Do Fósforo
HPO3-2 fosfito
HPO4-2 monohidrogenofosfato
Do carbono
C2-2
carbeto
-2
CO3 carbonato
C2O4-2 oxalato
Dos metais de transição
CrO4-2 cromato
Cr2O7-2 dicromato
MoO4-2 molibidato
WO4-2 tungstato
MnO3-2 manganito
MnO4-2 manganato
FeO4-2 ferrato
Outros
BeO2-2 berilato
B4O7-2 tetraborato
SiO3-2 metassilicato
SiF6-2 fluorsilicato
SnO2-2 estanito
SnO3-2 estanato
PbO2-2 plumbito
PbO3-2 plumbato
Se-2
seleneto
-2
SeO3 selenito
SeO4-2 selenato
Te-2
telureto
TeO3-2 telurito
TeO4-2 telurato
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PtCl6-2 hexacloroplatinato
ZnO2-2 zincato
Tabela de ânions trivalentes
Do nitrogênio
Dos metais de transição
N-3 nitreto
[Fe(CN)6]-3 ferricianeto
Do fósforo
P-3
fosfeto
-3
PO4 fosfato
Tabela de ânions tetravalentes
Do fósforo
Do carbono
P2O6-4 hipofosfato
C-4 carbeto
-4
P2O7 pirofosfato
Dos metais de transição
[Fe(CN)6]-4 ferrocianeto
Outros
BO3-3
AsO3-3
AsO4-3
SbO3-3
SbO4-3
borato
arsenito
arsenato
antimonito
antimonato
Outros
SiO4-4 silicato
As2O7-4 piroarsenato
Sb2O3-4 piroantimonato
ÁCIDOS
De acordo com Arrhenius, ácidos são substâncias que em água se ionizam liberando
como único cátion o hidrônio (H3O+) .
HCl
H+
+ H2O
H+ + ClH3O+
HCl + H2O
H3O+ + Cl-
NOMENCLATURA DOS ÁCIDOS
Ácido + nome do ânion com a terminação trocada conforme abaixo:
Terminação do ânion
eto
ito
ato
terminação do ácido
ídrico
oso
ico
Exemplos:
HCl ácido clorídrico (cloreto--- clorídrico)
HClO ácido hipocloroso (hipoclorito--- hipocloroso)
HNO3 ácido nítrico (nitrato--- nítrico)
CLASSIFICAÇÃO DOS ÁCIDOS
- quanto ao número de elementos químicos que formam o ácido:
Binário (2 elementos) – HBr, H2S, HI
Ternário (3elementos) – HCN, H2SO4, HNO3
Quaternário (4elementos) – HSCN
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- quanto ao número de hidrogênios ionizáveis:
Monoácido – possui 1 hidrogênio ionizável
HBr + H2O
H3O+ + BrDiácido – possui 2 hidrogênios ionizáveis
H2SO4 + H2O
2H3O+ + SO4-2
Triácido – possui 3 hidrgênios ionizáveis
H3PO4 + H2O
3H3O+ + PO4-3
- quanto a presença de oxigênio:
Hidrácidos – não possuem oxigênio
HCN, HBr
Oxiácidos – possuem oxigênio
H2SO4, HNO3, H3PO4
- quanto ao grau de ionização:
A força de um ácido é medida pelo número de hidrogênios que efetivamente
sofrem ionização . O grau de ionização é calculado pela relação:
número de moléculas que se ionizaram
α = --------------------------------------------------------------------número de moléculas inicialmente dissolvidas
α é sempre um número entre 0 e 1. Se nenhuma molécula se ioniza, α = 0 e se
todas as dissolvidas se ionizarem, α = 1.
0 < α < 1 ou 0 % < α < 100 %
Ácido forte - α > 50 % (HClO4, HI, H2SO4)
Ácido semiforte – 50 % ≥ α ≥ 5% ( H2SO3, H3PO4)
Ácidos fraco - α < 5 % (H2S, H3BO3)
Hidrácidos fortes: HI, HBr, HCl
Hidrácidos fracos: HF
Oxiácidos HxEzOy
y–x≥2
ácido forte
y–x=1
ácido moderado
y–x =0
ácido fraco
BASES
Segundo Arrhenius, bases são substâncias que em água dissociam exclusivamente ânion
OH- .
