Parte teórica sobre as Funções: Sais e Óxidos Sais Em 1814, Gay-Lussac, observou experimentalmente que as propriedades de um ácido eram neutralizadas pela reação com uma base e vice-versa. Denominou esta reação de Reação de Neutralização. A reação de neutralização entre um ácido e uma base de Arrhenius, resulta na formação de sal e água. ácido + base sal + água A água é formada pela combinação do H+ do ácido e do OH- da base, e o sal é formado pela união do cátion da base e do ânion do ácido. Esta reação de neutralização entre o ácido e a base pode ser total ou parcial. 1- Reação de Neutralização. y Hx A + x B(OH) y sal + água A reação de neutralização entre um ácido e uma base de Arrhenius, resulta na formação de sal e água. 3 H2SO4 + 2 Al(OH)3 Al2(SO4)3 + 6 H2O ácido + base sal + água Exemplos: A água é formada pela combinação do H+ do ácido e do OH- da base, e o sal é formado pela união do cátion da base e do ânion do ácido. Esta reação de neutralização entre o ácido e a base pode ser total ou parcial. a) HCl + NaOH NaCl + H2O b) 2HIO3 + Ca(OH)2 c) H3PO4 + 3 KOH Ca(IO3)2 + 2 H2O K3PO4 + 3 H2O d) H2SO4 + 2 KOH K2SO4 + 2 H2O Neutralização total. Uma reação de neutralização é total quando reagem todos os H+ do ácido e todos os OH- da base. O sal assim formado é classificado como sal neutro ou normal por não apresentar grupos OH- e nem hidrogênios ácidos. Obs.: Se o número de H+ no ácido for diferente do número de OH- da base, devemos “ajustá-los” de modo a obter a neutralização total. Neutralização Parcial. Uma reação de neutralização é parcial quando não reagem todos os H+ do ácido ou todos os OH- da base. Quando ocorre neutralização parcial do ácido, o sal formado é classificado como hidrogeno-sal (ou sal ácido). Quando ocorre neutralização parcial da base, o sal formado é classificado como hidroxi-sal (ou sal básico). Exemplos: a) 1H2SO4 + 1KOH KHSO4 + H2O cátion Ax + b) 1H2CO3 + 1NaOH NaHCO3 + H2O y- c) 1H3PO4 + 1NH4OH d) 1H3PO4 + 2NH4OH e) 1HNO3 + 1Ca(OH)2 Ca(OH)NO3 + H2O f) 1H2SO4 + 1Fe(OH)3 Fe(OH)SO4 + 2H2O g) 1HCl + 1Al(OH)3 h) 2HCl + 1Al(OH)3 fórmula do sal ânion B Exemplos: a) cloreto de potássio cátion K+ } ânion Cl- fórmula KCl b) cromato de magnésio cátion Mg2+ } 2- ânion CrO4 3. Nomenclatura e formulação. Os sais são compostos formados por um cátion e por um ânion. A nomenclatura e formulação dos sais podem ser obtidas através da tabela de cátions e ânions. Nomenclatura: Ay B x fórmula MgCrO4 c) nitrato de ferro III cátion Fe3+ ânion NO3d) Fosfato de cálcio cátion Ca2+ ânion PO43- } fórmula Fe(NO3)3 } fórmula Ca3(PO4)2 __________________ de _______________ nome do ânion nome do cátion 4. Classificação e propriedades dos sais. Exemplos: a) Quanto ao estado físico. Os sais são compostos predominantemente iônicos, por isso são sólidos. a) NaCl { ânion Cl - = cloreto cátion Na+ = sódio Nome do sal = cloreto de sódio ânion NO3- = nitrato b) KNO3 cátion K+ = potássio { Nome do sal = nitrato de potássio c) FeSO4 b) Quanto à solubilidade em água. Podem ser solúveis ou insolúveis. Os sais solúveis sofrem grande dissociação iônica em água e os insolúveis sofrem pequeníssima dissociação iônica (na prática considera-se que não a sofrem). ânion SO42- = sulfato Exemplos: cátion Fe2+ = ferro II a) NaCl(s) { H2O Nome do sal = sulfato de ferro II b) Na2SO4(s) Na+(aq) + Cl-(aq) H2O 2 Na+(aq) + SO42(aq) Formulação: A formulação dos sais baseia-se no equilíbrio das cargas, onde a carga total do cátion (Ax+) é igual a carga total do ânion (By-). c) K3PO4(s) d) CaCO3(s) H2O H2O 3 K+(aq) + PO43(aq) não ocorre e) Ca(NO3)2(s) d) Na2HPO4 fosfato ácido de sódio ou hidrogeno fosfato de sódio. H2O H2O f) FeCl 3(s) g) CuSO4(s) h) (NH4)3BO3(s) H2O Sal básico ou hidroxi-sal: resulta da neutralização parcial da base pelo ácido. H2O Tabela de solubilidade Solubilidade Exceção em água Sais Nitratos Acetatos Cloratos Cloretos Brometos Iodetos Sulfatos solúveis Sulfetos insolúveis Outros sais insolúveis a) Ca(OH)NO3 nitrato básico de cálcio ou hidróxi-nitrato de cálcio. b) Fe(OH)SO4 sulfato básico de ferro III ou hidróxi-sulfato de ferro III. solúveis solúveis Exemplos: + 2+ Ag , Pb , Hg22+ Ca2+, Ba2+, Sr2+, Pb2+, alcalinos e de NH4+ alcalinos e de NH4+ c) Al(OH)2Cl cloreto dibásico de alumínio ou di-hidróxi-cloreto de alumínio. d) Quanto à presença ou não de água. Sal anidro: não apresentam água na estrutura cristalina. Exemplos: NaCl, KI, AgNO3, CuSO4, etc. c) Quanto à natureza. Sal neutro ou normal: resultante da neutralização total do ácido e da base. Exemplos: a) NaCl cloreto de sódio b) CaCO3 carbonato de cálcio c) KNO3 nitrato de potássio d) KI iodeto de potássio Sal ácido ou hidrogeno-sal: resulta da neutralização parcial do ácido: Exemplos: a) KHSO4 sulfato ácido de potássio, bissulfato de potássio ou hidrogeno sulfato de potássio. Sal hidratado: apresenta moléculas de água na estrutura cristalina. A molécula combinada é denominada água de cristalização ou água de hidratação, existente em quantidades definidas. Exemplos: a) CuSO4.5H2O penta-hidratado. sulfato de cobre b) CaCl2.6H2O cloreto de cálcio hexa-hidratado. c) Na2SO4.10H2O deca-hidratado. sulfato de sódio Obs.: Certos sais, denominados de higroscópicos possuem uma grande tendência à hidratação que passa a absorver água da atmosfera (umidade). b) NaHCO3 carbonato ácido de sódio, bicarbonato de sódio, ou hidrogeno carbonato de sódio. Em certos sais a quantidade de água absorvida é tão grande que o sal chega até a escorrer. Estes sais são denominados deliquescentes. c) NaH2PO4 fosfato diácido de sódio ou di-hidrogeno-fosfato de sódio. Exemplo: CaCl2 + H2O CaCl2.2H2O + H2O CaCl2.4H2O + H2O CaCl2.6H2O e) Soluções de sais: ácida, básica ou neutra. Exemplos: A natureza da solução aquosa dos sais normais depende da força do ácido e da base de origem. a) CuSO4 H2 SO4 : ácido forte Cu(OH) 2 : base fraca } solução ácida { Um sal formado por um ácido forte e uma base fraca quando dissolvido em água produz uma solução de caráter ácido. b) Na2CO3 Um sal formado por um ácido forte e uma base forte quando dissolvido em água produz uma solução de caráter neutro. c) NaCl H2CO3: ácido fraco NaOH : base forte { { HCl: ácido forte NaOH : base forte }solução básica } solução neutra Um sal formado por um ácido fraco e uma base forte quando dissolvido em água produz uma solução de caráter básico. Alguns sais são muito utilizados no nosso estudo. Estes sais são obtidos através da tabela de ácidos e bases mais utilizados. Por esta razão procure memorizar o nome e a fórmula dos ânions e cátions provenientes desses ácidos e bases. Ácido Ânion Base Cátion HF: ácido fluorídrico F-: fluoreto NaOH: hidróxido de sódio Na+: sódio HCl: ácido clorídrico Cl-: cloreto KOH: hidróxido de potássio K+: potássio HBr: ácido bromídrico Br-: brometo NH4OH: hidróxido de amônio NH4+: amônio HI: ácido iodídrico I-: iodeto Ca(OH)2: hidróxido de cálcio Ca2+: cálcio H2S: ácido sulfídrico S2-: sulfeto Mg(OH)2: hidróxido de magnésio Mg2+: magnésio HCN: ácido cianídrico CN-: cianeto Al(OH)3: hidróxido de alumínio Al3+: alumínio HNO3: ácido nítrico NO3-: nitrato Cu(OH)2: hidróxido de cobre II Cu2+: cobre II H2SO4: ácido sulfúrico SO42-: sulfato AgOH: hidróxido de prata Ag+: prata H2CO3: ácido carbônico CO32-: carbonato Fe(OH)3: hidróxido de ferro III Fe3+: ferro III H3PO4: ácido fosfórico PO43-: fosfato H3BO3: ácido bórico BO33-: borato Obs.: cada ânion pode combinar-se com todos os cátions originando diferentes sais: Como exemplo, vamos considerar a combinação do ânion nitrato, com esses cátions: NaNO3: nitrato de sódio Ca(NO3)2: nitrato de cálcio KNO3: nitrato de potássio Mg(NO3)2: nitrato de magnésio AgNO3: nitrato de prata NH4NO3: nitrato de amônio Al(NO3)3: nitrato de alumínio Cu(NO3)2: nitrato de cobre II Fe(NO3)3: nitrato de ferro III EXERCÍCIOS 01) Classifique os sais solubilidade em água. quanto a sua a) KCl _______________________ b) (NH4)2SO4 _____________ e) Ca3(PO4)2 ____________________ f) Fe(NO3)3 ____________________ g) Na2SO4 ____________________ h) AgNO3 ____________________ i) Cu(NO3)2 ____________________ c) AgNO3 ___________________ 4) Equacione as reações de neutralização total entre os compostos, fornecendo o nome do ácido, da base e do sal formado: d) PbSO4 ___________________ a) NaOH e HClO2 e) CaSO4 ___________________ f) FePO4 ___________________ g) CaCO3 ___________________ h) Zn(ClO4)2 ___________________ b) H2SO4 e Ca(OH)2 c) HNO3 e Ba(OH)2 i) Ba(ClO3)2. ___________________ 02) Dar a fórmula dos seguintes sais: d) H3PO4 e Mg(OH)2 a) brometo de sódio ________ b) dicromato de potássio ________ c) sulfato de zinco ________ d) permanganato de potássio ________ e) perclorato de prata ________ f) hidróxi-cloreto de cálcio ________ g) cloreto de estanho IV ________ h) fosfato de chumbo II ________ b) HCN + KOH i) pirofosfato de zinco ________ c) H2S + NaOH j) sulfato ferroso ________ d) HCl + Fe(OH)3 e) Al(OH)3 e H2CrO4 5) Complete as equações de modo a obter sal normal, e para os itens a, b, c, d e e, determine o caráter da solução aquosa deste sais (ácido, básico ou neutro) a) HNO3 + Fe(OH)3 03) Dê o nome dos seguintes sais: e) H2SO4 + KOH a) Al2(SO4)3 ________________________ f) H2CrO4 + Ni(OH)3 b) NH4Br ________________________ g) H4P2O7 + Ca(OH)2 c) MgCO3 ________________________ d) CaCO3 ________________________ 6) Para as quantidades indicadas, complete as equações: f) Cl2O5: g) N2O4: a) 1 H3PO4 + 1 Ca(OH)2 h) SO2: b) 1 H2S +1 AgOH. i) Cl2O7: j) P2O5: c) 2 HBr + 1 Fe(OH)3 k) Au2O3: d) 1 H3BO3 + 2 NaOH l) tetróxido de triferro: Fe3O4 m) monóxido de dicloro: Cl2O e) 2 HClO + 1 Sn(OH)4 n) dióxido de carbono: CO2 o) monóxido de nitrogênio ÓXIDOS 2.2- Óxidos metálicos. A nomenclatura do óxido formado por metais pode ser feita através da seguinte regra: 1. Conceito. São compostos binários em que o oxigênio é o elemento mais eletronegativo. Praticamente todos os elementos químicos formam óxidos. Exemplos: Na2O , Al2O3 , SO2 , SO3 ,CO2. Óxido de ............................... nome do cátion Exemplos: a) Na2O : óxido de sódio. b) Fe2O3: óxido de ferro III. 2. – Nomenclatura e formulação dos óxidos. c) K2O: 2.1- Geral. d) FeO: Pode ser através do número de átomos de oxigênio e o número de átomos do elemento químico ligado ao oxigênio. e) CaO: mono di tri tetra penta ( ) () óxido de mono di tri óxido de potássio. f) BaO: g) Al2O3: ............................. nome do elemento OBS: o prefixo mono antes do nome do elemento pode ser omitido: A formulação dos óxidos metálicos pode ser obtida pela