Função Inorgânica Ácidos, Bases, Sais e Óxidos QUÍM ICA GERAL E INORGÂNICA
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- Victor Ferrão Caldas
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1 Função Inorgânica Ácidos, Bases, Sais e Óxidos QUÍM ICA GERAL E INORGÂNICA
2 Funções Inorgânicas È um conjunto de substâncias com propriedades químicas semelhantes, denominadas propriedades funcionais; Eletrólitos: são substâncias que, quando em dissolvidos em água, conduzem a corrente elétrica; Não eletrólitos: não conduzem a corrente elétrica.
3 Funções Inorgânicas Seguindo o critério baseado na dissociação/ionização, Arrhenius propôs a Teoria da Dissociação Eletrolítica, onde divide as substâncias em grupos com características distinta: Ácidos Bases Sais Óxidos
4 Definição de Àcidos Segundo Arrhenius, ácidos são substâncias que, quando em solução aquosa, se dissociam, originando exclusivamente H + como íons positivos. Na realidade, o H + se associa a uma molécula de água, formando o H 3 O +. Ionização de um ácido HCl + H 2 O Cl 1- + H H 2 SO H 2 O SO H 3 O 1+
5 Hidrogênios Ionizáveis Os hidrogênios que fornecem H 3 O + são chamados de hidrogênios ionizáveis. São aqueles que se ligam ao elemento mais eletronegativo na molécula do ácido. H 3 PO 4 + H 2 O 2H 3 O + + HPO 2-3 apenas 2H + H 3 PO 2 + H 2 O H 3 O + + H 2 PO 1-2 apenas 1H +
6 Classificação dos àcidos Presença ou não de oxigênio Oxiácidos: presença de oxigênio na molécula. Exemplos: H 2 SO 4, HNO 3 Hidrácidos: oxigênio não presente na molécula. Exemplos: HCl, HCN
7 Classificação do Àcidos número de hidrogênios ionizáveis Monoácidos: presença de 1 H ionizável. HCl H + + Cl - Diácidos: presença de 2 H ionizáveis. H 2 SO 4 2 H + + SO 4 2- Triácidos: presença de 3 H ionizáveis. H 3 PO 4 3 H + + PO 4 3-
8 Grau de Ionização alfa (%) = (nº moléculas ionizadas / nº moléculas dissolvidas) x 100 ácidos fortes (alfa maior que 50%): HI, HBr, HCl, HNO 3, H 2 SO 4. ácidos médios (alfa entre 5 e 50%): H 3 PO 4, HF. ácidos fracos (alfa menor que 5%): H 2 S, H, HCN. ácidos orgânicos.
9 Formulação do Àcidos Juntam-se tantos H + quantos forem necessários para neutralizar a carga do ânion. Para um ânion com carga x -, se utilizam x hidrogênios para formular o ácido. H x A x- Exemplos: NO 3 1- HNO 3 SO 4 2- H 2 SO 4 PO 4 3- H 3 PO 4
10 Nomenclatura Oficial Hidrácidos Ácidos Radical do Elemento + ídrico Oxiácidos Ácido + ico (+ oxigênio) Radical do Elemento oso (- oxigênio)
11 Nomenclatura Oxiácidos Ácido per... ico Ácido... ico Ácido... oso Menos Oxigênios Ácido hipo... oso EX. HClO 4 HClO 3 HClO 2 HClO perclórico clórico cloroso hipocloroso
12 Nomenlcatura pela Hidratação Quando se trata de ácidos que diferem entre si pelo número de hidratação, a nomenclatura pode se basear neste critério. Nível de hidrataçao do ácido Máximo Intermediário Mínimo Prefixo Orto Meta Piro
13 Nomenlcatura pela Hidratação O prefixo orto é dispensável e somente indica que tal ácido pode gerar outro por desidratação. O prefixo meta indica que tal ácido foi obtido pela retirada de uma molécula de água de uma molécula do orto. O prefixo piro indica que tal ácido foi obtido pela retirada de uma molécula de água de 2 moléculas do orto. ácido (orto)fosfórico: H 3 PO 4 ácido metafosfórico: HPO 3 (H 3 PO 4 1 H 2 O ) ácido pirofosfórico: H 4 P 2 O 7 (2 H 3 PO 4 ou H 6 P 2 O 8-1 H 2 O)
14 Nomenclatura pela Tabela de Ânions A nomenclatura também pode se basear na tabela de ânions. Este tipo de abordagem serve para hidrácidos e oxiácidos. Ao se dar nome a um ácido, deve-se levar em consideração a terminação do nome do ânion que origina o ácido. Terminação do ânion ETO ATO ITO terminação do nome do ácido ÍDRICO ITO OSO
15 Caracteristicas Gerais dos àcidos Apresentam sabor azedo; Desidratam a matéria orgânica; Deixam incolor a solução fenolftaleína, e vermelho o papel de tornassol; Neutralizam bases formando sal e água;
16 Àcidos Importantes H 2 SO 4 Ácido Sulfúrico (ácido ou água de bateria). É um líquido incolor e oleoso de densidade 1,85 g/cm 3, é um ácido forte que reage com metais originando sulfatos além de ser muito higroscópico. Pode ser obtido a partir das seguintes reações: S + O 2 SO 2 SO 2 + ½O 2 SO 3 SO 3 + H 2 O H 2 SO 4
17 Àcidos Importantes HCl Ácido Clorídrico (ácido muriático). Solução de hidreto de cloro em água. Apresenta forte odor, além de ser sufocante. É utilizado na limpeza de peças metálicas e de superfícies de mármore. É encontrado no suco gástrico humano.