H2O
Na+1OH-1
Na+1 + OH-1
Mg(OH)2
H2O
Mg+2
+ 2OH-1
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NOMENCLATURA DAS BASES
Quando o cátion da base posui uma só valência:
Hidróxido + de + nome do cátion
AgOH
hidróxido de prata
Ca(OH)2 hidróxido da cálcio
Quando o cátion da base possui mais de uma valência:
Hidróxido + nome do cátion
Fe(OH)2
Fe(OH)3
hidróxido ferroso
hidróxido férrico
Pode-se alternativamente indicar a valência do metal em números romanos:
Fe(OH)2
Fe(OH)3
hidróxido de ferro II
hidróxido de ferro III
CLASSIFICAÇÃO DAS BASES
- quanto ao número de hidroxilas:
Monobase – possui apenas uma hidroxila
Na+1 + OH-1
NaOH
Dibase – possui duas hidroxilas
Ca(OH)2
H2O
Ca+2
+ 2OH-1
Al+3
+ 3OH-1
Tribase – possui 3 hidroxilas
Al(OH)3
H2O
- quanto ao grau de dissociação:
número de íons-fórmula que se dissociaram
α = --------------------------------------------------------------------número de íons-fórmula inicialmente dissolvidos
bases fortes – α praticamente 100 % (KOH, NaOH, Ca(OH)2
bases fracas – α < 5 % ( NH4OH)
SAIS
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Sais são compostos iônicos que em água dissociam pelo menos um cátion diferente de
H+ e pelo menos um ânion diferente de OH-.
H2O
NaCl
Mg(OH)Cl
Na+1 + Cl-1
H2O
Mg+2
+ OH-1
+
Cl-1
TIPOS DE SAIS
- sais normais ou neutros: são sais que não possuem hidrogênio nem o ânion hidroxila
na fórmula.
Ca3(PO4)2, NaCl.
- sais ácidos: são sais que possuem hidrogênio ionizável na fórmula.
NaHSO4, NaHCO3.
- sais básicos: são sais que possuem o ânion OH- na fórmula.
Ca(OH)Cl, Mg(OH)Cl.
- sais duplos ou mistos: são sais que possuem 2 cátions ou 2 ânions diferentes
excluindo H+ e OH-.
NaKSO4, Mg(NO3)Cl.
NOMENCLATURA DOS SAIS
- sal neutro:
nome do ânion + de + nome do cátion
Fe(NO2)2
nitrito ferroso ou nitrito de ferro II
Ca3(PO4)2
fosfato de cálcio
- sal ácido:
nome do ânion + prefixo mono, di, tri + ácido + de + nome do cátion
ou
prefixo mono, di, tri + hidrogeno + nome do ânion + de + nome do cátion
NaHSO4
sulfato monoácido de sódio ou mono hidrogeno sulfato de sódio
- sal básico:
nome do ânion + prefixo mono, di tri + básico + de + nome do cátion
ou
prefixo mono, di, tri + hidroxi + nome do ânion + de + nome do cátion
Mg(OH)Cl
cloreto monobásico de magnésio ou monohidroxi cloreto de
magnésio
- sal duplo ou misto:
dois cátion
nome do ânion + de + nome do cátion mais eletropositivo + nome do
cátion menos eletropositivo
NaKSO4 sulfato e sódio e potássio
dois ânions
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nome do ânion mais eletronegativo + nome do ânion menos eletronegativo + de +
nome do cátion
Mg(NO3)Cl nitrato cloreto de magnésio
REAÇÔES DE NEUTRALIZAÇÃO OU SALIFICAÇÃO
São reações entre um ácido e uma base formando um sal. Dizemos que uma
neutralização é total quando todos os hidrogênios do ácido reagem com todas as
hidroxilas da base. Neste caso o sal formado é um sal neutro.
