FUNÇÕES INORGÂNICAS DISCIPLINA PRNCÍPIOS FÍSICO-QUÍMICOS APLICADOS À FARMÁCIA

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1 FUNÇÕES INORGÂNICAS DISCIPLINA PRNCÍPIOS FÍSICO-QUÍMICOS APLICADOS À FARMÁCIA

2 NÚMERO DE OXIDAÇÃO NOX ou número de oxidação: carga de um átomo em um composto, descreve seu estado relativo de oxidação ou redução. Regras para determinação de NOX: 1) As substâncias elementares têm número de oxidação igual a 0. 2) Em qualquer substância, o átomo mais eletronegativo tem um número de oxidação negativo; o menos eletronegativo tem um número de oxidação positivo. 3) Em qualquer molécula ou íon, a soma dos números de oxidação de todos os elementos presentes é igual à carga total da espécie. 4) Os metais alcalinos têm sempre o número de oxidação igual a +1; os alcalinos terrosos igual a +2. 5) O número de oxidação do hidrogênio é igual a +1 (exceto nos hidretos metálicos, como NaH, em que é -1). 6) O número de oxidação do oxigênio é -2 (exceções: peróxidos, como H 2 O 2, em que é -1; superóxidos, como KO 2, em que é -1/2; compostos com o flúor, pois F é sempre -1.

3 TABELA PERIÓDICA

4 HIDRETOS São substâncias resultantes da combinação do hidrogênio com outro elemento, ou seja, são compostos binários do hidrogênio. Exemplos: NaH, NH 3, H 2 S, CH 4, etc. O H somente aparece antes do elemento quando este é da coluna 6A ou 7A. Podem ser classificados em: 1) Hidretos dos metais alcalinos e alcalino-terrosos (colunas 1A e 2A): são compostos iônicos, sólidos e cristalinos, nos quais o hidrogênio tem NOX = -1. Exemplos: CaH 2 = hidreto de cálcio e NaH = hidreto de sódio. 2) Hidretos ametálicos (colunas 3A, 4A e 5A): são compostos moleculares, líquidos ou gasosos, nos quais o hidrogênio apresenta NOX = +1. Exemplos: BH 3 = hidreto de boro e NH 3 = hidreto de nitrogênio ou amônia. 3) Hidretos ametálicos (colunas 6A e 7A): são compostos moleculares, líquidos ou gasosos, que apresentam caráter ácido. O número de oxidação do hidrogênio é +1. Exemplos: HCl = hidreto de cloro ou ácido clorídrico ou cloreto de hidrogênio e H 2 S = hidreto de enxofre. Serão estudados como ácidos, pois também são classificados como tal.

5 ÓXIDOS São compostos formados entre o oxigênio e outro elemento qualquer. Exemplos: H 2 O (água), Fe 2 O 3 (óxido de ferro), SiO 2 (sílica), etc. São classificados em dois grupos: óxidos metálicos e óxidos ametálicos. 1) ÓXIDOS METÁLICOS OU BÁSICOS: escreve-se o símbolo do metal seguido do símbolo do oxigênio. Colocam-se os índices adequados e simplifica-se quando possível. Exemplos: Na (NOX = +1) e O (NOX = -2) Escreve-se NaO e, colocando-se os índices (NOX), temos Na 2 O. Ba (NOX = +2) e O (NOX = -2) BaO Ba 2 O 2 simplifica-se para BaO. Nomenclatura: a) Metal com apenas um número de oxidação: Óxido + de + (nome do metal) Exemplos: Na 2 O (óxido de sódio) e CaO (óxido de cálcio)

6 ÓXIDOS b) Metal com dois números de oxidação: Óxido + (elemento) + sufixo OSO (menor NOX) Óxido + (elemento) + sufixo ICO (maior NOX) FeO = óxido ferroso e Fe 2 O 3 = óxido férrico Cu 2 O = óxido cuproso e CuO = óxido cúprico Quando o elemento forma dois ou mais óxidos, pode-se indicar número de oxidação do elemento após o nome por um algarismo romano. CuO = óxido de cobre (II) Fe 2 O 3 = óxido de ferro (III) Pode-se, ainda, quando o elemento forma dois ou mais óxidos, indicar o número de átomos dos elementos com o auxílio dos prefixos mono, di, tri, etc. Frequentemente, o prefixo mono é omitido. Fe 2 O 3 = trióxido de diferro FeO = (mono)óxido de (mono)ferro Cr 2 O 3 = trióxido de dicromo

7 ÓXIDOS Essas nomenclaturas (com algarismos romanos e prefixos mono, di, tri, etc) são de caráter geral, servindo não somente para os óxidos básicos, mas também para os demais óxidos. Estes óxidos são chamados básicos porque reagem com a água formando bases (ou hidróxidos). CaO + H 2 O Ca(OH) 2 NaO + H 2 O NaOH 2) ÓXIDOS AMETÁLICOS OU ÓXIDOS ÁCIDOS OU ANIDRIDOS: são compostos formados entre o oxigênio e um ametal, geralmente das colunas 5A, 6A e 7A. Escreve-se o símbolo do ametal seguido do símbolo do oxigênio. Colocam-se os índices adequados e simplifica-se quando possível, da mesma maneira que os óxidos metálicos. Alguns ametais, entretanto, apresentam mais de dois números de oxidação, como os halogênios. Nestes casos, além dos prefixos OSO e ICO, acrescentam-se os prefixos HIPO e PER.

8 ÓXIDOS Exemplo: o cloro e o forma compostos com o oxigênio com os números de oxidação +1, +3, +5 e +7. Logo tem-se: Cl 2 O = óxido hipocloroso Cl 2 O 3 = óxido cloroso Cl 2 O 5 = óxido clórico Cl 2 O 7 = óxido perclórico Para outros halogênios, a nomenclatura é a semelhante à do cloro. Br 2 O = óxido hipobromoso Br 2 O 5 = óxido brômico I 2 O = óxido hipoiodoso l 2 O 5 = óxido iódico l 2 O 7 = óxido periódico Estes óxidos também podem ser chamados de anidridos. Exemplos: CO 2 = anidrido carbônico, SO 2 = anidrido sulfuroso, N 2 O 5 = anidrido nítrico, P 2 O 5 = anidrido fosfórico. São chamados óxidos ácidos, pois reagem com água produzindo ácidos.

9 HIDRÓXIDOS OU BASES Hidróxidos são compostos iônicos que possuem o ânion hidróxido (OH - ). São formados por um metal ou pelo cátion amônio (NH 4+ ). A fórmula geral é dada por Me(OH) x, em que Me = símbolo do metal (ou amônio) e X = NOX do metal. Nomenclatura: a) Metal com apenas um número de oxidação: Hidróxido + de + nome do metal Exemplos: NaOH (hidróxido de sódio) e Al(OH) 3 (hidróxido de alumínio) b) Metal com dois números de oxidação: Hidróxido + (elemento) + sufixo OSO (menor NOX) Hidróxido + (elemento) + sufixo ICO (maior NOX) Pode-se utilizar também a nomenclatura IUPAC, com números romanos. Fe(OH) 2 = hidróxido ferroso ou hidróxido de ferro (II) CuOH = hidróxido cuproso ou hidróxido de cobre (I) Ni(OH) 3 = hidróxido niquélico ou hidróxido de níquel (III) Pb(OH) 4 = hidróxido púmblico ou hidróxido de chumbo (IV)

10 ÁCIDOS São compostos que liberam o íon H + em solução aquosa. A fórmula desses compostos se iniciam o elemento hidrogênio. Exemplos: HCl, H 2 SO 4, HNO 3, HI. Podem ser classificados em: 1) Hidrácidos: são ácidos não oxigenados. Correspondem aos hidretos dos elementos das colunas 6A e 7A. Nesses ácidos os ametais possuem NOX negativo, ou seja, -1 (7A) e -2 (6A). Nomenclatura: ácido + nome do ametal + sufixo ÍDRICO. Exemplos: H 2 S = ácido sulfídrico, HCl = ácido clorídrico, HBr = ácido bromídrico, HI = ácido iodídrico. OBSERVAÇÃO: há um hidrácido, de fórmula molecular HCN, cujo nome é ácido cianídrico, que não segue a notação usual dos hidrácidos, mas é de uso bastante comum em química. 2) Oxiácidos: são ácidos oxigenados. Estes compostos são produtos da reação de um óxido ácido (anidrido) com a água. Notação: adiciona-se uma molécula de água ao óxido ametálico e simplifica-se quando possível.

11 ÁCIDOS A nomenclatura é semelhante à dos óxidos ametálicos, trocando-se apenas a palavra óxido ou anidrido por ácido. óxido sulfúrico SO 3 + H 2 O H 2 SO 4 ácido sulfúrico óxido carbônico CO 2 + H 2 O HCO 3 ácido carbônico óxido nitroso N 2 O 3 + H 2 O H 2 N 2 O 4 = 2 HNO 2 ácido nitroso óxido nítrico N 2 O 5 + H 2 O H 2 N 2 O 6 = 2 HNO 3 ácido nítrico óxido perclórico Cl 2 O 7 + H 2 O H 2 Cl 2 O 8 = 2 HClO 4 ácido perclórico Óxidos de fósforo, arsênio, antimônio (NOX +3 e +5) e boro (NOX +3) podem reagir com uma, duas ou três moléculas de água. A nomenclatura é a mesma já vista, acrescentando-se os prefixos META, PIRO e ORTO conforme a reação seja com uma, duas ou três moléculas de água, respectivamente. Quando a reação ocorre com três moléculas de água, pode-se omitir o prefixo ORTO. P 2 O 5 + H 2 O H 2 P 2 O 6 = 2 HPO 3 óxido fosfórico P 2 O H 2 O H 4 P 2 O 7 P 2 O H 2 O H 6 P 2 O 8 = H 3 PO 4 ácido metafosfórico ácido pirofosfórico ácido (orto)fosfórico

12 ÁCIDOS Os óxidos de Mn nos estados de oxidação +6 ou +7 e de Cr e de Mo no estado de oxidação +6 reagem com a água formando ácidos, apesar de Mn, Cr e Mo serem metais. Logo: óxido mangânico + água ácido mangânico óxido permangânico + água ácido permangânico óxido crômico + água ácido crômico Duas moléculas de óxido crômico e de óxido de boro podem reagir com uma molécula de água, formando dois ácidos diferentes cada um. Assim, temos os ácidos BICRÔMICO e TETRABÓRICO. 2 CrO 3 + H 2 O H 2 Cr 2 O 7 ácido bicrômico 2 B 2 O 3 + H 2 O H 2 B 4 O 7 ácido tetrabórico

13 SAIS São compostos iônicos resultantes da reação de um ácido com uma base, chamada reação de neutralização. Assim, os íons H + são substituídos pelo cátion metálico (ou ânion NH 4+ ) da base. Essa neutralização pode acontecer totalmente ou parcialmente. Nesse caso, têm-se, respectivamente, um sal neutro e um sal básico. HCl + NaOH NaCl (sal neutro) + H 2 O H 2 SO 4 + Ca(OH) 2 CaSO 4 (sal neutro)+ 2 H 2 O HNO 3 + Fe(OH) 3 Fe(NO) 3 (sal neutro) + 2 H 2 O Notação: escreve-se o cátion, proveniente da base e, na frente, o ânion proveniente do ácido. Não é necessário explicitar as cargas dos íons. Para que se tenha o balanço de cargas, coloca-se o NOX da cátion como o índice da ânion e vice-versa. Simplifica-se quando possível. Nomenclatura a) Quando o sal é derivado de um hidrácido: ácido clorídrico cloreto de... ácido sulfídrico sulfeto de...

14 SAIS ácido iodídrico iodeto... ácido cianídrico cianeto de... b) Quando o sal é derivado de um oxiácido ácido sulfuroso sulfito de... ácido nitroso nitrito de... ácido hipocloroso hipoclorito de... ácido carbônico carbontato de... ácido perclórico perclorato de... ácido sulfúrico sulfato de... ácido fosfórico fosfato de... ácido nítrico nitrato de... ácido permangânico permanganato de... ácido crômico cromato de... ácido bórico borato de... ácido acético acetato de... ácido oxálico oxalato de...

15 SAIS Então, o sufixo do ácido determina o sufixo do nome do sal: ÁCIDO ídrico oso ico SAL eto ito ato Com relação ao cátion metálico tem-se: a) Cátion tem somente um estado de oxidação Nomenclatura: nome do ânion + de + nome do metal Cloreto de amônio Brometo de potássio NH 4 Cl KBr Nitrato de alumínio Al(NO 3 ) 3 Iodeto de potássio NaI Sulfato de sódio Na 2 SO 4 Carbonato de magnésio MgCO 3 Hipoclorito de sódio NaClO Permanganato de potássio KMnO 4

16 SAIS b) Cátion tem dois números de oxidação Nomenclatura: nome do ânion + metal + sufixo OSO (menor NOX) Nome do ânion + metal + sufixo ICO (maior NOX) Pode-se usar a nomenclatura IUPAC, com algarismos romanos. Cloreto cobaltoso CoCl 2 Cloreto de cobalto (II) Cloreto cobáltico CoCl 4 Cloreto de cobalto (IV) Sulfeto ferroso FeS Sulfeto de ferro (II) Sulfeto férrico Fe 2 S 3 Sulfeto de ferro (III) Iodeto pumbloso PbI 2 Iodeto de chumbo (II) Iodeto púmblico PbI 4 Iodeto de chumbo (IV) Cloreto cuproso CuCl Cloreto de cobre (I) CIoreto cúprico CuCl 2 Cloreto de cobre (II) Carbonato estanoso SnCO 3 Carbonato de estanho (II) Carbonato estânico Sn(CO 3 ) 2 Carbonato de estanho (IV)