combinação do ânion óxido com o cátion correspondente, ou seja: cátion: Ex+ Exemplos: a) CO2: dióxido de (mono) carbono. b) CO: monóxido de (mono) carbono. óxido: O 2- } E2Ox fórmula do óxido Exemplos: c) CaO: monóxido de (mono) cálcio. a) óxido de magnésio: MgO d) SO3: trióxido de (mono) enxofre. b) óxido de cobre II: CuO e) Fe2O3: trióxido de diferro. c) óxido de bismuto: Bi2O3 d) óxido de prata: b) Na2O e HCl { e) óxido de zinco: + f) óxido de potássio: g) óxido de chumbo IV: Na2O + H2O 2 NaOH + 2 HCl 2 NaOH Na2O + 2 HCl 2 NaCl + H2O 2 NaCl + 2 H2O c) MgO e HNO3 h) óxido de mercúrio I: i) óxido de cobalto III: 3- Classificação e propriedades dos óxidos. d) K2O e H2SO4 3.1 - Óxidos Básicos. São óxidos formados por metais alcalinos, alcalinos terrosos e outros metais, em geral com eletrovalência +1 e +2. São compostos iônicos, sólidos, e que apresentam ponto de fusão e ponto de ebulição elevados. Exemplos: Na2O, K2O, CaO, BaO,MgO, CuO, Ag2O. São óxidos que reagem com água formando bases e reagem com ácidos formando sal e água. { óxido básico + água + ácido base sal + água São óxidos formados por não-metais e por metais com eletrovalência elevada (+6 ,+7). São compostos moleculares, em geral gasosos e solúveis em água. Exemplos: CO2, N2O5, Cl2O3, SO3, Mn2O7, CrO3. Exemplos Reação de óxido básico com água. Este tipo de reação ocorre diretamente. a) CaO 3.2 - Óxidos ácidos ou anidridros. + H2O Ca(OH)2 Os óxidos ácidos reagem com água formando ácidos e reagem com bases formando sal e água. { óxido ácido + água + base ácido sal + água b) Na2O + H2O 2 NaOH c) MgO + H2O Reação do óxido ácido com água. Este tipo de reação ocorre diretamente. d) K2O + H2O a) CO2 + H2O H2CO3 e) CuO + H2O b) SO2 + H2O H2SO3 Reação de óxido básico com ácido. A reação do óxido básico com ácido ocorre por etapas. Na primeira etapa o óxido básico reage com água formando a base correspondente. Na Segunda etapa esta base é neutralizada pelo ácido. c) N2O5 + H2O 2 HNO3 d) SO3 + H2O e) N2O3 + H2O f) Cl2O5 + H2O Exemplos: Reação do óxido ácido com base. a) CaO e H2SO4 { CaO + + H2O Ca(OH)2 + H2SO4 CaO + H2SO4 Ca(OH)2 CaSO4 + 2 H2O CaSO4 + H2O A reação do óxido ácido com base ocorre por etapas. Na primeira etapa o óxido ácido reage com água formando o ácido correspondente. Na Segunda etapa este ácido é neutralizada pela base. Exemplos: { CO2 + H2O H2CO3 + 2 NaOH H2CO3 CO2 Na 2CO3 + H2O + 2 NaOH N2O5 ácido anidrido nítrico nítrico c) H2SO3 - H2O a) CO2 e NaOH + b) 2 HNO3 - H2O Na2CO3 + 2 H2O d) HNO2 - H2O e) HClO3 - H2O f) H3BO3 - H2O b) N2O5 e Ca(OH)2 { + N2O5 + H2O 2 HNO3 + Ca(OH)2 2 HNO 3 N2O5 + Ca(NO3)2 + H2O Ca(OH)2 Ca(NO3)2 + 2 H2O g) H2CrO4 - H2O c) SO2 e KOH 3.3 – Óxidos anfóteros. São óxidos, em geral, sólidos, moleculares e insolúveis na água. Formados por metais, como Zn, Al, Sn e Pb e por semimetais, como As e Sb. d) SO3 e Ba(OH)2 Exemplos: ZnO, Al2O3, SnO, SnO2, PbO, PbO2As2O3, As2O5, Sb2O3 e Sb2O5. e) N2O3 e Mg(OH)2 Os óxidos anfóteros apresentam duplo comportamento, ora comportam-se como óxido ácido, ora comportam-se como óxido básico. Os óxidos anfóteros não reagem com água. Reagem com ácido forte ou base forte formando sal e água. Por isso, estes óxidos podem se comportar como óxido básico ou como óxido ácido, dependendo do caráter químico pronunciado da substância com quem irá reagir. f) Cl2O5 e NaOH Obs.: Os óxidos ácidos também são chamados de anidridos (anidro = sem água) pois podem ser considerados como provenientes de um ácido pela retirada de