Sais. HCl + NaOH NaCl + H2O. Neutralização total H + + OH - H2O

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1 Disciplina: Química Prof.: Ivo Turma: TR 04/08/2016 Tema da aula: Funções Inorgânicas Sais e Óxidos Sais Ao ouvir a palavra sal é provável que a primeira coisa que as pessoas lembrem seja o sal de cozinha, também conhecido como sal marinho, o cloreto de sódio (NaCl). Pode-se pensar também que este seja o único sal que exista. Porém, em Química, a palavra sal designa uma classe de substâncias iônicas. O conceito de sal foi definido pela primeira vez pelo químico sueco Svante Arrhenius em 1884, na Teoria de dissociação iônica. Ele definiu sal como um composto iônico que contém um cátion proveniente de uma base e um ânion proveniente de um ácido. Vamos considerar o cloreto de sódio como um primeiro exemplo. Foi observado que é possível produzir esse sal por meio da reação química entre uma solução aquosa de HCl e outra de NaOH. Ao misturar ambas as soluções, também se verifica que dependendo das quantidades de HCl e NaOH presentes na solução, a solução pode ser ácida, básica ou neutra. Vamos estudar um desses casos. HCl + NaOH NaCl + H2O Neutralização total Imagine que a quantidade de moléculas de HCl presentes numa das soluções seja exatamente igual ao número de pares de íons provenientes do NaOH presentes na outra solução. Nesse caso, verificase que a solução resultante é neutra. Mais do que isso, se deixarmos a água evaporar completamente, verificaremos que restará um resíduo sólido branco no recipiente. Uma análise química desse resíduo mostra que se trata de cloreto de sódio. Quando misturamos as duas soluções conforme descrito acima, ocorre uma reação entra os íons H + e OH -, formando água. Essa reação é chamada de neutralização: H + + OH - H2O Dessa forma, permanecem em solução apenas os íons Na + e Cl -. HCl + NaOH NaCl + H2O Se após a mistura das soluções, evaporamos completamente a água, restará no fundo do recipiente um sólido branco, cuja fórmula é NaCl. Esse composto pertence ao grupo de substâncias chamadas de sais. Veja mais alguns exemplos: Em uma neutralização total ácido-base todos os H + provenientes do ácido e todas as OH - provenientes da base reagem formando água. Nomenclatura dos ânions Retirando os hidrogênios ionizáveis de um ácido obtém-se a fórmula do ânion dele derivado. Uma vez conhecida a fórmula do ânion, chega-se à fórmula do sal considerando a ligação iônica entre ele e o cátion escolhido. Para se dar nome a um sal é necessário conhecer o nome do ânion presente. A

2 nomenclatura dos ânions é feita substituindo-se a terminação do nome do ânion, conforme a seguinte regra: Veja alguns exemplos: Fórmulas e Nomenclatura A nomenclatura dos sais é feita escrevendo-se o nome do ânion, a palavra de e o nome do cátion.

3 Neutralização Parcial Na neutralização parcial, nem todos os hidrogênios ionizáveis do ácido ou nem todas as hidroxilas da base são neutralizadas. Quando H 2 SO 4 e NaOH tomam parte em uma reação ácido-base que é totalmente neutralizada e a água é evaporada, obtém-se um sólido cristalino, o sulfato de sódio, Na 2 SO 4. Se esse processo for repetido, reduzindo-se a quantidade de NaOH verifica-se que o resíduo final tem fórmula NaHSO 4. Na neutralização parcial de um ácido por uma base, nem todos os hidrogênios ionizáveis reagem com OH -. O sal formado, um hidrogenossal, conterá hidrogênios ionizáveis. Na neutralização parcial de uma base por um ácido, nem todas as hidroxilas reagem com H +. O sal formado, um hidroxissal, conterá hidroxilas. Fórmulas e Nomenclatura A nomenclatura dos hidrogenossais é muito semelhante à dos sais normais, diferindo no fato de indicarmos a quantidade de hidrogênios ionizáveis por meio dos prefixos mono, di, tri, etc. (o prefixo mono pode ser omitido). Antigamente eram chamados de sais ácidos. Assim, outra maneira é chamá-los de monoácidos, diácidos, etc. Essa forma tende, contudo, ao desuso. NaH 2 PO 4 di-hidrogenofosfato de sódio ou fosfato diácido de sódio Na 2 HPO 4 (mono-)hidrogenofosfato de sódio ou fosfato (mono)ácido de sódio NaHSO 4 hidrogenossulfato de sódio ou sulfato ácido de sódio NaHCO 3 hidrogenocarbonato de sódio ou carbonato ácido de sódio Ca(HCO 3 ) 2 hidrogenocarbonato de cálcio ou carbonato ácido de cálcio A nomenclatura dos hidroxissais é semelhante à dos hidrogenossais. Al(OH 2 )Cl di-hidroxicloreto de alumínio ou cloreto dibásico de alumínio Al(OH)Cl 2 (mono-)hidroxicloreto de alumínio ou cloreto (mono)básico de alumínio Ca(OH)NO 3 (mono-)hidroxinitrato de cálcio ou nitrato básico de cálcio. Sais Hidratados O sulfato de cobre (II) anidro (isto é, isento de água) é branco. Em contato com água ele assume a cor azul. O composto químico azul tem a fórmula CuSO 4. 5H 2 O. Pela fórmula você pode constatar a presença de água na substância. Trata-se da água de cristalização ou água de hidratação. Chamamos de água de cristalização ou água de hidratação aquela que se encontra dentro do retículo cristalino de um composto iônico, fazendo parte de sua composição, em proporção bem definida. Um sal é chamado de sal hidratado quando tem água de cristalização.

