Funções Inorgânicas Ácidos e Bases

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1 Funções Inorgânicas Ácidos e Bases

2 Ácidos e bases de Lewis Ácido de Lewis: receptor de par de elétrons. Base de Lewis: doador de par de elétrons. Observe: os ácidos e as bases de Lewis não precisam conter prótons. Conseqüentemente, a definição de Lewis é a definição mais geral de ácidos e bases.

3 Determinação da Força de Base um Ácido ou de uma - Podemos determinar a força de um ácido ou de uma base através da extensão da reação ácido-base ou reação de neutralização, na qual um próton é transferido de um ácido HA para uma base A - para formar o novoo par mais fraco ácido-base H3O + e A - : HA(aq) + H2O(l) H3O + (aq) + A - (aq) Ka = ] [H O + 3 [HA ] ][A A]

4 A - (aq) + H2O(l) HA A(aq) + OH - (aq) K Kb = [HA][O OH ] [A ] -a capacidade de doação de prótons de um ácido é medida por sua constante de acidez; -a capacidade de aceitação de prót tons de uma base é medida por sua constante de basicidade; -quanto maior forem essas constantes, maior a respectiva capacidade ácida ou básica.

5 -assim teremos: KaKb = + ] [H O ][A 3 [HA] x [HA][OH ] ] [A KW [ = H3O ][ + OH] -à 25ºC KW= 1,0x para água sem sais dissolvidos teremos [H3O + ] = [OH - ] = 10-7 M -quanto maior a [H3O + ] mais ácida é a solução; -quanto maior a [OH - ] mais alcalina é a solução.

6 Os ácidos são classificados: -ácido forte: possui maior do que 50% (p/ solução diluída); HCl: = 93% HNO3: = 92% H2SO4: = 61% -ácido semiforte: possui entre 5% e 50% (p/ solução diluída); H2SO3 : = 30% H3 PO4 : = 27% HF: = 8%

7 -ácido fraco: possui menor que 5% (p/ solução diluída); H2S: = 0,08% H3 BO3: = 0,075% HCN: = 0,008% -hidrácido: quando comparamos elementos do mesmo grupo na CNTP, quanto maior o raio atômico do átomo ligado ao H, maior será a força do átomo ligado a esse H, portanto, maior será a força do ácido, p.ex: ác. ác. ác. fortes: HI(aq),, HBr(aq),, HCl(aq) semiforte: HF(aq) fraco: os demais -polaridade da ligação diminui no grupo dos halogênios, ou seja, a ligação H-F é mais polar do que a ligação H-I; isso gera um Fortalecimento da ligação e consequentemente a acidez aumenta de cima para baixo; o ácido H-F é um ácido fraco enquanto H-I é um ácido forte. Qto mais fraca for a ligação H-A mais fácil para o próton ser liberado e mais forte será o ácido.

8 Oxiácidos -a força do ácido aumenta conforme o número de oxigênios que estabelecem ligação coordenada com o átomo central (O que não se ligam ao H); HxAzOy y x = Fác Ácido forte Fác => 2

9 BASES -são substâncias que em solução aquosa se dissociam liberando como único ânion o hidróxido (OH - ), p.ex: Ca(OH)2(aq) Ca2 + (aq) ) + 2OH - (aq) -bases com cátion possuindo apenas uma valência hidróxido + nome do cátion, p. ex: NaOH, Al(OH)3, Zn(OH)2 -bases com cátion possuindo mais de uma valência hidróxido + nome do cátion + valência (em algarismo romano) ou o sufixo de menor ou maior valência, p. ex: Fe(OH)2, Fe(OH)3, CuOH, Cu(OH)2

10 Solubilidade em Água -solúveis: bases dos hidróxidos alcalinos e o NH4(OH); -parcialmente solúveis: bases dos hidróxidos dos metais alcalinos terrosos; -insolúveis: todos os demais hidróxidos.

