NaCl(s) HCl(g) C12H22O11(s)

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1 I. INTRODUÇÃO Tarefa das mais importantes na atividade científica é reunir substâncias semelhantes em classes ou grupos, de modo a facilitar seu estudo. Uma classificação fundamental, nascida na metade do século XVIII, é a que divide as substâncias em inorgânicas (ou minerais) e orgânicas. Inicialmente, dizia-se: - Substância inorgânica (ou mineral) é a que se origina dos minerais. - Substância orgânica é a que se origina dos organismos vivos (vegetais e animais). Posteriormente, verificou-se que todas as substâncias orgânicas contêm o elemento carbono e, então, passou-se a dizer: - Substâncias orgânicas são as que contêm carbono. - Substâncias inorgânicas (ou minerais) são as formadas por todos os demais elementos químicos. Dentro desse critério, porém, existem exceções; de fato, há compostos que contêm carbono, mas que apresentam todas as características de substância inorgânica, como CO, CO2, H2CO3, HCN, CO3 2, CNˉ etc. Devido às suas características, essas substâncias são consideradas inorgânicas. Sabendo, porém, que o número de compostos inorgânicos é muito grande, convém subdividi-los em agrupamentos menores, denominados funções químicas inorgânicas. De modo geral, dizemos que: Função química é um conjunto de substâncias com propriedades químicas semelhantes, denominadas propriedades funcionais. As principais funções químicas inorgânicas que iremos estudar são: OS ÁCIDOS, AS BASES, OS SAIS E OS ÓXIDOS. II. TEORIA DA DISSOCIAÇÃO IÔNICA DE ARRHENIUS Antes, porém, de iniciarmos o estudo das funções químicas inorgânicas, devemos comentar a chamada teoria da dissociação iônica de Arrhenius. Arrhenius verificou, no fim do século XIX, que algumas soluções aquosas conduziam corrente elétrica, e outras não. Por exemplo: Em uma solução aquosa de sal de cozinha a lâmpada se acende, provando que a solução permite a passagem da corrente elétrica (solução eletrolítica). A lâmpada se mantém apagada, provando que a solução de água e açúcar não permite a passagem da corrente elétrica (solução não eletrolítica). As substâncias iônicas, em condições ambientes, são sólidas cristalinas e constituídas de íons (cátions e ânions). Quando essas substâncias são dissolvidas em água, o retículo cristalino é destruído e os íons passam a ter liberdade, ou seja, ocorre uma dissociação iônica (separação dos íons). Esses íons em movimento na solução aquosa são responsáveis pela condução de eletricidade. Isto acontece com bases e sais, como por exemplo, a condução de eletricidade de uma solução aquosa de cloreto de sódio (NaCl) que se deve a liberação dos íons Na + e Cl, quando o sal é dissolvido em água. NaCl(s) Na + (aq) + Clˉ(aq) (dissociação iônica) Certas substâncias moleculares, quando dissolvidas em água, têm suas moléculas quebradas e transformadas em íons, ou seja, sofrem ionização. Esses íons, na solução aquosa, são responsáveis pela condução de eletricidade. Isto acontece com as soluções aquosas dos ácidos. Por exemplo, a ionização do HCl ao ser dissolvido em água. HCl(g) H + (aq) + Clˉ(aq) (ionização) Outras substâncias moleculares, quando dissolvidas em água, têm simplesmente suas moléculas dispersas na água, ou seja, não ocorre ionização e, como as moléculas são eletricamente neutras não há condução de eletricidade. Como exemplo, temos uma solução aquosa de açúcar comum (sacarose) que não conduz eletricidade, já que as partículas dispersas na água são apenas moléculas de fórmula C12H22O11. C12H22O11(s) C12H22O11(s) # ALGUNS CONCEITOS SURGIDOS COM A TEORIA DE ARRHENIUS: Eletrólitos: substâncias que dissolvidas em água formam soluções que conduzem eletricidade. Ex1: HCl, NaOH e NaCl Não eletrólitos: substâncias que dissolvidas em água produzem soluções que não conduzem eletricidade. Ex2: açúcar comum (sacarose) Soluções iônicas ou eletrolíticas: as que conduzem eletricidade. Soluções moleculares ou não eletrolíticas: as que não conduzem eletricidade.