4 CuSO 4.5H 2 O sulfato de cobre (II) penta-hidratado CoCl 2.6H 2 O cloreto de cobalto (II) hexa-hidratado FeSO 4.7H 2 O sulfato de ferro (II) hepta-hidratado Na 2 SO 4.10H 2 O sulfato de sódio deca-hidratado Solubilidade dos sais Quando o NaCl se dissolve em água, ele sofre dissociação iônica, fornecendo uma solução que contém íons livres. No caso do AgCl, apenas uma quantidade muito pequena do sal sofre dissociação iônica. Os químicos dizem que o NaCl é um sal solúvel e o AgCl um sal insolúvel. Como prever se um sal é solúvel ou não? Há tantos fatores que influenciam a solubilidade dos sais que isso torna difícil fazer previsões teóricas sobre suas solubilidades. Por esse motivo, os químicos costumam construir e consultar uma tabela, como a mostrada a seguir. Óxidos Óxido é todo composto químico formado pelo oxigênio e um outro elemento que não seja o flúor (único elemento mais eletronegativo que ele). Há fundamentalmente dois métodos para se dar nome aos óxidos. Um deles para os óxidos moleculares e outro para os óxidos iônicos. Óxidos Moleculares Uma vez que o oxigênio é um não metal, para que um óxido seja molecular basta que o oxigênio esteja combinado com outro não metal ou com um semimetal. Como exemplos podemos destacar:

5 Óxidos Iônicos Os óxidos iônicos apresentam oxigênio combinado com um metal. Veja alguns exemplos: Óxidos ácidos ou anidridos Considere a fórmula do ácido sulfúrico, H 2 SO 4. Ao subtrair a fórmula da água da fórmula desse ácido, obtemos a fórmula SO 3., que representa o trióxido de enxofre. Os químicos perceberam que alguns óxidos podem ser obtidos a partir da retirada de água de ácidos. Esses óxidos, que têm um comportamento químico intimamente ligado ao ácido do qual provêm, são chamados de óxidos ácidos ou anidridos. Veja alguns exemplos: H 2 SO 4 H 2 O = SO 3 trióxido de enxofre ou anidrido sulfúrico H 2 SO 3 H 2 O = SO 2 dióxido de enxofre ou anidrido sulfuroso H 2 CO 3 H 2 O = CO 2 dióxido de carbono ou anidrido carbônico 2(HNO 3 ) H 2 O = N 2 O 5 pentóxido de dinitrogênio ou anidrido nítrico Reações de óxidos ácidos com água e base Por possuírem uma relação íntima com seu ácido formador, os óxidos ácidos se comportam como ácidos em meio aquoso. Com água, reagem formando ácido. Com base, reagem formando sal e água.

6 Óxidos básicos Os óxidos com características básicas são normalmente os óxidos dos metais alcalinos e alcalinoterrosos. Tais óxidos podem ser encarados como resultado da desidratação dos respectivos hidróxidos. Ca(OH) 2 H 2 O = CaO óxido de cálcio 2(NaOH) H 2 O = Na 2 O óxido de sódio Reações dos óxidos básicos com água e ácido Analogamente aos óxidos ácidos os óxidos básicos possuem comportamento de base em meio aquoso. Dessa forma, óxidos básicos reagem com água formando base e reagem com ácidos formando sal e água. Óxidos neutros Há três óxidos que ao contrário dos óxidos ácidos e dos básicos, não reagem com água, nem com ácidos e bases. Eles são chamados de óxidos neutros. São eles: CO, NO e N 2O. O fato de não reagirem com água, ácidos e bases, não significa que não reajam com outras substâncias. Óxidos anfóteros base. Por sua vez, os óxidos anfóteros são aqueles que podem reagir tanto com ácido quanto com uma

