Funções Inorgânicas 5 - Sais

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1 Funções Inorgânicas 5 - Sais São compostos que apresentam, pelo menos, um cátion que seja diferente de H +, proveniente de uma base; e, pelo menos, um ânion que seja diferente de OH -, proveniente de um ácido, denominado radical do ácido. É um produto (ou um dos produtos) da reação de uma substância ácida com uma substância básica. Exemplos: Neutralização típica (ácido-base): base + ácido sal + água NaOH + HCl NaCl + H 2O cloreto de sódio (sal não oxigenado) Neutralização de óxidos: óxido básico + óxido ácido sal CaO + CO 2 CaCO 3 carbonato de cálcio (sal oxigenado) Sais não oxigenados - Fórmula geral: MXAy M é um cátion de metal qualquer e A é um ânion de um ametal. O índice x é a quantidade de cátions, que corresponde à carga do ânion; e y é o índice do ânion, que corresponde à carga do cátion. Exemplos: NaF, CaCl2, AlBr3 e K2S. Montagem de fórmulas Na + e Cl - Pb +2 e Cl - Al +3 e S 2- NaCl PbCl2 Al2S3 cloreto de sódio cloreto de chumbo II sulfeto de alumínio Sais oxigenados - Fórmula geral: MX(AOz)y M é um cátion de metal qualquer e A é um ânion de um ametal, podendo ser de um metal de Nox elevado, de 4+ até 7+. O índice x é a quantidade de cátions, que corresponde à carga do ânion; e y é o índice do ânion, que corresponde à carga do cátion. O índice z corresponde à quantidade de oxigênios presente no ânion. O ânion AOz x- é oriundo do ácido HxAOz. Exemplos: NaClO, CaSO4, Al(BrO3)3 e K2SO4.

2 Exemplos de montagem de fórmulas K + e MnO4 1- Ca +2 e NO3 1- Al +3 e SO4 2- KMnO4 Ca(NO3)2 Al2(SO4)3 Permanganato de potássio Nitrato de cálcio Sulfato de alumínio Nomenclatura dos sais Os nomes dos sais são obtidos associando-se os nomes dos radicais dos ácidos com os nomes dos cátions das bases. de Radical Cátion Ácido (terminação) Radical (terminação)...ídrico...eto (hipo)...oso (hipo)...ito (per)...ico (per)...ato Obs. Se o cátion tiver sufixo, não se usa o de entre o radical e o cátion Ex: cloreto de ferro II ou cloreto ferroso. Exemplos Cátion (metal oriundo da base) Radical (ânion derivado do ácido) Sal Fe +2 SO4 2- FeSO4 ferroso ou ferro II sulfato (derivado do ácido sulfúrico) sulfato ferroso ou sulfato de ferro II Fe +3 SO4 2- Fe2(SO4)3 férrico ou ferro III sulfato (derivado do ácido sulfúrico) sulfato férrico ou sulfato de ferro III Zn +2 ClO4 1- Zn(ClO4)2 zinco perclorato (derivado do ácido perclórico) perclorato de zinco Cu +2 NO3 1- Cu(NO3)2 cúprico ou cobre II nitrato (derivado do ácido nítrico) nitrato cúprico ou nitrato de cobre II Cu + CO3 2- Cu2CO3 cuproso ou cobre I carbonato (derivado do ácido carbônico) carbonato cuproso ou carbonato de cobre I