2 III. ÁCIDOS Do ponto de vista prático, os ácidos apresentam as seguintes características: formam soluções aquosas condutoras de eletricidade; mudam a cor de certas substâncias (chamadas, por esse motivo, de indicadores de ácidos). Os ácidos são muito comuns em nosso diaa-dia: o vinagre contém ácido acético (C2H4O2); o limão, a laranja e demais frutas cítricas contêm ácido cítrico (C6H8O7); a bateria de um automóvel contém ácido sulfúrico (H2SO4); o ácido muriático, usado para a limpeza de pisos, azulejos etc., contém ácido clorídrico (HCl); e assim por diante. Os ácidos são muito usados, nas indústrias químicas, para a produção de novos materiais. Em particular, o ácido sulfúrico é o primeiro colocado em uso industrial. Devemos lembrar, porém, que acidentes com trens e caminhões transportando ácido sulfúrico podem dar origem a vazamentos do ácido, com efeitos bastante danosos ao meio ambiente. # A DEFINIÇÃO DE ÁCIDO DE ARRHENIUS: Do ponto de vista teórico, Arrhenius definiu: s são compostos que em solução aquosa se ionizam, produzindo como íon positivo apenas cátion hidrogênio (H + ). O H + é, nessa perspectiva, o responsável pelas propriedades comuns a todos os ácidos, sendo chamado, por esse motivo, de radical funcional dos ácidos. Ex3: HCl H + (aq) + Clˉ(aq) HNO3 H2SO4 H3PO4 H + (aq) + NO3ˉ(aq) 2 H + (aq) + SO4 2ˉ(aq) 3 H + (aq) + PO4 3ˉ(aq) Atualmente, sabe-se que a definição de Arrhenius não é rigorosamente correta. Na verdade, em solução aquosa, o cátion H + se une a uma molécula de água formando o íon H3O +, chamado de hidrônio ou hidroxônio: H + + H2O H3O + Sendo assim, os quatro exemplos anteriores ficariam mais corretos se escritos da seguinte maneira: Ex4: HCl + H2O H3O + + Clˉ HNO3 + H2O H3O + + NO3ˉ H2SO4 + H2O H3O + + SO4 2ˉ H3PO4 + H2O H3O + + PO4 3ˉ No entanto, por comodidade, continua-se usando a primeira forma de representação. # CLASSIFICAÇÃO DOS ÁCIDOS: a) De acordo com o número de hidrogênios ionizáveis: Monoácidos: na ionização, a molécula produz apenas 1 H + (HCl, HNO3 etc.). Diácidos: na ionização, a molécula produz 2 H + (H2SO4, H2CO3 etc.). Triácidos: na ionização, a molécula produz 3 H + (H3PO4, H3BO3 etc.). Tetrácidos: na ionização, a molécula produz 4 H + (H4P2O7, H4SiO4 etc.). OBS1: Os ácidos com 2 ou mais hidrogênios ionizáveis são denominados poliácidos. b) De acordo com a presença ou não de oxigênio na molécula: Hidr cidos: não contêm oxigênio (HCl, HBr, H2S etc.). Oxi cidos: contêm oxigênio (HNO3, H2SO4, H3PO4 etc.). c) Quanto ao grau de ionização(a): Para medir o grau da ionização ou dissociação de uma substância quando dissolvida em água, ou seja, a FORÇA DO ELETRÓLITO, utiliza a seguinte relação: = d d ol c l s io i d s ol c l s dissol id s Para os ácidos, quanto maior o grau de ionização maior é a capacidade do ácido produzir H + (H3O + ) e maior sua FORÇA. s fortes: α > 50% s moderados: 5% α 50% s fracos: α < 5% I.P.C: - A força ácida dos hidrácidos é a seguinte: São fortes: HCl, HBr e HI É moderado: HF São fracos: os demais. - Para Oxiácidos, cuja fórmula geral é HmXOn, a força ácida é medida pela diferença entre o número de átomos de oxigênio (n) e o número de hidrogênios ionizáveis (m) (forma didática e elementar). n m = 0 fraco H3BO3, HCNO n m = 1 moderado H3PO4, HNO2 n m = 2 forte HNO3, H2SO4 n m = 3 muito forte HIO4, HMnO4 Exceção: o ácido carbônico, H2CO3, é uma exceção, sendo fraco e instável. H2CO3 CO2 + H2O d) Quanto à volatilidade: s voláteis: HBr, HI, HCl, HCN, H2S, HNO3, H2CO3 etc. s fixos: H2SO4, H3BO3, H4SiO4 e oxiácidos do P.

