Classes de Substâncias Químicas e suas Transformações - Ácidos, Bases, Reações de Neutralização

Transcrição

1 Curso Completo Professor Roberto Mazzei Química Classes de Substâncias Químicas e suas Transformações - Ácidos, Bases, Reações de Neutralização Por várias vezes no estudo da Química você deve ter se feito perguntas do tipo: o que isso muda na minha vida? Para quer serve isso? Com certeza, essas estão entre as perguntas mais ouvidas em salas de aula pelos professores ciências da natureza. Nesse material, iremos estudar as principais funções da química inorgânica e as aplicações práticas das substâncias vistas nas aulas e que estão presentes no teu cotidiano. Logo, são importantes para o Enem. 1. ÓXIDOS São compostos binários em que o oxigênio é o elemento mais eletronegativo. ExOy De uma maneira rápida e direta, óxido tem sempre dois elementos com o oxigênio no final da fórmula. Exemplos: H2O, CaO e Al2O3. Classificação de Óxidos: - Óxidos Básicos: reagem com água formando base. È reconhecido pelo fato de o oxigênio estar ligado a um metal com NOX +1, +2 ou o Bi 3+. Ex.: Na2O, CaO. - Óxidos Ácidos ou anidridos: reagem com água formando ácido. Ocorrem quando o oxigênio se encontra ligado a Me +5, Me +6 e Me +7 e ametais com

2 qualquer nox (exceto os ametais que formam óxidos neutros). Ex.: CO2, Mn2O7. - Óxidos Anfóteros: apresentam caráter duplo, podendo ter comportamento ácido ou básico, dependendo da situação. Ocorrem com Me +3, Me +4, Pb +2, Zn +2 e Sn +2. Ex.: Al2O3, PbO. - Óxidos Neutros ou indiferentes: não reagem com água. São eles: H2O, NO, CO e N2O. - Óxidos Mistos, Duplos ou Salinos: Ocorrem quando o oxigênio se encontra ligado a Me +8/3 são formados pela soma de dois óxidos. Apresentam a fórmula geral Me3O4. Ex.: Fe3O4. - Peróxidos: apresentam oxigênio com NOX = -1. Ex.: H2O2, BaO2. - Superóxidos: apresentam oxigênio com NOX = -1/2. Ex.: K2O4, CaO4. 2. BASES (OU HIDRÓXIDOS) Segundo Arrhenius: são substâncias que liberam OH - (hidoxila) em solução aquosa. NaOH + H2O ---> Na + (aq.) + OH - (aq.) B(OH)x Na prática, ácido é toda substância inorgânica que apresenta OH do lado direito. Ex.: NaOH, Ca (OH)2 e Al(OH)3. Classificação de bases: - Quanto ao número de OH - :. Monobase: CNaOH. Diabase: Ca(OH)2

3 . Tribase: Fe(OH)3. Tetrabase: Pt(OH)4 - Quanto à força:. Fortes: bases das famílias 1A e 2A. (exceto o hidróxido de magnésio). Fracas: todas as demais - Quanto à solubilidade:. Solúveis: bases da família 1A e NH4OH. Pouco solúveis: 2A. Insolúveis: todas as demais 3. ÁCIDOS Segundo Arrhenius: substâncias que liberam H + em solução aquosa. H2SO4 + H2O ---> 2 H + (aq.) + SO4 2- (aq.) HxA Na prática, ácido é toda substância inorgânica que apresenta H do lado esquerdo (exceto H2O e H2O2). Ex.: HCl, H2SO4 e H3PO4. Classificação de ácidos: - Quanto à presença do oxigênio:. Hidrácidos: sem oxigênio. Ex.: HCl, H2S e HCN.. Oxiácidos: com oxigênio. Ex.: HNO3, H2SO4.

4 - Quanto ao número de hidrogênios ionizáveis:. Monoácido: HNO3. Diácido: H2SO4. Triácido: H3PO4. Tetrácido: H4P2O7 - Quanto à força:. Nos hidrácidos: Fortes: HCl, HBr, HI Moderado: HF Fracos: todos os demais. Nos oxiácidos: X = número de oxigênios - número de hidrogênios Se X >= 2, ácido forte. Ex.: HClO4 X = 1, ácido moderado. Ex.: HNO2 X = 0, ácido fraco. Ex.: HIO 4. SAIS Constituem o produto da reação de neutralização total ou parcial de um ácido com uma base. Ex.: HCl + NaOH NaCl + H2O Não há maneira prática de reconhecer um sal. Na prática, dizemos que é um sal quando não for nenhuma das outras funções ( ácido, base ou óxido). Classificação de sais: - Quanto ao tipo de reação:. Sal neutro: não há radicais. Ex.: NaCl

5 . Sal ácido: apresentam H +. Ex.: NaHCO2. Sal básico: apresentam OH -. Ex.: MgOHCl Aplicações das Principais Funções Inorgânicas Óxidos CaO (cal acesa ou cal viva): é um óxido básico cujas soluções (água de cal). A cal é na construção civil para a elaboração de argamassas e tintas. Costuma ser cobrado no ENEM em questões de estequiometria baseados no fato de que suas soluções são utilizadas para realizar a CALAGEM do solo, neutralizando assim, os efeitos causados por chuvas ácidas. CO: o monóxido de carbono é um gás tóxico formado na combustão parcial do carbono. Forma um composto estável com a hemoglobina (carbóxihemoglobina) que pode levar a morte por asfixia. É um óxido neutro ou indiferente, isto é, não reage com maioria das substâncias. CO2: em temperaturas baixa é o gelo seco. É um dos responsáveis pelo agravamento do efeito estufa e aquecimento global. SO2 e SO3: são gases formados na combustão de materiais que contêm enxofre. São responsáveis pela formação da chuva ácida. Formam-se a partir da queima de alguns combustíveis fósseis, e até mesmo através de erupções vulcânicas (chuvas ácidas naturais). Costumam ser cobrados no ENEM tanto em questões sobre ligações químicas como de meio ambiente. Fe2O3: Está presentes nos minérios de ferro. É o óxido que compõe a ferrugem. Também conhecido hematita. É um óxido anfótero. Costuma ser cobrado no ENEM em questões de estequiometria baseados na produção do aço a partir do minério e em questões sobre funções químicas inorgânicas. SiO2 (sílica): é o principal componente da areia e a principal matéria prima para o vidro. Costuma ser cobrado no ENEM em questões de ligações químicas e estequiometria baseadas, por exemplo, na produção de garrafas de vidro a partir de matéria-prima bruta.

6 Ácidos HCl: é comercializado com o nome de ácido muriático, sendo um reagente muito usado na indústria. Está presente no suco gástrico. É comum a cobrança de questões envolvendo a acidez estomacal e sua neutralização com hidróxido de magnésio ou hidróxido de alumínio nos exames no ENEM. HF: ácido usado para fazer gravações em vidro. H2SO4: é tão importante para a indústria que chega a ser utilizado como indicador de desenvolvimento econômico de um país. É utilizado em baterias de automóvel, indústria petroquímica, fabricação de papel, tintas e explosivos. H2CO3: é utilizado na gaseificação de bebidas e refrigerantes. HNO3: usado na fabricação de explosivos (TNT e dinamite), sendo o segundo ácido mais consumido pela indústria. Bases NaOH (soda cáustica): é uma base forte, utilizada como removedor de graxas (desengraxante) em vários processos industriais, na fabricação de papel, tecido, detergentes, alimentos e biodiesel. Eventualmente é dado uso doméstico no desentupimento de ralos e pias. Costuma ser cobrado no ENEM em questões de relacionadas ao ph das soluções. Mg(OH)2: É o Leite de magnésia vendido nas farmácias e que combate a acidez estomacal (antiácido estomatites) é também usado como laxante. Ca(OH)2: a cal hidratada, como é conhecida, apresenta inúmeras aplicações práticas na medicina e odontologia. Normalmente aparece em questões de química relacionada à neutralização da acidez dos solos. Al(OH)3: desempenha papel semelhante ao leite de magnésia e é também utilizado como antiácido estomacal. O hidróxido de alumínio é muito empregado no tratamento de água, como agente floculante de impurezas em suspensão. Costuma ser cobrado no ENEM em questões sobre reações de neutralização e tratamento de água e estequiometria.

7 Sais NaCl (sal de cozinha): é o sal mais conhecido da química. É de fundamental importância a existência animal, sendo usado como conservante de alimentos e tempero. NaClO: tem grande ação desinfetante sendo o componente principal da água sanitária. Quando em concentrações menores, é usado também como "cloro de piscina". Costuma ser cobrado no ENEM em questões sobre deslocamento de equilíbrio e associadas ao seu poder desinfetante. CaCO3: está no mármore e na pedra sabão e é o principal componente do calcário. Tem características básicas, sendo usado para reduzir a acidez de solos. Costuma ser cobrado no ENEM em questões de reações químicas sobre a chuva ácida. Normalmente, tais questões se baseiam na corrosão de esculturas feitas com este carbonato. NaHCO3 (bicarbonato de sódio): é utilizado como antiácido bucal e estomacal, para melhorar a digestão, devido à sua hidrólise alcalina (básica) e é o ingrediente ativo nos fermentos de pães. AgCl: é utilizado na confecção de papel fotográfico. CaSO4: é a base do giz e do gesso utilizado em imobilizações. COMO ESSE TEMA PODE CAIR NO ENEM? O ENEM ADOOOORA cobrar esse assunto com base nos seguintes referenciais:

8 Exercícios de treinamento: 1.Durante um experimento, seu professor de química pediu que você identificasse as soluções aquosas presentes em cada um dos béqueres (A, B, C) apresentados na figura a seguir. Dois béqueres do experimento contêm soluções aquosas salinas, de sais desconhecidos. a) O ânion do sal presente na solução salina saturada pertence à família dos halogênios e é isoeletrônico ao sulfeto. Escreva o nome do ânion e identifique o béquer que contém essa solução. b) Sabe-se que o sal da solução não-saturada é um nitrato cujo cátion pertence ao 3º período da família dos metais alcalinos terrosos. Escreva a fórmula química desse sal. 2. (UFRJ 2009) Associe cada item apresentado na coluna I a seguir com o item correspondente na coluna II. Coluna I 1 - Estrutura de Lewis 2 - Composto inorgânico que apresenta ligação covalente 3 - Nomenclatura IUPAC 4 H2SO4 + H2O H3O + + HSO4

9 Coluna II V - Ácido fórmico R - Ionização B - Representa os elétrons periféricos H - Ácido metanóico A - Dissociação C - Receptor de protóns M - KF X - Dupla troca O HCl 3. (FGV 2009) Considere as seguintes afirmações: I. o HCl é um ácido mais forte que o HBr; II. a ligação H-Cl é mais forte que a ligação H-Br; III. a dissolução do HBr na água é um processo exotérmico; IV. durante a dissolução do HBr em água, verifica-se que há um aumento da temperatura da água. São corretas as afirmações: a) I, II, III e IV. b) I, II e III, apenas. c) I, III e IV, apenas. d) II, III e IV, apenas. e) II e IV, apenas. 4. (CESGRANRIO) Dados os seguintes óxidos: I. CO 2 II. CaO III. Na 2O IV. SO 2 V. SrO Assinale a opção que representa corretamente os óxidos ácidos e os óxidos básicos: Óxido ácidos Óxidos básicos

10 a) I II, III, IV e V b) I e IV II, III e V c) I, II e V III e IV d) II, III e V I e IV e)... I, II, III, IV, e V 5. UFMG) Na embalagem de um produto usado para desentupir pias e ralos, à base de soda cáustica (hidróxido de sódio NaOH), são encontradas, entre outras, as instruções: Cuidado: Em caso de contato, lavar imediatamente os olhos ou a pele com água em abundância durante quinze minutos. Se ingerido, não provocar vômito. Dar grande quantidade de água e também vinagre diluído em um copo de água. A seguir, dar uma colher de óleo comestível. Não reaproveitar a embalagem vazia. Lavar a colher utilizada como medida com bastante água corrente antes de reutilizá-la. Não adicionar água à embalagem do produto. O quadro abaixo relaciona algumas dessas instruções com as justificativas para o uso desses procedimentos, com base nas propriedades da soda cáustica e das outras espécies envolvidas. Assinale a alternativa que contém uma justificativa incorreta para a instrução relacionada. a) Instrução: Dar vinagre diluído em um copo de água. Justificativa: O vinagre diluído neutraliza a soda cáustica através de reação ácido-base. b) Instrução: Lavar a colher utilizada como medida com bastante água corrente antes de reutilizá-la. Justificativa: A utilização de grande quantidade de água deve-se ao fato de a soda cáustica ser insolúvel na água. c) Instrução: Não adicionar água à embalagem com o produto. Justificativa: A adição de água à embalagem com o produto provoca forte aquecimento. d) Instrução: Não reaproveitar a embalagem vazia. Justificativa: A embalagem pode estar contaminada com resíduos de soda cáustica. 6. Numa rodovia pavimentada, ocorreu o tombamento de um caminhão que transportava ácido sulfúrico concentrado. Parte da sua carga fluiu para um curso d água não poluído que deve ter sofrido, como consequência: I. mortandade de peixes acima da normal no local do derrame de ácido e em suas proximidades. II. variação do ph em função da distância e da direção da corrente de água. III. danos permanentes na qualidade de suas águas.

11 IV. aumento momentâneo da temperatura da água no local do derrame. É correto afirmar que, dessas consequências, apenas podem ocorrer a) I e II. b) II e III. c) II e IV. d) I, II e IV. e) II, III e IV. GABARITO: 1) a) Cloreto (Cl - ), béquer A b) Mg(NO3)2 2) 1 B 2 O 3 H 4 R 3) D 4. b Para formar óxidos ácidos, é necessária a presença de ametal na fórmula do óxido, o que temos nos óxidos I e IV. Já para formar um óxido básico, é necessária a presença de metal na fórmula do óxido, o que temos nos óxidos II, III e V. 5. b

12 6. d