3 Al +3 CO3 2- Al2(CO3)3 alumínio carbonato (derivado do ácido carbônico) carbonato de alumínio Obs.: Lembre-se de que, para a fórmula de qualquer substância iônica, o número de cátions e ânions (índices) deve igualar o total das cargas positivas e negativas. Classificação dos sais Quanto à presença de oxigênio Sais não oxigenados ou halogenossais. Exemplos: NaCl (cloreto de sódio), FeS (sulfeto ferroso). Sais oxigenados ou oxissais. Exemplos: NaNO3 (nitrato de sódio), CaSO4 (sulfato de cálcio). Quanto ao número de elementos Binários. Exemplos: KCl (cloreto de potássio), AgBr (brometo de prata). Ternários. Exemplos: Na2SO4 (sulfato de sódio), K3PO4 (fosfato de potássio). Quaternários. Exemplos: Ca(OCN)2 (oxicianeto de cálcio) Quanto à natureza dos íons presentes Sais normais: possuem um só tipo de cátion e um só tipo de ânion. Exemplos: NaCl (cloreto de sódio), K3PO4 (fosfato de potássio), Ba(NO3)2 (nitrato de bário). Hidrogenossais: possuem um só tipo de cátion; o ânion contém um ou mais hidrogênios ionizáveis. Podem ser obtidos a partir da neutralização parcial de um ácido. Exemplo: NaHCO3 ( hidrogenocarbonato de sódio ou bicarbonato de sódio ) Hidroxissais: possuem um só tipo de cátion; o ânion contém um ou mais íons hidróxido. Exemplos: Ca(OH)Cl (hidroxicloreto de cálcio), Ca5(PO4)3OH (hidroxifosfato de cálcio, conhecido como hidroxiapatita, presente nos ossos e dentes.) Sais duplos: os cátions provêm de duas ou mais bases e/ou os ânions provêm de dois ou mais ácidos. Exemplos: NaKSO4 (sulfato duplo de sódio e potássio), CaBrCl (cloreto brometo de cálcio)

4 Quanto à presença de água Os sais são geralmente higroscópicos, absorvendo água do ambiente. Isso acontece também com alguns hidróxidos e ácidos. Mas existe também água de cristalização, que são moléculas de água que cristalizam junto com os íons, formando o estado sólido. Os sais hidratados são os que contêm certa quantidade de água de cristalização; e, muitas vezes, possuem até cores diferentes dos sais anidros (sem água). Sais hidratados. Exemplo: CoCl2.6H2O (cloreto de cobalto II hexaidratado, que possui coloração rosa) CuSO4.5H2O (sulfato de cobre II pentaidratado, de coloração azul) Sais anidros. Exemplo: CoCl2 (cloreto de cobalto II, que possui coloração azul) CuSO4 (sulfato de cobre II, de coloração branca) Química do cotidiano: o cloreto de cobalto e o galinho do tempo O cloreto de cobalto II é usado no curioso souvenir de fabricação portuguesa, que muda de cor conforme a umidade do ar, geralmente na forma de um pequeno galo, conhecido como galinho do tempo. Trata-se de uma pequena escultura de madeira, revestida de um tecido que foi embebido em solução de cloreto de cobalto II (CoCl2). Quando a umidade do ar atmosférico está alta, com indícios de chuva, o sal hidrata e muda para a cor rosa. Se o tempo está seco, perde água e fica na forma anidra (sem água) do sal, que tem coloração azul. De forma simplificada, podemos representar o fenômeno com a equação: CoCl2 + 6H2O CoCl2.6H2O (sal anidro) (sal hidratado) Cloreto de cobalto II anidro, indicando tempo seco Disponível (acesso: ): %28II%29_chloride.jpg Cloreto de cobalto II hidratado, indicando umidade Disponível (acesso: ): chloride-hexahydrate-sample.jpg Ligações químicas dos sais Os sais são compostos iônicos, ou seja, formados pela atração eletrostática de cátions e ânions, chamada ligação iônica. Quando o sal possui oxigênio, há ligação covalente entre o oxigênio e o ametal, que formam o ânion composto. Exemplo:

5 CaCO3 (carbonato de cálcio). Há ligação iôncia entre o cálcio (Ca 2+ ) e o carbonato (CO3 2- ). No íon carbonato, entre o carbono e os oxigênios, há ligações covalentes. Propriedades dos sais Propriedades comuns às dos demais compostos iônicos. Apresentam sabor salgado. Dissociação iônica dos sais Exemplos: NaCl (s) Na 1+ (aq) + Cl 1- (aq) FeSO4 (s) Fe 2+ (aq) + SO4 2- (aq) Al2(SO4)3 (s) 2 Al 3+ (aq) + 3 SO4 2- (aq) Cu(NO3)2 (s) Cu +2 (aq) + 2 NO3 1- (aq) Reações químicas de neutralização total formando sais normais 2 NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2 H2O hidróxido de sódio ácido sulfúrico sulfato de sódio água 2 Al(OH)3 + 3 H2SO4 Al2(SO4)3 + 6 H2O hidróxido de alumínio ácido sulfúrico sulfato de alumínio água KOH + HClO4 KClO4 + H2O hidróxido de potássio ácido perclórico perclorato de potássio água 2 CuOH + H2SO3 Cu2SO3 + 2 H2O hidróxido cuproso ácido sulfuroso sulfito cuproso água Ca(OH)2 + 2 HNO3 Ca(NO3)2 + 2 H2O hidróxido de cálcio ácido nítrico nitrato de cálcio água 3 Mg(OH)2 + 2 H3PO4 Mg3(PO4)2 + 6 H2O hidróxido de magnésio ácido fosfórico fosfato de magnésio água Reações químicas de neutralização parcial formando hidrogenosais NaOH + H2SO4 NaHSO4 + H2O hidróxido de sódio ácido sulfúrico hidrogenosulfato de sódio água NaOH + H2CO3 NaHCO3 + H2O hidróxido de sódio ácido carbônico hidrogenocarbonato de sódio água (bicarbonato de sódio) Reações químicas de neutralização parcial formando hidroxisais Ca(OH)2 + HNO3 Ca(OH)NO3 + H2O hidróxido de cálcio ácido nítrico hidroxinitrato de cálcio água

6 Al(OH)3 + HCl Al(OH)2Cl + H2O hidróxido de alumínio ácido clorídrico dihidroxicloreto de alumínio água Sais comuns na química do cotidiano a) Cloreto de sódio, sal comum ou sal de cozinha (NaCl) Principais aplicações: Alimentação. Por lei, é obrigatório a adição de certa quantidade de iodeto de sódio ou de potássio (NaI, KI) ao cloreto de sódio (NaCl) destinado à alimentação, porque a falta de iodo no organismo pode acarretar a doença chamada bócio ("papo"). Conservação da carne, do pescado e de peles. Salgar é a forma mais antiga de conservar alimentos, antes da invenção da geladeira. O sal desidrata os alimentos, bloqueando qualquer atividade das bactérias decompositoras, conservando o alimento. Por isso, o sal já teve muito valor econômico na antiguidade; por exemplo, os soldados romanos eram pagos com sal, o que originou a palavra salário. Obtenção de misturas refrigerantes: a mistura de gelo e sal pode atingir -22ºC. Obtenção de sódio metálico (Na), cloro gasoso (Cl2), gás hidrogênio (H2) e compostos, tanto de sódio como de cloro, tais como hidróxido de sódio (NaOH), carbonato de sódio (Na2CO3), bicarbonato de sódio (NaHCO3), ácido clorídrico (HCl) etc. Na medicina, sob forma de soro fisiológico (solução aquosa contendo 0,95% de NaCl), no combate à desidratação e diarréia. b) Nitrato de sódio (NaNO3) É o salitre do Chile. Principais aplicações: 1. Fertilizante na agricultura. 2. Fabricação da pólvora (carvão, enxofre, salitre). c) Carbonato de sódio (Na2CO3) O produto comercial (impuro) é vendido no comércio com o nome de barrilha ou soda. Principais aplicações: 1. Fabricação do vidro comum (maior aplicação). barrilha + calcário + areia vidro comum. aquecimento 2. Fabricação de sabões. d) Bicarbonato de sódio (NaHCO3) Principais aplicações:

7 Antiácido estomacal. Neutraliza o excesso de HCl do suco gástrico, produzindo gás carbônico e água. NaHCO3 (s) + HCl (aq) NaCl (aq) + H2O (l) + CO2 (g) (O CO2 liberado é o responsável pelo "arroto"). Fabricação de "digestivos" e antiácidos estomacais, tais como Alka-Seltzer, Sonrisal, Sal de frutas etc. Estes contém bicarbonato de sódio (NaHCO3) e ácidos orgânicos sólidos (ácido tartárico, ácido cítrico e outros). Na presença de água, o bicarbonato de sódio reage com os ácidos, liberando gás carbônico, que é o responsável pela efervescência. NaHCO3 (s) + H + (aq) Na + (aq) + H2O (l) + CO2 (g) Fabricação de fermento. O crescimento da massa (pão, bolos, bolachas, etc.) é devido à liberação do CO2 no aquecimento do NaHCO3. 2 NaHCO3 (s) Na2CO3 (s) + H2O (l) + CO2 (g) O bicarbonato de amônio (NH4HCO3) é um fermento mais eficiente que o bicarbonato de sódio (NaHCO3), porque no aquecimento há maior liberação de gases (CO2 e NH3). NH4HCO3 (s) NH3 (g) + H2O (l) + CO2 (g) Fabricação de extintores de incêndio (extintores de espuma). No extintor, há bicarbonato de sódio (NaHCO3) e ácido sulfúrico (H2SO4) em compartimentos separados. Quando o extintor é acionado, as duas substâncias entram em contato, reagindo e produzindo uma espuma, com liberação de CO2. Estes extintores não podem ser usados para apagar o fogo em instalações elétricas porque a espuma é eletrolítica (contém íons) e, por isso, conduz a corrente elétrica. e) Fluoreto de sódio (NaF) É usado na prevenção de cáries dentárias, na fabricação de pastas de dentes e na fluoretação da água potável, nas estações de tratamento. f) Carbonato de cálcio (CaCO3) É encontrado na natureza, constituindo rochas calcárias, mármore e conchas de crustáceos e aves.

8 Mármore branco. Disponível (acesso: ): seo_de_la_plata_- _M%C3%A1rmol_blanco.jpg Concha de animal marinho, formada por mais de 90% de carbonato de cálcio. Os organismos vivos também se servem de substâncias inorgânicas disponíveis na Natureza, para desenvolver sua existência. Disponível (acesso: ): xopecten_ponticus_2008_g1.jpg Fabricação de cal viva (CaO) e gás carbônico (CO2), por aquecimento. A partir da cal viva se obtém a cal hidratada, Ca(OH)2, por adição de água. CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (g) calcário (aquecimento) cal viva gás carbônico CaO + H2O Ca(OH)2 cal viva cal hidratada Fabricação do vidro comum (já mencionado). Fabricação do cimento Portland, com uso da cal viva. Sob forma de mármore, é usado em pias, pisos, escadarias, etc. g) Sulfato de cálcio (CaSO 4)

9 Principais aplicações: Fabricação do giz usado nas escolas. O gesso é uma variedade de sulfato de cálcio hidratado, muito usado na ortopedia, na obtenção do estuque etc. h) Sulfato de magnésio (MgSO 4) Tem emprego medicinal como purgativo. i) Sulfato de bário (BaSO 4) Tem emprego medicinal como meio opaco (contraste) na radiografia gastrointestinal. Exercícios 1) COMPLETE o quadro: Fórmula a) Pb3(BO3)4 b) CuBr2 c) FeSO4 d) Sn(IO)2 e) LiF f) NiCrO4 g) K2Cr2O7 h) Co3(PO4)2 i) HgCl2 j) (NH4)2P2 O7 k) KMnO4 l) Pb(NO2)4 m) CoMnO4 n) CuPO3 Nox dos Elementos Nome do sal o) Ni 2+, Cl 1+ p) Au 3+, B 3+ q) Zn 2+, Br 1+ r) Pb 2+, Cl 3+ s) Ag +, N 5+ t) Rb +, Cl 5+