3 # FÓRMULAS DOS ÁCIDOS: Você já observou que todo ácido é formado pelo cátion H + e por um átomo ou grupo de átomos com carga negativa (ânion ou radical negativo): H + Clˉ H + NO3ˉ H2 + 2ˉ SO4 H3 + 3ˉ PO4 Observe também que a carga total positiva dos H + deve anular a carga total do radical negativo, de tal modo que a molécula seja eletricamente neutra. Desse modo, representando o ânion (ou radical ácido) por A e supondo sua valência igual a x, chegamos à seguinte regra geral de formulação dos ácidos: (normalmente, x 4). ou seja: HxA Nas Fórmulas Estruturais dos ácidos oxigenados, devemos assinalar que os hidrogênios ionizáveis sempre se ligam ao átomo oxigênio; os demais átomos ligam-se ao átomo central por meio de ligações covalentes normais ou dativas. Ex5: B: Cr: Grupo CN: H3BO3... bórico H2CrO4... crômico HCNO... ciânico Quando o elemento central forma 2 oxiácidos usa-se as terminações OSO e ICO para menor e maior Nox, respectivamente. nome do elemento + OSO (menor NOX) nome do elemento + ICO (maior NOX) N: HNO3 nitroso HNO2 nítrico S: H2SO3 sulfuroso H2SO4 sulfúrico Quando o elemento central forma 3 ou 4 oxiácidos é necessário, além das terminações OSO e ICO, o uso dos prefixos HIPO e PER (ou HIPER), o comando abaixo é baseado apenas na ordem crescente dos números de oxidação do elemento central. Sugerimos os valores dos Nox apenas para orientá-lo nos nomes dos principais ácidos. NOX ÁCIDO PREFIXO INFIXO SUFIXO +1 ; +2 HIPO OSO +3 ; OSO +5 ; ICO +7 PER (ou HIPER) ICO Cl: Cl +1 Cl +3 Cl +5 Cl +7 HClO... hipocloroso HClO2... cloroso HClO3... clórico HClO4... perclórico # NOMENCLATURA DOS ÁCIDOS a) Para os Hidrácidos: + nome do elemento + ÍDRICO Ex6: HF fluorídrico HCl clorídrico H2S sulfídrico HCN cianídrico b) Para Oxiácidos (HmXOn): a nomenclatura dos oxiácidos baseia-se no número de ácidos formados pelo elemento central (X). Quando o elemento forma apenas um oxiácido, usa-se a terminação ICO: + nome do elemento + ICO Ex6: C: H2CO3... carbônico Si: H4SiO4... silícico Br: Br +1 I: I +1 Br +3 Br +5 I +5 I +7 P: P +1 P +3 P +5 Mn: Mn +6 Mn +7 HBrO... hipobromoso HBrO2... bromoso HBrO3... brômico HIO... hipoiodoso HIO3... iódico HIO4... periódico H3PO2... hipofosforoso H3PO3... fosforoso H3PO3... fosfórico H2MnO4... mangânico H2MnO4... permangânico

4 OBS2: Além dos prefixos PER E HIPO, são usados outros, como no caso de oxiácidos do fósforo: H3PO4 ácido ortofosfórico HPO3 ácido metafosfórico H4P2O7 ácido pirofosfórico Nos três casos, o fósforo tem o mesmo número de oxidação (+5); a diferença está no grau de hidratação. O prefixo orto é usado para o ácido com o maior grau de hidratação: H3PO4 = ácido ortofosfórico O prefixo meta é usado para o ácido obtido de uma molécula do "orto" pela retirada de uma molécula de água. H O H O = HPO3 metafosfórico. O prefixo piro é utilizado quando de duas moléculas do "orto" retiramos apenas uma de água. x