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8 Disciplina: Química Prof.: Ivo Turma: TR 04/08/2016 7) 8) 9) Tema da aula: Funções Inorgânicas Sais e Óxidos 1) (Unicamp-SP) O controle da umidade do solo, através da irrigação, pode contribuir substancialmente para a melhoria de rendimento da produção de algodão no Nordeste do Brasil, permitindo a sua produção, principalmente nas áreas semiáridas da região. No entanto, o uso da irrigação implica necessariamente a acumulação gradativa de sais na superfície do solo, o que pode trazer reflexos negativos sobre a produção agrícola. Desse texto, pode-se inferir que os sais dissolvidos na água da irrigação se acumulam na superfície do solo em função a) da rápida filtração da água de irrigação, pois no Nordeste o solo é muito arenoso e as chuvas são escassas. b) da sublimação da água de irrigação, após a água se transformar nos gases H 2 e O 2, devido à alta temperatura na superfície. c) da sublimação da água de irrigação, associada à escassez de chuva no Nordeste. d) da evaporação da água de irrigação e da escassez de chuva no Nordeste. 2) (Unesp-SP) Comparar cloreto de potássio e cloreto de hidrogênio quanto: a) ao tipo de ligação de cada composto puro; b) à dissolução de cada um desses compostos em água; c) à função inorgânica a que pertence cada composto. 3) (Fuvest-SP) Que tipos de ligação existem no Na 2 SO 4 sólido? Que tipos de ligação são desfeitos no Na 2SO 4 (sólido) quando este é dissolvido em água? 4) (UEM-PR) As reações entre os ácidos e as bases produzem sal e água. Tendo em vista que estas reações são de neutralização parcial, indique a única opção que representa a equação da reação onde não é obtido um sal básico ou ácido, pois não se trata de uma neutralização parcial. de aminoácidos e proteínas nos vegetais. III. O fertilizante nitrato de amônio pode ser obtido pela reação da amônia com o ácido nítrico. É correto apenas o que se afirma em: a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) II e III. 7) (Fuvest-SP) A cúpula central da Basílica de Aparecida do Norte receberá novas chapas de cobre que serão envelhecidas artificialmente, pois, expostas ao ar, só adquiririam a cor verde das chapas atuais após 25 anos. Um dos compostos que conferem cor verde às chapas de cobre, no envelhecimento natural, é a malaquita, CuCO 3.Cu(OH) 2. Dentre os constituintes do ar atmosférico, são necessários e suficientes para a formação da malaquita: a) nitrogênio e oxigênio. b) nitrogênio, dióxido de carbono e água. c) dióxido de carbono e oxigênio. d) dióxido de carbono, oxigênio e água. e) nitrogênio, oxigênio e água. 8) (Unicamp-SP) As substâncias puras brometo de lítio (LiBr), ácido acético (CH 3 COOH) e álcool etílico (CH 3 CH 2 OH) na temperatura ambiente, podem ser classificadas como não condutoras de eletricidade. Porém, as suas respectivas soluções aquosas apresentam os seguintes comportamentos: LiBr conduz muito, CH 3 COOH conduz pouco e CH 3 CH 2 OH praticamente não conduz a corrente elétrica. Explique os diferentes comportamentos destas substâncias em soluções aquosas. 9) (Fuvest-SP) Um químico leu a seguinte instrução num procedimento descrito no seu guia de laboratório: Dissolva 5,0 g de cloreto em 100 ml de água, à temperatura ambiente... a) Cl 2 b) CCl 4 c) NaClO d) NH 4 Cl e) AgCl 5) (Fuvest-SP) A hidroxiapatita, mineral presente em ossos e dentes, é constituída por íons cálcio, íons fosfato (PO 4 ) 3- e íons hidróxido. A sua fórmula química pode ser representada por Cax(PO 4 ) 3 (OH). O valor de x nessa fórmula é: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 6) (Fuvest-SP) Muitos acreditam ser mais saudável consumir "produtos orgânicos" do que produtos cultivados de forma convencional. É possível diferenciar esses dois tipos de produtos, determinando-se as quantidades relativas de 14 N e 15 N em cada um deles. Essas quantidades relativas serão diferentes, se o solo for adubado com esterco ou fertilizantes sintéticos. O esterco contém compostos originados no metabolismo animal, enquanto fertilizantes sintéticos, como, por exemplo, o nitrato de amônio, provêm da amônia. Considere as afirmações: I. 14 N e 15 N diferem quanto ao número de prótons, mas não quanto ao número de nêutrons. II. Os fertilizantes nitrogenados, sejam sintéticos naturais, fornecem o nitrogênio necessário à formação 10) (Enem-MEC) Os oceanos absorvem aproximadamente um terço das emissões de CO 2 procedentes de atividades humanas, como a queima de combustíveis fosseis e as queimadas. O CO 2 combina se com as águas dos oceanos, provocando uma alteração importante em suas propriedades. Pesquisa com vários organismos marinhos revelam que essa alteração nos oceanos afeta uma série de processos biológicos necessários para o desenvolvimento e a sobrevivência de várias espécies da vida marinha. A alteração a que se refere o texto diz respeito ao aumento a) da acidez das águas dos oceanos. b) do estoque de pescado nos oceanos. c) da temperatura média dos oceanos. d) do nível das águas dos oceanos. e) da salinização das águas dos oceanos. 11) (Enem-MEC) Cientistas da Austrália descobriram um meio de produzir roupas que se limpam sozinhas. A equipe de pesquisadores usou nanocristais de dióxido de titânio (TiO 2 ) que, sob ação da luz solar, são capazes de decompor as partículas de sujeira na superfície de um tecido. O estudo apresentou bons resultados com fibras de algodão e seda. Nesses casos, foram removidas manchas de vinho, bastante resistentes. A nanocamada protetora poderá ser útil na prevenção de infecções em hospitais, uma vez que o dióxido de titânio também mostrou ser eficaz na destruição das paredes celulares de microrganismos que provocam infecções. O termo nano vem da unidade de medida nanômetro, que é a bilionésima parte de 1 metro. A partir dos resultados obtidos pelos pesquisadores em relação ao uso de nanocristais de

9 dióxido de titânio na produção de tecidos e considerando uma possível utilização dessa substância no combate às infecções hospitalares, pode-se associar que os nanocristais de dióxido de titânio (A) são pouco eficientes em ambientes fechados e escuros. (B) possuem dimensões menores que as de seus átomos formadores. (C) são pouco eficientes na remoção de partículas de sujeira de natureza orgânica. (D) destroem microrganismos causadores de infecções, por meio de osmose celular. (E) interagem fortemente com material orgânico devido à sua natureza apolar. 12) (Enem-MEC) Suponha que um agricultor esteja interessado em fazer uma plantação de girassóis. Procurando informação, leu a seguinte reportagem: Solo ácido não favorece plantio Alguns cuidados devem ser tomados por quem decide iniciar o cultivo do girassol. A oleaginosa deve ser plantada em solos descompactados, com ph acima de 5,2 (que indica menor acidez da terra). Conforme as recomendações da Embrapa, o agricultor deve colocar, por hectare, 40 kg a 60 kg de nitrogênio, 40 kg a 80 kg de potássio e 40 kg a 80 kg de fósforo. O ph do solo, na região do agricultor, é de 4,8. Dessa forma, o agricultor deverá fazer a calagem. Suponha que o agricultor vá fazer calagem (aumento do ph do solo por adição de cal virgem CaO). De maneira simplificada, a diminuição da acidez se dá pela interação da cal (CaO) com a água presente no solo, gerando hidróxido de cálcio (Ca(OH) 2), que reage com os íons H + (dos ácidos), ocorrendo, então, a formação de água e deixando íons Ca 2+ no solo. Considere as seguintes equações: I. CaO + 2 H 2 O Ca(OH) 3 II. CaO + H 2 O Ca(OH) 2 III. Ca(OH) 2 + 2H + Ca H 2 O IV. Ca(OH) 2 + H + CaO + H 2 O O processo de calagem descrito acima pode ser representado pelas equações: a) I e II. b) I e IV. c) II e III. d) II e IV. e) III e IV.

10 Gabarito 1) d) 2) a) No KCl a ligação é iônica e no HCl, covalente. b) Quando o KCl se dissolve em água, ocorre dissociação iônica (isto é, separação de íons que já existem) e, quando o HCl se dissolve, ocorre a ionização (isto é, formação de íons). c) KCl é um sal e HCl é um ácido. 3) No Na 2 SO 4 sólido existem ligações iônicas (entre os cátions Na + e os ânions SO 4 2- ) e covalentes (entre os átomos de S e O que formam o íon sulfato). Quando Na 2 SO 4 se dissolve em água ocorre dissociação iônica (separação dos íons Na + e SO 4 2- ). Nesse processo são rompidas apenas as ligações iônicas que existem no Na 2 SO 4 sólido. 4) e) 5) e) 6) e) 7) d) 8) LiBr é um sal solúvel, CH 3 COOH é um ácido fraco e CH 3 CH 2 OH é um composto molecular que não se ioniza em água. 9) d) 10) a) 11) a) 12) c)