10 u) Li +, Br 5+ v) Cu +, I 3+ w) Fe 3+, Br 7+ x) Al 3+, S 2- y) Ag +, I 1- z) Pb 2+, N 3+ aa) bb) cc) dd) ee) ff) gg) hh) ii) jj) kk) ll) Hidrogenocarbonato de amônio Cianeto de potássio Perclorato niquélico Iodato estânico Periodato de rubídio Sulfato de bário Carbonato de cálcio Bicarbonato de sódio Hidrogenobicromato férrico Bromito cobaltoso Bissulfeto de amônio Sulfito de sódio 2) ESCREVA as equações de dissociação iônica dos sais do exercício anterior. Fórmula a) Pb3(BO3) 4 Equação de dissociação iônica Pb3(BO3)4 3 Pb 4+ (aq) + 4 BO3 3- (aq) b) c) d) e) f) g) h) i) j) k) l) m)

11 n) o) p) q) r) s) t) u) v) w) x) y) z) aa) bb) cc) dd) ee) ff) gg) hh) ii) jj) kk) ll) 3) ESCREVA as reações de neutralização ácido-base que originam os sais, fornecendo os nomes das substâncias envolvidas: Nome do sal Equação de neutralização ácido-base a) Fosfato de cálcio 2 H3PO4 (aq) + 3 Ca(OH)2 (aq) 6 H2O + Ca3(PO4)2 (aq) ácido fosfórico + hidróxido de cálcio água + fosfato de cálcio b) Carbonato de zinco c) Perclorato de alumínio d) Bicarbonato de cálcio

12 e) Nitrato de prata f) Nitrato de alumínio g) Sulfato de potássio h) Sulfeto de magnésio i) Sulfito de gálio j) Hipoclorito de sódio k) Permanganato de potássio l) Nitrito de bário m) Cloreto de cobalto II n) Bromato de potássio o) Clorato cuproso p) Carbonato plúmbico Exercícios envolvendo todas as funções inorgânicas (hidretos, óxidos, hidróxidos, ácidos e sais) 1) DESCREVA, por meio de equações químicas balanceadas, o comportamento químico das seguintes substâncias em água. DÊ o nome dos reagentes e do(s) produto(s) formado: 01) Na2O 02) CaH2 03) Fe(OH)3 04) N2O5 05) Ba 06) Cr2O3 07) CO2

13 08) Na2SO4 09) CO 10) Ca(OH)2 11) KH 12) H2S 13) CaO 14) CrO3 15) NaHSO4 16) NaCl 17) P2O5 18) CaCO3 19) NH3 20) KMnO4 21) Pb(OH)4 22) ZnO 23) CaCrO4 24) NO 25) CuSO4 26) HCl 27) CaS 28) Mg 29) (NH4)NO3 30) Fe2O3 31) H4P2O7 32) Au2O3 33) FeO 34) H3BO3 35) Cl2O5 36) Al2O3 37) Li 38) NaHCO3 39) Mn2O7 40) NH4OH 41) K2Cr2O7 42) H2SO4 43) NaOH

14 44) K2O 45) LiH 2) COMPLETE o quadro abaixo: Fórmula Nox Função Nomenclatura HClO3 H +1 Cl +5 O -2 ácido Ácido clórico Ácido iodídrico Ni(OH)3 H2SO4 Ag2O H3PO4 H2Cr2O7 HBr FeCl3 CO CO2 CuOH H2MnO4 Br2O5 Ni(OH)2 Fe 3+ O 2 - H + S -2 Zn +2 (OH) - H + N +5 O -2 H + I +1 O -2 Óxido de bário Hidróxido de prata Anidrido fosfórico Permanganato de potássio Ácido crômico Ácido sulfúrico Bicarbonato de amônio Ácido carbônico Ácido sulfídrico Fosfato de sódio Dióxido de carbono

15 Dióxido de nitrogênio Monóxido de nitrogênio K2Cr2O7