H O H O H O = H4P2O7 pirofosfórico. # I.P.C: Regras para a Determinação do NOX: Para saber qual é o NOX de um elemento dentro de uma molécula, devemos seguir algumas regras: 1ª Regra: Nas substâncias simples, o NOX do elemento é igual a ZERO. NOX do H no H2 = 0 NOX do S no S8 = 0 NOX do Na no Sódio Metálico = 0 NOX do O no O2 = 0 2ª Regra: Nos íons simples, o NOX do elemento é igual à carga do íon. NOX do Fe no Fe 2+ = +2 NOX do S no S 2ˉ = 2 NOX do Al no Al 3+ = +3 NOX do Cl no Clˉ = 1 4ª Regra: Nos compostos, a soma algébrica das cargas totais é sempre igual a ZERO. Veja a tabela aseguir: ELEMENTO NOX OBSERVAÇÕES Li Na K Rb Cs Fr Ag + 1 FIXO Be Mg Ca Sr Ba Ra Zn Cd + 2 FIXO Al + 3 FIXO Oxigênio O - 2 Na maioria - 1 Peróxidos: H2O2 K2O2 CaO2 MgO2 BeO2 F - 1 Compostos Halogênio Cl Br I - 1 Sem oxigênio Hidretos metálicos: - 1 Hidrogênio NaH CaH2 AlH3 SnH4 + 1 Na maioria TABELA DE ÂNIONS Halogênios Enxofre Oxigênio e Ametais Fˉ Fluoreto S 2ˉ Sulfeto O 2ˉ Óxido Clˉ Cloreto SO3 2ˉ Sulfito BO3 3ˉ Borato ClOˉ Hipoclorito SO4 2ˉ Sulfato SiO3 2ˉ Metassilicato ClO2ˉ Clorito S2O3 2ˉ Tiossulfato SiO4 4ˉ Ortossilicato ClO3ˉ Clorato Carbono 2ˉ AsO3 Arsenito ClO4ˉ Perclorato Cˉ Carbeto 4ˉ AsO4 Arseniato Brˉ Brometo 2ˉ CO3 Carbonato Metais BrOˉ Hipobromito H3CCOOˉ Acetato AlO2ˉ Aluminato BrO2ˉ Bromito C2O4 2ˉ Oxalato 3ˉ SbO3 Antimonito BrO3ˉ Bromato Nitrogênio 3ˉ SbO4 Antimoniato Iˉ Iodeto N 3ˉ Nitreto 2ˉ CrO2 Cromato IOˉ Hipoiodito NO2ˉ Nitrito 2ˉ Cr2O7 Dicromato IO3ˉ Iodato NO3ˉ Nitrato 2ˉ SnO2 Estanito IO4ˉ Periodato Carbono/Nitrogênio 2ˉ SnO3 Estanato Fósforo CNˉ Cianeto 2ˉ MnO4 Manganato P 3ˉ Fosfeto NCˉ Isocianeto MnO4ˉ Permanganato H2PO 2ˉ Hipofosfito CNOˉ Cianato 2ˉ ZnO2 Zincato HPO3 2ˉ Fosfito CNSˉ Tiocianato [Fe(CN)6] 4ˉ 3ˉ PO4 Fosfato Hidrogênio Ferrocianeto PO3ˉ Metafosfato Hˉ Hidreto P2O7 4ˉ Pirofosfato OHˉ Hidroxila # ÁCIDOS IMPORTANTES DO DIA-A-DIA: HCl: Comercialmente (impuro) é chamado ácido muriático. Usado na remoção de respingos de tinta (ou cal) numa obra, também é usado para corroer metais antes da aplicação de solda, além de estar presente no suco gástrico! HF: Uma das poucas substâncias capazes de atacar o vidro. H2S: Tem cheiro de ovo podre! HCN: É mortal, se inalado em quantidade. H2SO4: Presente nas baterias de automóvel, no refino do petróleo, no refino da cocaína. Na fabricação de tintas, fertilizantes, o ácido sulfúrico é usado em tantos e diferentes processos industriais, que sua produção e consumo servem para medir o grau de desenvolvimento de um país. HNO3: Forte oxidante, o ácido nítrico é usado na fabricação de explosivos, tintas, vernizes e outros produtos. H3PO4: O ácido fosfórico é usado como acidulante em alimentos e bebidas. CH3COOH: O ácido acético (orgânico) em solução é o conhecido vinagre. 5ª Regra: Nos íons compostos, os formados por dois ou mais elementos, a soma algébrica das cargas totais é igual à carga do íon.