água. Exemplos: a) H2CO3 - H2O CO2 ácido anidrido carbônico carbônico Reação de óxidos anfóteros com ácido e base forte. Exemplos: { ZnO + 2 HCl a) ZnO + 2 NaOH ZnCl2 + H2O Na2ZnO2 + H2O a) Na2O2: peróxido de sódio. b) K2O2: peróxido de potássio. c) CaO2: peróxido de cálcio. { b) Al2O3 + 6 HCl Al2O3 + 2NaOH 2 AlCl3 + 3 H2O 2NaAlO2 + H2O 3.4 – Óxidos duplos ou mistos. São óxidos formados por metais. Possuem caráter iônico, são sólidos e comportamse como se fossem formados por dois outros óxidos do mesmo elemento. d) BaO2: peróxido de bário. e) H2O2: peróxido de hidrogênio Obs.: A solução aquosa de peróxido de hidrogênio (H2O2) é denominada de água oxigenada. Os peróxidos metálicos reagem com água produzindo base e H2O2 e reagem com ácidos, produzindo sal e H2O2. { Os principais óxidos são: Fe3O4, Pb3O4, Mn3O4. Exemplos: a) Pb3O4 Pb3O4 2 PbO óxido de chumbo II PbO2 óxido de chumbo IV Peróxido + água + ácido base + H2O2 sal + H2O2 Obs.: O H2O2 é instável e se decompõe de acordo com a equação: H2O2 H2O + 1/2 O2 b) Fe3O4 FeO óxido de ferro II Fe2O3 óxido de ferro III Fe3O4 c) Mn3O4 Mn3O4 2 MnO MnO2 óxido de manganês II óxido de manganês IV 3.5 – Óxidos neutros ou indiferentes. São óxidos formados por não metais. São moleculares, gasosos, e não reagem com água, ácido ou base. Os principais óxidos neutros são: CO, NO, N2O. Reações de Peróxidos com água e com ácido. { { a) Na2O2 + 2H2O Na2O2 + 2HCl b) CaO2 + 2 H2O CaO2 + 2 HBr 2NaOH + H2O2 2 NaCl + H2O2 Ca(OH)2 + H2O2 CaBr2 + H2O2 { { c) MgO2 + 2 H2O MgO2 + 2 HNO3 K2O2 + 2 H2O K2O2 + 2 H2SO4 3.6 – Peróxidos. d) São compostos formados pelo ânion peróxido O22- ( 1-OO1-) e por cátions de metais alcalinos, alcalinos terrosos ou pelo hidrogênio. Os peróxidos metálicos são sólidos e iônicos. O peróxido de hidrogênio (H2O2) é líquido e molecular. Algumas óxidos são muito utilizados no nosso A nomenclatura destes compostos é feita de acordo com: Peróxido de .................................. (nome do elemento químico) estudo, por esta razão procure memorizar o nome e a fórmula dos seguintes óxidos: c) trióxido de diferro ______________ d) óxido de magnésio ______________ e) óxido de alumínio ______________ f) óxido de ferro II ______________ g) óxido cobre I ______________ h) óxido cúprico ______________ i) peróxido de bário ______________ EXERCÍCIOS j) óxido férrico ______________ 01) Escreva o nome dos seguintes óxidos: k) dióxido de enxofre ______________ l) ______________ Na2O óxido de sódio K2O óxido de potássio CaO óxido de cálcio MgO óxido de magnésio CuO óxido de cobre II CO monóxido de carbono CO2 dióxido de carbono SO2 dióxido de enxofre SO3 trióxido de enxofre H2O2 peróxido de hidrogênio. óxido de magnésio a) SO3 ___________________________ b) CO ___________________________ c) MnO2 ___________________________ 03) Os óxidos podem ser ácidos, básicos, indiferentes, duplos ou peróxidos. Pois bem, cada um deles tem um comportamento na presença de ácidos, água e bases. Complete as equações abaixo de acordo com esta classificação. d) NO ___________________________ a) CO2 + H2O e) As2O3 ___________________________ f) CuO ___________________________ g) CO2 ___________________________ h) FeO ___________________________ i) N2O5 ___________________________ j) Cl2O ___________________________ CO2 + 2KOH b) SO2 + H2O SO2 + 2NaOH a) óxido de sódio K2O + 2HCl d) BaO + H2O e) K2O2 + H2O ______________ ______________ K2O2 + 2HCl b) óxido de prata c) K2O + H2O BaO + 2HNO3 02) Escreva a fórmula dos seguintes óxidos: