FUNÇÕES INORGÂNICAS 1

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1 FUNÇÕES INORGÂNICAS 1 Para facilitar o estudo das substâncias químicas, elas foram divididas em grupos ou funções químicas, que são conjuntos de substâncias que apresentam propriedades químicas semelhantes, por possuírem estruturas parecidas. As duas principais funções químicas são: funções inorgânicas e funções orgânicas. Antigamente acreditava-se que as substâncias orgânicas eram aquelas que se originavam de organismos vivos (vegetal e animal); e as inorgânicas seriam as de origem mineral. No entanto, verificou-se que isso não era correto, pois grande parte das substâncias orgânicas pode sim ser sintetizada em laboratório. Então, hoje em dia, esses grupos são conceituados da seguinte forma 2 : Substâncias Orgânicas: correspondem àqueles compostos que derivam do elemento carbono. Substâncias Inorgânicas: são formadas por todos os demais elementos químicos. Agora que já conceituamos o que é uma função inorgânica, vejamos como se subdivide esse grupo e quais são as características que diferenciam seus compostos. Para isso é necessário conhecer a Teoria da Dissociação Iônica proposta pelo sueco Svante Arrhenius, pois ela é a base da classificação das funções inorgânicas principais. Em 1884, Arrhenius realizou vários experimentos para explicar a condutividade de algumas soluções. Ele descobriu que a condutividade elétrica das soluções dependia da existência de íons, que eram os responsáveis por transportar a carga. Arrhenius chegou, então, à conclusão de que as soluções iônicas transportavam corrente elétrica porque os seus íons, que antes estavam em um aglomerado iônico, eram separados quando colocados em água. A esse fenômeno ele deu o nome de dissociação iônica. Ele percebeu também que quando se colocavam algumas substâncias moleculares na água, ocorria o fenômeno da ionização, quando a água atua como reagente e forma íons positivos (cátions) e negativos (ânions). Baseado nesses estudos, Arrhenius observou que determinados grupos de substâncias inorgânicas liberavam os mesmos cátions, quando colocados em água. Já em outro grupo, as substâncias liberavam os mesmos ânions. Desse modo, observou-se que era possível dividir as substâncias inorgânicas em grupos menores ou funções inorgânicas, que ficaram sendo quatro: ácidos, bases, sais e óxidos. Segundo a Teoria de Arrhenius, os conceitos dados para as funções são: ácidos, bases e sais. Os óxidos são a única função inorgânica que não baseiam sua definição na Teoria de Arrhenius. Ácidos sãos substâncias que sofrem ionização na água, liberando como cátions somente o H + ou o íon hidrônio (H 3 O + ). H x A + H 2 O x H + (aq) + A x- (aq) ou H x A + H 2 O x H 3 O 1+ (aq) + A x- (aq) 1 Publicado por: Jennifer Rocha Vargas Fogaça em Química Inorgânica 2 Esta definição de conceitos é atualmente tida como recurso didático, já que muitos compostos são exceções e esta classificação. [NP]

2 Exemplos: Ácido sulfúrico: H 2 SO 4 H 3 O HSO 4 ou H 2 SO 4 H HSO 4 Ácido clorídrico: HCl H 3 O 1+ + Cl 1- ou HCl H 1+ + Cl 1- Bases são substâncias que em solução aquosa sofrem dissociação iônica, liberando como único âniom a hidroxila (OH - ) Exemplos: Hidróxido de sódio: NaOH (s) Na 1+ + OH 1- Hidróxido de cálcio: Ca(OH) 2 Ca OH 1- C(OH) x + H 2 O C x+ + xoh - Sais são substâncias que em solução aquosa sofrem dissociação iônica, produzindo pelo menos um cátion diferente de H + e um âniom diferente de OH -.Exemplos: Sal de cozinha Cloreto de sódio: NaCl Na 1+ + Cl 1- Nitrato de cálcio: Ca (NO 3 ) 2 Ca NO 3 1- Fosfato de amônio: (NH 4 ) 3 PO 4 3 NH PO 4 3- Óxidos são compostos formados por dois elementos, sendo que o mais eletronegativo dele é o oxigênio. Exemplos: CO 2, SO 2, SO 3, P 2 O 5, Cl 2 O 6, NO 2, N 2 O 4, Na 2 O, etc. Ácidos 3 Quem nunca experimentou uma fruta cítrica e teve a sensação de acidez na boca? Uma das características mais comuns nos ácidos é o sabor azedo. Essa propriedade está presente em inúmeros alimentos, para descobrir quais são ácidos, é só observar quais deles produzem salivação na boca. Esse fato se explica pela presença do cátion H+, que diante das células da língua produz mais saliva. Veja a lista dos ácidos mais comuns e onde podem ser encontrados: Ácido acético = vinagre. Ácido tartárico = uva. Ácido málico = maçã. Ácido cítrico = laranja, acerola, limão. Figura 1: O Ácido Clorídrico auxilia na digestão. Ácido fosfórico = usado na fabricação de refrigerantes à base de cola. Esses são exemplos de ácidos orgânicos, que fazem parte de nossa alimentação. E você pode comer a vontade mesmo, porque te apresentarei a solução: o Ácido 3 Publicado por: Líria Alves de Souza em Química Inorgânica

3 Clorídrico (HCl) que está presente em nosso estômago para ajudar a digerir os alimentos. Mas existe uma classe de ácidos muito perigosos, que se forem ingeridos podem levar o indivíduo à morte. São os chamados ácidos inorgânicos, nesta categoria podemos encontrar o ácido sulfúrico que é encontrado na solução de bateria dos carros. Outros exemplos: Ácido nítrico = usado na identificação de amostras de ouro e ainda na fabricação de dinamites. Ácido carbônico = sob a forma de gás carbônico, é um dos constituintes das águas minerais gaseificadas e dos refrigerantes. Ácido sulfídrico= quando se apresenta na forma de gás sulfídrico tem cheiro de ovo podre. Ácido cianídrico = pode liberar um gás extremamente tóxico. Propriedades e classificação dos ácidos Os ácidos apresentam propriedades que os caracterizam como: Sabor ácido: é um sabor característico do limão, do abacaxi, e é devido à presença do cátion H + que, diante das células da língua, produz essa acidez. Mas vale lembrar que jamais se deve experimentar um ácido, pois são altamente corrosivos. Presença do elemento hidrogênio em sua fórmula: os ácidos apresentam à esquerda da fórmula o elemento hidrogênio. Formação de sal e água quando reagem com bases: é a chamada reação de neutralização, que ocorre quando um ácido é neutralizado por uma base e a base pelo ácido, HCl + NaOH NaCl + H2O Liberam hidrogênio quando reagem com metais: quando um ácido é colocado na presença de metais como o zinco, manganês (que são metais ativos) possui a propriedade de dissolvê-los, liberando gás hidrogênio. 2 HCl + Zn ZnCl 2 + H 2 (g) Condutores de corrente elétrica: uma solução se torna condutora de eletricidade quando contém um ácido dissolvido nela. Bases 4 O que distingue as bases é seu sabor adstringente, que amarra a boca, ou seja, diminui a salivação, mas para saber se um composto é ou não é básico provar não é a maneira mais indicada, pois existem substâncias tóxicas. Veja como caracterizar uma base: Quando são dissolvidos em água, os hidróxidos têm seus íons separados. O cátion é um metal, o ânion é o OH -. As bases também transferem correntes elétricas quando são dissolvidas em 4 Publicado por: Líria Alves de Souza em Química Inorgânica

4 água. As bases sofrem reação a partir do contato com os ácidos, originando o NaCl (sal) e H 2 O (água): o Através de indicadores: o Papel de tornassol: As bases reagem com indicadores. Esse método é muito usado para diferenciar compostos básicos dos ácidos, é feito através de um indicador ácido-base como o papel de tornassol vermelho, que em contato com uma solução básica muda de cor e se torna azul. o Solução de fenolftaleína: é uma solução incolor que ao entrar em contato com uma base se torna vermelha ou rósea. Indicador ácido-base: que pode ser feito em casa, é preparado através da Flor de hibisco. Esta flor vai se transformar em uma solução que em meio básico muda da cor vermelha para a verde. Uma das características das bases é seu sabor adstringente, que amarra a boca, ou seja, diminui a salivação. Veja outras características: - Quando são dissolvidos em água, os hidróxidos têm seus íons separados. O cátion é em geral um metal; o ânion é o OH -. - As bases também transferem correntes elétricas quando são dissolvidas em água. - As bases sofrem reação a partir do contato com os ácidos, originando o NaCl (sal) e H 2 O (água). Alguns exemplos de bases: NaOH (hidróxido de sódio): Utilizado na fabricação de sabão provindo de óleos e gorduras. É conhecido popularmente como soda cáustica. Mg (OH) 2 (hidróxido de magnésio): Faz parte da composição do leite de magnésia que é usado como antiácido estomacal. Ca (OH) 2 (hidróxido de cálcio): Usado nas construções para preparar argamassa, além de servir como cal, para pintura de casas. NH 4 OH (hidróxido de amônio): É muito útil para a humanidade, pois a partir dele é que são produzidos os fertilizantes agrícolas que aumentam o rendimento da produção de alimentos. Os sais 5 Os sais são compostos iônicos e por isso tem sabor salgado e são sólidos. Os sais podem ser encontrados em diversas cores, não só na cor branca como o mais conhecido: o sal de cozinha (NaCl). Exemplos: Dicromato de potássio (K 2 Cr 2 O 7 ) - coloração vermelha. Sulfato de cobre (CuSO 4 ) - coloração azul. Os sais podem ser obtidos por via 5 Publicado por: Líria Alves de Souza em Química Inorgânica

5 laboratorial, através da reação de uma base forte como o hidróxido de sódio (NaOH), com um ácido forte como ácido clorídrico (HCl), um neutralizando a força do outro. Daí o nome: reação de neutralização, que além de formar o sal, gera a água. HCl + NaOH NaCl + H 2 O Os sais podem ser definidos como compostos que contêm pelo menos um cátion da base e um ânion de um ácido. Essa definição pode ser verificada na reação acima onde, o cátion Na+ da base reagiu com o ânion Cl - do ácido para formar o sal cloreto de sódio (NaCl). O exemplo mais conhecido dessa reação é o sal de cozinha (NaCl), constituído pela reação entre o ácido clorídrico e o hidróxido de sódio (NaOH), que não é feita em laboratório. Esse sal é obtido nas salinas e vem da natureza, ou seja, é natural. Aplicação dos Sais Inorgânicos Sal é toda substância que em solução aquosa, sofre dissociação, liberando pelo menos um cátion diferente de H+ e um ânion diferente de OH-. Os compostos que pertencem a essa classe apresentam caráter iônico, são sólidos e em geral salgados. Muitos assimilam a palavra sal apenas ao popular cloreto de sódio (sal de cozinha), mas na verdade existe uma infinidade de outros sais que utilizamos diariamente sem percebermos. Estes elementos inorgânicos podem ser encontrados na natureza, e fazem parte dos mais variados materiais, veja a seguir uma variedade de sais, suas fórmulas e as respectivas aplicações. Repare que a nomenclatura usual para os sais se relaciona com o elemento de origem: Sais derivados do Carbono: - Bicarbonato de sódio (NaHCO 3 ): Antiácido; - Carbonato de amônio (NH 4 ) 2 CO 3 : Expectorante; - Carbonato de lítio (Li 2 CO 3 ): Antidepressivo; Sais derivados do Cloro: - Cloreto de amônio (NH 4 Cl): Acidificante do tubo digestivo; - Cloreto de sódio (NaCl): Soro fisiológico; Sal derivado do Flúor: - Fluoreto de estanho II (SnF 2 ): Fortalecimento do esmalte dental; Sais derivados do Iodo: - Iodeto de sódio (NaI): Fonte de iodo para a tireóide; - Iodeto de potássio (KI): Fonte de iodo para a tireóide; Sal derivado do Nitrogênio: - Nitrato de potássio (KNO 3 ): Diurético; - Nitrato de potássio (KNO 3 ): Germicida para olhos de recém nascidos; Sal proveniente do Manganês: - Permanganato de potássio (KMnO 4 ): Antimicótico;

6 Óxidos 6 Sais derivados do Enxofre: - Sulfato de bário (BaSO 4 ): Contraste em radiografia intestinal; - Sulfato de cálcio (CaSO 4 ): Gesso para imobilizações; - Sulfato de ferro II (FeSO 4 ): Fonte de ferro para anêmicos; - Sulfato de magnésio (MgSO 4 ): Laxante. Óxidos são substâncias que possuem oxigênio ligado a outro elemento químico. Para reconhecermos um óxido basta observarmos as substâncias que possuem o elemento oxigênio à direita da fórmula Os óxidos podem ser classificados em três diferentes grupos: ácidos, básicos ou peróxidos. Óxidos ácidos: também chamados de anidridos, eles se formam a partir da reação com água originando ácidos. Exemplo: o ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ) se forma a partir do trióxido de enxofre (SO 3 ) em presença de água (H 2 O). Óxidos básicos: nesse caso a reação é com bases levando à formação de sal e água. Exemplo: o hidróxido de cálcio (Ca (OH) 2 ) provém da reação do óxido de cálcio (CaO) com a água. 2-. Peróxidos: esses óxidos possuem dois oxigênios ligados entre si. Exemplo: (O-O) Na indústria, os peróxidos são usados como clarificadores (alvejantes) de tecidos, poupa de celulose, etc. Para essas utilizações sua concentração é superior a 30% de peróxido de hidrogênio. A solução aquosa com concentração de 3% de peróxido de hidrogênio, popularmente conhecida como água oxigenada, é usada como anti-séptico e algumas pessoas a utilizam para a descoloração de pelos e cabelos. O dióxido de silício é o óxido mais abundante da crosta terrestre, ele é um dos componentes dos cristais, das rochas e da areia. Curiosidades: Figura 3: Pedrapomes Figura 2: Peróxido de hidrogênio: descolorante de cabelos. Quem nunca se embelezou com óxidos? Isso mesmo, a pedrapomes tão utilizada para lixar os pés pelas pedicures nos salões de beleza é constituída de 70% de dióxido de silício e 30% de óxido de alumínio. Na História, temos relatos dos egípcios (2000 a.c.) utilizando uma mistura de pedra-pomes e vinagre para limparem os dentes. Até hoje nos consultórios dentários, os dentistas utilizam pedra-pomes em pó para a limpeza dentária. 6 Publicado por: Líria Alves de Souza em Química Inorgânica