5 EXERCÍCIOS 1) (PUC-MG) A tabela abaixo apresenta algumas características e aplicações de alguns ácidos: s Aplicações e Características muriático fosfórico sulfúrico nítrico Limpeza doméstica e de peças metálicas (decapagem). Usado como acidulante em refrigerantes, balas e goma de mascar. Desidratante, solução de bateria. Indústria de explosivos e corantes. As fórmulas dos ácidos da tabela são, respectivamente: a) HCl, H3PO4, H2SO4, HNO3 b) HClO, H3PO3, H2SO4, HNO2 c) HCl, H3PO3, H2SO4, HNO3 d) HClO2, H4P2O7, H2SO3, HNO2 e) HClO, H3PO4, H2SO3, HNO3 2) (UVA-CE) Os ácidos HClO4, H2MnO4, H3PO3, H4Sb2O7, quanto ao número de hidrogênios ionizáveis, podem ser classificados em: a) monoácido, diácido, triácido, tetrácido. b) monoácido, diácido, triácido, triácido. c) monoácido, diácido, diácido, tetrácido d) monoácido, monoácido, diácido, triácido. 6) Admitindo-se 100% de ionização para o ácido clorídrico em solução diluída, pode-se afirmar que essa solução não contém a espécie: a) HCl d) H2O b) OHˉ e) Clˉ c) H3O + 7) (Mackenzie-SP) O ácido que é classificado como oxiácido, diácido e é formado por átomos de três elementos químicos diferentes é: a) H2S d) H2SO3 b) H4P2O7 e) HNO3 c) HCN 8) (UFSM-RS) Analise as seguintes afirmativas: I. HClO3 possui duas ligações covalentes normais e duas ligações dativas. II. H3PO3 apresenta apenas ligações covalentes simples. III. H2SO4 possui seis ligações covalentes normais e uma ligação dativa. Está(ão) correta(s): a) I apenas. d) I e II apenas. b) II apenas. e) I e III apenas. c) III apenas. 3) (Cesgranrio-RJ) Com base na tabela de graus de ionização apresentada a seguir: podemos concluir que o ácido mais forte é: a) HF b) HCl c) HCN d) H2SO4 e) H3PO4 4) Considere os ácidos oxigenados abaixo: HNO2(aq) / HClO3(aq) / H2SO3(aq) / H3PO4(aq) Seus nomes são, respectivamente: a) nitroso, clórico, sulfuroso, fosfórico. b) nítrico, clorídrico, sulfúrico, fosfórico. c) nítrico, hipocloroso, sulfuroso, fosforoso. d) nitroso, perclórico, sulfúrico, fosfórico. e) nítrico, cloroso, sulfídrico, hipofosforoso. 5) Os ácidos de fórmulas H2SO4 e H2SO3 são chamados, respectivamente, de: a) sulfídrico e sulfúrico. b) sulfuroso e sulfúrico. c) sulfídrico e sulfuroso. d) sulfúrico e sulfídrico. e) sulfúrico e sulfuroso. 9) O ácido cianídrico é um gás de ação venenosa muito rápida e é usado na câmara de gás, em locais que possuem pena de morte. A fórmula molecular do ácido cianídrico é: a) HCN. d) HCNO. b) HCOOH. e) HCNS. c) H4Fe(CN)6. 10) Os ácidos perclórico, fosfórico, nitroso e sulfuroso possuem, respectivamente, as fórmulas moleculares: a) HClO4, H3PO4, HNO2 e H2SO3. b) HClO4, H2PO3, HNO3 e H2SO4. c) HClO3, H2PO2, HNO2 e H2SO4. d) HClO3, H2PO3, HNO3 e H2S. e) HClO2, H2PO4, HNO2 e H2S. 11) (Univali-SC) A respeito da substância HCl observa-se, experimentalmente, que: é um gás incolor. está presente no suco gástrico do estômago humano. aparece no comércio com o nome de ácido muriático, sendo utilizada na limpeza de pisos. a maioria de suas moléculas sofre ionização em solução aquosa. Desse modo, pode-se concluir que: a) o HCl é uma substância iônica. b) o HCl é um ácido fraco. c) o HCl é um gás não-tóxico. d) a ionização pode ser resumida pela equação: H + (aq) + Clˉ(aq) e) o suco gástrico não é ácido. HCl(g)