11 Sais -são compostos capazes de se dissociar em água produzindo íons, dos quais pelo menos um cátion é diferente de H+ e um ânion é diferente de OH-; CuNO3(s) Cu + (aq) + (NO3) - (aq) Al2(SO4)3(s) 2Al3 + (aq) + 3(SO4)2 - (aq) -é formado em uma reação entre um de neutralização); ácido e uma base (reação HCl(aq) + NaOH(aq) Na + (aq) + Cl - (aq) + H2O

12 Caráter Ácido-Base de um Sal -sais que possuem cátion e ânion provenientes de base e ácidos fortes ou fracos apresentam caráter neutro, enquanto os demais prevalece o caráter do mais forte: básico ou ácido; -Sal neutro: formado quando um ácido forte (HCl, HNO3, HClO4, H2SO4 - primeiro hidrogênio - etc.) é neutralizado com uma base forte (LiOH, NaOH, KOH, CsOH etc.) na reação: H+(aq) + OH (aq q) H2O(l) NaCl (cloreto de sódio) KNO3 (nitrato de potássio)

13 -Sal ácido: apresenta dois cátions, sendo um deles o H + (hidrogênio ionizável) e somente um ânion, p.ex: NaHCO3 [carbonato (mono) ácido de sódio] -Sal básico: apresenta dois ânions, sendo um deles o OH - (hidroxila) e somente um cátion, p.ex: Ca(OH)Cl [cloreto (mono) básico de cálcio] -Sal duplo ou misto: é um sal que apresenta dois cátions diferentes (exceto o hidrogênio ionizável H + ) ou dois ânions diferentes (exceto a hidroxila OH - ), p.ex; NaLiSO4 (sulfato de sódio e lítio) Ca(Cl)ClO (hipoclorito cloreto de cálcio)

14 -Sal hidratado: apresenta no retículo cristalino, moléculas de água em proporção definida conhecida como água de cristalização, p.ex: CuSO4.5H2O (sulfato de cobre II penta-hidratado) -a dissolução de um sal em que apenas um dos íons se hidrolisa pode resultar: solução neutra, quando o sal dissolvido é neutro, nenhum dos íons sofre hidrólise, portanto [H3O + ] = [OH - ]; solução ácida, quando o sal, por dissociação, origina um íon que se hidrolisa, originando íons H3O +, portanto [H3O + ] > [OH - ].; solução básica, quando o sal, por dissociação, origina um íon que se hidrolisa, originando íons OH -, portanto [H3O + ] < [OH - ].

15 Solubilidade dos Sais em Água -critério importante para classificação dos sais; Solubilidade em água Solúveis (como regra) nitratos(no3 - ) - cloretos(cl) - brometos(br) - Iodetos(I) sulfatos(so4-2 ) Insolúveis (principais exceções) Ag +,Pb +2,Hg +2 Ca +2,Sr +2,Ba +2,Pb +2 -

16 Solubilidade em água insolúveis (como regra) sulfetos(s) carbonatos(co3-2 ) fosfatos(po4-3 ) solúveis (principais exceções) MA, MAT e e (NH4+) MA e (NH4+) MA e (NH4+)

17 Óxidos -são compostos químicos binários, ou seja, formado por dois elementos, sendo que o oxigênio é o mais eletronegativo entre eles, p.ex: Classificação dos Óxidos -óxidos básicos: apresentam caráter iônico, em que o metal terá geralmente número de oxidação +1 e +2, p.ex: Na2O, BaO + água base óxidos básicos + ácido sal + água -óxidos ácidos: apresentam caráter covalente e são formados por ametais, p.ex: CO2, SO2 + água ácido óxidos ácidos + base sal + água

18 -óxidos neutros: são covalentes, isto é formados por ametais e não reagem com água, ácido ou base, p.ex: CO, NO, N2O -óxidos anfóteros: comportam-se como óxidos básicos na presença de um ácido e como óxidos ácidos na presença de uma base, p.ex: ZnO e Al2O3 óxidos anfóteros + ácido sal + água + base sal + água

19 -peróxidos: apresentam em sua estrutura o grupo (O2) -2 ; -peróxido de hidrogênio: H2O2; -peróxido de MA: Li2O2, Na2O2, K2O2; -peróxido de MAT: MgO2, CaO2, BaO2; -reagem com água produzindo uma base e H2O2: K2O2 + H2O 2KOH + H H2O2 -reagem com ácido produzindo um sal e H2O2: K2O2 + 2HCl 2KCl + H H2O2