Funções químicas inorgânicas

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1 Funções químicas inorgânicas Funções Químicas pg. 1 Todas as substâncias e compostos existentes no chamado "Reino Mineral" podem ser classificadas em quatro grupos, conforme suas propriedades em comum. Como exemplo, podemos usar as frutas, separando-as em dois grupos: A - laranja, abacaxi, morango, limão, e tangerina B - cajú, mamão, caqui, goiaba e manga. Para caracterizar melhor, imagine o sabor destas frutas verdes... A característica do grupo A é que são azedas ou ácidas. As do grupo B "amarram" na boca, ou seja, tem sabor adstringente. Se forem misturadas as frutas do grupo A o sabor será reforçado. Porém, se misturarmos o grupo A com o B, surgem novos sabores, a acidez é atenuada, neutralizada. sabor azedo é uma característica das substâncias ácidas, portanto deve existir alguma coisa em comum nas moléculas de algumas substâncias destas frutas. Conceituamos função química como o conjunto de substâncias que possuem propriedades comuns. Estas propriedades devem-se a grupos de átomos comuns. Existem quatro funções: - ácidos, cujas moléculas apresentam H (hidrogênio), - bases, cujas moléculas apresentam o grupo H (hidroxila) - óxidos, compostos binários do oxigênio (apenas dois elementos químicos), - sais, formados por quaisquer outros grupos de átomos, diferentes dos anteriores. esquema abaixo mostra a relação entre estes grupos: (Seria bom se você fizesse uma pequena revisão do que é uma ligação química!!) 1) bserve as moléculas representadas abaixo e identifique a qual dos grupos funcionais elas pertencem: a) HCl 2 e) Al(Cl 2 i) NaP b) H 3 f) P 2 j) Na 2 c) Al(H g) HAl 2 l) C 2 d) Al 2 h) NaH m) Fe(H) 2 Respostas: 1) ácidos = a, b, g; bases = c, h, m; óxidos = d, f, j, l; sais = e, i.

2 Sais Funções Químicas pg. 2 Compostos formados por um metal como cátion e um âniom qualquer, diferente de (H) 1- ou 2-. A fórmula geral de um sal é: b- a- metal a (ânion) b s nomes dos compostos são dados como foi visto antes. Como exemplos podemos citar: Al ( ) ou fosfato de alumínio Ca (HP ) ou fosfito de cálcio Nos exemplos dados você pode observar que a carga elétrica do cátion e do ânion são iguais: E quando não forem iguais? Al 3+ ( - e Ca 2+ (HP ) 2- Neste caso serão necessários vários cátions e/ou ânions para equilibrar as ligações químicas, até que a carga elétrica total da molécula seja nula (cada ligação + tem uma correspondente -). - sulfato de sódio Na (S 4 ) 2- faltam cargas "+", portanto serão necessários dois átomos de sódio: Na 2 (S 4 ) 2- onde 2 () (2-) - nitrato de alumínio Al 3+ (N ) 1- faltam cargas "-", portanto serão necessários três ânions nitrato: Al (N ) onde (3+) 3 (1-) 3 - silicato de bário Ba 2+ (Si 4 ) 4- faltam cargas "+", 2+ portanto será necessários dois átomos de bário: Ba 2 (Si 4 ) 4- onde 2 (2+) (4-) parênteses somente será usado quando houver necessidade, assim como os sinais de carga elétrica. A fórmula química deverá ser a mais simples possível e é convenção internacional: Na 2 (S 4 ) 2- ou Na 2 S 4 Al (N ) ou Al(N Ba 2 (Si 4 ) 4- ou Ba 2 Si 4 Quando o cátion tiver duas ou mais valências, devemos indicá-la em algarismos romanos junto ao nome do metal: Fe Cl 2, onde Fe Cl 2, o nome será cloreto de ferro II. Fe Cl 3, onde Fe Cl 3, o nome será cloreto de ferro III. nome dos compostos é dado pelo ânion. Por exemplo o ânion sulfato é (S 4 ) 2-. Junto a ele deverá existir um metal, como o cálcio. nome do composto será sulfato de cálcio. Na fórmula química devemos obedecer uma convenção onde o ânion deve vir em segundo lugar: Ca (S 4 ). s nomes dos ânions podem ser encontrados numa Tabela de Ânions. Consulte-a! bservando os nomes dos ânions da tabela, você pode notar que terminam com os sufixos...ato,...ito ou...eto (exceto o 2- e o (H) 1- : eles não são sais!). bserve ainda que:...ato = ânions com mais oxigênios...ito = ânions com poucos oxigênios...eto = ânions sem oxigênio.

3 Solubilidade Uma das propriedades mais importantes dos sais refere-se a sua solubilidade, ou seja, sua capacidade de dissolver-se em água (ou outro solvente qualquer). Estes assunto pode ser explorado melhor nas apostilas de Misturas e de Solubilidade. Como regra geral podemos simplificar a solubilidade dos sais de acordo com os ânions, conforme a tabela de Solubilidade. Por exemplo: o gesso, ou sulfato de cálcio, é insolúvel. Pela tabela podemos verificar que os sulfatos são compostos geralmente solúveis em água, com algumas excessões, como os metais alcalino terrosos (família 2A), do qual o cálcio faz parte; o sal comum, ou cloreto de sódio, é solúvel pois os cloretos são solúveis, assim como os compostos dos metais alcalinos, como o sódio. Funções Químicas pg. 3 SLUBILIDADE DS CMPSTS ÍN amôneo (NH 4 ) metais alcalinos nitratos permanganatos percloratos nitritos acetatos cloretos brometos iodetos sulfatos sulfetos bases ácidos outros SLÚVEL terrosos (pouco sol.) alcalinas alcalinos INSLÚVEL K Cl 4 Ag Ag Pb 2+ Hg terrosos (Pb 2+ pouco sol.) (terrosos pouco sol.) 1) Procure, na tabela de ânions, identificando sua composição, sua valência e seu nome: a) o ânion silicato b) um ânion que tenha antimônio (Sb) c) um âniom sem oxigênio d) faça as fórmulas e nomes de sais desses 3 ânions com o cátion Mg, 2+ 2) Dados os seguintes compostos C III. Al(H XI. Ca 3 ( ) 2 a) Identifique os sais entre os vários compostos citados. b) Identifique as valências dos ânions que fazem parte destes sais. c) Dê os nomes dos sais identificados. 3) Dê os nomes dos seguintes sais: a) K 2 Sn = b) Cr Sn 2 = c) Pb F 4 = 4) Faça a composição química (fórmula) dos seguintes compostos: a) bromato de prata = b) clorito de ouro III = c) ferrocianeto de estanho II = 5) Verifique se os sais dos exercícios anteriores (1 até 4) são solúveis ou não. Respostas: 1) a critério do aluno; 2a) V, X, X!; 2b) 1-,2-, 3-; 2c) clorito de aluminio, carbonato de potássio, fosfato de cálcio; 3a) estanito de potássio; 3b) estanito de cromo II; 3c) fluoreto de chumbo IV; 4a) AgBr 4, 4b) Au(Cl, 4c) Sn 2 [Fe(CN) 6 ], 5) questão 1 = variável, questão 2 = V insolúvel, X solúvel, XI insolúvel, questão 3 = insolúveis, questão 4 = insolúveis.

4 Ácidos Funções Químicas pg. 4 s ácidos são compostos também formados pelos ânions vistos porém o cátion não é um metal propriamente dito: é o hidrogênio, representado por H. De um modo geral, a fórmula química de um ácido é onde x é a valência do ânion: (ânion) x-. H x (ânion) Para dar o nome ao ácido, fazemos uma pequena alteração no sufixo do nome do ânion: Como exemplos temos:...ato passa a ser...ico...ito passa a ser...oso...eto passa a ser ídrico H 4 (Si 4 ) 4- do ânion silicato ficará com o nome ácido silícico: H 4 Si 4 H 2 (Sn 2 ) 2- do ânion estanito ficará com o nome ácido estanoso: H 2 Sn 2 H (CN) 1- do ânion cianeto ficará com o nome ácido cianídrico: H CN s ânions derivados do fósforo terão o acréscimo de uma sílaba (or): fosfato = fosfórico, fosfito = fosforoso s ânions do enxofre (sulfur) terão a sílaba ur: sulfato = sulfúrico, hipossulfito = hipossulfuroso. nome também pode ser formado como no caso dos sais: H 4 Si 4 silicato de hidrogênio H 2 Sn 2 estanito de hidrogênio H CN cianeto de hidrogênio Coeficiente de ionização Inicialmente a ligação entre o hidrogênio e o restante do ânion é feita por ligação covalente (reveja os conceitos). Porém, quando o ácido é misturado com água, esta provoca a ionização desta ligação, de modo que o hidrogênio torna-se cátion (H ). Nem todas as moléculas são ionizadas, mas apenas uma parte (ou porcentagem), que depende do tipo do ácido, das proporções de água e da temperatura. Esta porcentagem ionizada é o coeficiente de ionização do ácido e designada por α (alfa). Por exemplo, em soluções diluídas e a 25 C: ácido sulfúrico: α = 0,68 ou 68% ácido clorídrico: α = 0,95 ou 95% A atividade química de um ácido depende da sua capacidade de ionização e a chamamos de força do ácido. De um modo geral classificamos os ácidos em fracos, moderados e fortes:

5 Funções Químicas pg. 5 No caso dos oxiácidos (aqueles que possuem oxigênio) podemos considerar que a força depende da diferença entre o número de átomos de oxigênio e de hidrogênio: ácidos fracos: diferença menor que 1 como o H 2 Sn 2 ou o H 3 Sb ácidos moderados: diferença de 1 como o H 3 ou o HCl 2 ácidos fortes: diferença de 2 como o H 2 S 4 ou o HBr ácidos muito fortes: diferença maior que 2 como o HCl 4 ou o H 4 P 2 Volatilidade utra propriedade química importante dos ácidos é no que se refere a sua volatilidade, ou seja, a capacidade de passar ao estado gasoso (evaporar). Em temperatura ambiente podemos dizer que os ácidos são em geral fixos, isto é, não evaporam facilmente. Como excessões a esta regra temos os seguintes ácidos, considerados voláteis: fluorídrico, clorídrico, bromídrico, iodídrico, cianídrico, sulfídrico, cianidrico, nitroso, nítrico, acético e fórmico. Você pode consultar estas propriedades nas tabelas de química. "FRÇA" DS ÁCIDS oxigenados não oxigenados H a E b HE fraco b-a=0 HCN, H 2 S, H 2 Se moderado b-a=1 HF forte b-a=2 HBr muito forte b-a>2 HI, HCl VLATILIDADE s compostos inogânicos são fixos, exceto: Ácidos: HF, HCl, HBr, HI, H 2 S, HCN, HN 2, HN, (H 3 CC 2) H, (HC 2) H Bases: (NH 4 )H Óxidos: dos halogêneos, do S, do N e do C 1) Dados os seguintes compostos III. Al(H XI. C 2 a) Identifique os ácidos entre os vários compostos citados. b) Identifique as valências dos ânions que fazem parte destes ácidos. c) Dê os nomes dos ácidos identificados. 2) Monte a fórmula química e o nome de 3 ácidos de cada família dos ânions (terminados em ato, eto e ito respectivamente), excluidos os que estão nestes exercícios. 3) Verifique a força e a volatilidade dos ácidos que você fez nos exercícios 6 e 7. Respostas: 1a) II, VII; 2) a critério do aluno; 3) a critério do aluno

6 Funções Químicas pg. 6 Óxidos São compostos binários (dois elementos químicos diferentes) com o oxigênio. A fórmula obedece as mesmas regras já vistas. ânion 2- chama-se óxido e o nome do composto será: ÓXID DE NME D ELEMENT (VALÊNCIA U Nx). outro elemento pede ser um metal e o óxido ser iônico. Exemplos: Na 2- ficará Na 2 ou óxido de sódio Co ficará Co ou óxido de cobalto II (deve ser indicado pois também tem cobalto III). Pb ficará Pb 2 ou óxido de chumbo IV (para não confundir com chumbo II = Pb 2+ ) s óxidos também podem ser formados por elementos não metálicos, através das ligações covalentes (reveja estes conceitos na apostila de Ligações Químicas ). enxofre, por exemplo, possui Número de xidação 2-, 2+, 4+ e 6+ formando os seguintes óxidos: S fica S ou óxido de enxofre II S fica S 2 ou óxido de enxofre IV S fica S ou óxido de enxofre VI 1) Dados os seguintes compostos III. Al(H XI. C 2 a) Identifique os óxidos entre os vários compostos citados, classificando-os como metálico ou não. b) Identifique as valências (ou Nox) dos elementos que fazem parte destes óxidos, representando-as simbolicamente. c) Dê os nomes dos óxidos identificados. 2) Monte a fórmula e o nome de os óxidos do cloro e do arsênio. 3) Faça as fórmula químicas dos óxidos do potássio, da prata, do ferro III, do estanho IV e do zinco. 4) Dê o nome dos seguintes compostos: Cu, Cu 2, Pt, Pt 2, CaZn 2 Respostas: 1a) I não metálico, IV metálico, VI não metálico, IX anfótero, X metálico, XI não metálico; 1b) 7+, 3+, 3+, 5+,,4+; 1c) óxido de cloro VII, óxido de cromo III, óxido de fósforo III, óxido de arsênio V, óxido de potássio; 3) K 2, Ag 2, Fe 2, Sn 2, Zn; 4) óxido de cobre II, óxido de cobre I, óxido de platina II, zincato de cálcio

7 Bases ou hidróxidos Funções Químicas pg. 7 São compostos metálicos formados com o ânion (H) 1-, ou hidroxila. A fórmual geral é dada por: Exemplos: metal b+ 1- (H) nome será: hidróxido de (metal) (+valência) b K (H) ou KH, hidróxido de potássio Fe(H) 2, hidróxido de ferro II (lembre-se que também há o ferro III, que seria Fe(H ) Pb(H) 4, hidróxido de chumbo IV. 1) Dados os seguintes compostos III. Al(H XI. C 2 a) Identifique as bases entre os vários compostos citados. b) Dê os nomes das bases identificadas. c) Verifique a solubilidade destas bases. 2) Faça a fórmula química e o nome de todas as bases dos metais que possuam a letra s em seu símbolo químico. Respostas: 1a) III, VIII, XII; 1b) hidróxido de alumínio, hidróxido de sódio, hidróxido de ferro II; 1c) insolúvel, solúvel, insolúvel; 2) a critério do aluno. RESUMIND AS FUNÇÕES FUNÇÃ CARACTERÍSTICA NMENCLATURA ácido H a (ânion) a- ácido ânion (+ ico, oso, ídrico) base a+ 1- (metal) b (H) a hidróxido de cátion (+ valência) óxido e+ 2- (elemento) 2 e óxido de elemento (+ valência) sal a+ b- (cátion) b (ânion) a ânion de cátion (+ valência)