NaOH + HCl
NaCl + H2O
A reação de neutralização pode ser de neutralização parcial do ácido. Isto significa que
nem todos os hidrogênios ionizáveis são neutralizados. Neste caso forma-se um sal
ácido.
NaOH + H2SO4
NaHSO4 + H2O
A reação também pode ser de neutralização parcial da base. Neste caso nem todas as
hidroxilas são neutralizadas. O sal formado será um sal básico.
Ca(OH)2 + HCl
Ca(OH)Cl + H2O
Quando a reação se dá entre um di, tri ou tetrácido com bases diferentes formam-se sais
duplos ou mistos.
KOH + NaOH + H2SO4
KNaSO4 + H2O
ÓXIDOS
Por definição, são compostos binários que contem oxigênio sendo este sempre o mais
eletronegativo. Exemplos: Na2O, CaO, Fe2O3.
O OF2 não é um óxido porque o oxigênio é menos eletronegativo que o flúor.
NOMENCLATURA DOS ÓXIDOS
A nomenclatura oficial, da IUPAC, para os óxidos se baseia no uso dos prefixos mono,
di, tri, tetra, pent, hex, hept para indicar tanto o número de átomos do oxigênio como o
número de átomos do outro elemento presente na fórmula:
Cl2O7
heptóxido de dicloro
SO3
trióxido de (mono)enxofre
P2O5
pentóxido de difósforo
Fe2O3
trióxido de diferro
As nomenclaturas mais antigas se baseiam na valência do elemento ligado ao oxigênio.
São mais utilizadas para óxidos de elementos metálicos.
- para elementos de uma só valência
óxido + de + nome do elemento
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Na2O
CaO
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óxido de sódio
óxido de cálcio
- para elementos com mais de uma valência
menor valência sufixo oso e maior valência sufixo ico
alternativamente pode-se indicar a valência por números romanos
Cu2O
óxido cuproso ou óxido de cobre I
CuO
óxido cúprico ou óxido de cobre II
FeO
óxido ferroso ou óxido de ferro II
Fe2O3
óxido férrico ou óxido fé ferro III
CLASSIFICAÇÃO DOS ÓXIDOS
Óxidos básicos: são óxidos que reagem com a água formando bases e reagem com
ácidos formando sal e água. São óxidos formados por metais que possuem baixa
eletronegatividade.
K2O + H2O
2KOH
CaO + H2O
CaOH
Na2O + HCl
2NaCl + H2O
MgO + H2SO4
MgSO4 + H2O
Óxidos ácidos ou anidridos: são óxidos que reagem com a água formando ácidos e
reagem com bases produzindo sal e água. São óxidos formados por elementos que
possuem alta eletronegatividade.
CO2 + H2O
H2CO3
SO3 + H2O
CO2 + 2KOH
SO3 + Ca(OH)2
H2SO4
K2CO3 + H2O
CaSO4 + H2O
Óxidos anfóteros: são óxidos de caráter intermediário entre os óxidos ácidos e básicos.
São formados por elementos de eletronegatividade média que podem ser metais ou
semimetais. Seu comportamento é determinado pela substância com a qual estarão em
contato.
Al2O3 + 6HCl
2AlCl3 + 3H20
Al2O3
2NaOH
2NaAlO2 + H2O
Óxidos neutros: são óxidos que não reagem com água, ácido ou base.
Exemplos: CO, NO, N2O.
Peróxidos: são óxidos nos quais o oxigênio apresenta número de oxidação -1.
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Exemplos: H2O2, Na2O2, MgO2.
Sua nomenclatura é feita da seguinte maneira:
peróxido + de + nome do elemento
H2O2
peróxido de hidrogênio
Na2O2 peróxido de sódio
MgO2
peróxido de magnésio
Os peróxidos metálicos reagem com a água produzindo peróxido de hidrogênio.
2 Na2O2 + 4 H2O
4NaOH + 2 H2O2