18 Àcidos Importantes H 3 PO 4 ácido fosfórico. Obtido pela oxidação do fósforo vermelho com ácido nítrico concentrado. É um ácido moderado usado na industria de vidros, preparo de águas minerais e nos refrigerantes de cola. Seus fosfatos são usados como adubo.
19 Definição de Base De acordo com Arrhenius, base ou hidróxido é toda substância que, dissolvida em água, dissocia-se se fornecendo como ânion exclusivamente OH - (hidroxila). NaOH Na+ + OH - Ca(OH) 2 Ca OH - Al(OH) 3 Al OH -
20 Classificação das Bases número de OH 1- presente na fórmula: monobase: 1 OH 1-, NaOH, KOH dibase: 2 OH 1-, Ba(OH) 2, Fe(OH) 2 tribase: 3 OH 1-, Cr(OH) 3, Al(OH) 3 tetrabase: 4 OH 1-, Pb(OH) 4, Sn(OH) 4
21 Solubilidade das Bases São solúveis: as de metais alcalinos, metais alcalino-terrosos e o hidróxido de amônio (que é uma base fraca e volátil). insolúveis: todas as demais. EX. KOH Monobase Forte Solúvel Al(OH) 3 Tribase Fraca Insolúvel
22 Classificação das Bases Quanto ao Grau de Dissociação: Fortes: Os hidróxidos de metais alcalinos(1a) e metais alcalinos terrosos (2A). EX. NaOH, KOH, Ba(OH) 2 Fracas: Nesse grupo incluem-se o hidróxido de amônio (NH 4 OH) e as demais bases.
23 Característica Gerais das Bases Apresentam sabor adstringente; Deixam vermelha a solução de fenolftaleína, e azul o papel de tornassol; Neutralizam ácidos formando sal e água.
24 Formulação Adicionam-se tantos OH 1- quantos forem necessários para neutralizar a carga do cátion. B x+ (OH) x K 1+ KOH - hidróxido de potássio Ba 2+ Ba(OH) 2 hidróxido de bário Al 3+ Al(OH) 3 hidróxido de alumínio
25 Nomenclatura Hidróxido de Nome do Elemento NaOH hidróxido de sódio KOH hidróxido de potássio
26 Nomenclatura Para bases de cátions que possuem duas valências possíveis, utiliza-se a terminação ico para a maior e oso para a menor valência. Aconselha-se, ao invés disso, a utilização de algarismos romanos para indicar a valência. CuOH hidróxido cuproso ou hidróxido de cobre I CuOH 2 hidróxido cúprico ou hidróxido de cobre II Fe(OH) 2 hidróxido ferroso ou hidróxido de ferro II Fe(OH) 3 hidróxido férrico ou hidróxido de ferro III
27 O hidroxônio de amônio É a única base não metálica e só existe em solução. É obtida pelo borbulhamento de amônia em água. NH 3 + H 2 O NH OH 1- NH 3 + H 2 O NH 4 OH
28 Bases Importantes NaOH hidróxido de sódio ( soda caústica). É um sólido branco floculado muito solúvel em água além de extremamente caústico. É usado na desidratação de gorduras, no branqueamento de fibras (celulose) e na fabricção de sabões e detergentes e como desentupidor de ralos e esgotos.
29 Bases Importantes Ca(OH) 2 hidróxido de cálcio (cal apagada, hidratada ou extinta). É uma suspensão aquosa de aparência leitosa, obtida a partir do CaO ( cal virgem). É usada em construções, na neutralização de solos ácidos e na fabricação de doces. CaO + H 2 O Ca(OH) 2
30 Bases Importantes Mg(OH) 2 hidróxido de magnésio ( leite de magnésia). É uma suspensão leitosa, obtida a partir de MgO. É usada como antiácido estomacal e também como laxante. Mg(OH) 2 + 2HCl MgCl 2 + 2H 2 O
31 Definição de Sais Segundo Arrhenius, sais são substâncias que, quando em solução aquosa, liberam: pelo menos um íon positvo diferente do H 1+ e pelo menos um íon negativo diferente do OH 1- : CaCl 2 Ca Cl 1- Na 2 SO 4 2 Na 1+ + SO 4 2-
32 Reação de Neutralização Como os sais são provenientes de reações de neutralização entre ácidos e bases, o ânion se origina do ácido e o cátion da base. ÁCIDO + BASE SAL + ÁGUA HCl + NaOH NaCl + H 2 O
33 Reação de Neutralização Total Neste tipo de reação, quantidades iguais, em número de mols, de H 1+ e OH 1- se neutralizam mutuamente. 1 H 2 SO NaOH 1 NaSO H 2 O Sais deste tipo são classificados como normais.
34 Reação de Neutralização parcial do Ácido 1 mol de H 2 SO 4 reagindo com 1 mol de NaOH. Como o H 2 SO 4 possui 2 H 1+ em sua molécula, o sal produto será ácido. 1 H 2 SO 4 + 1NaOH NaHSO 4 + H 2 O Sais deste tipo são classificados como ácidos.
35 Neutralização parcial da Base 1 mol de Ba(OH) 2 reagindo com 1 mol de HCl. Como o Ba(OH) 2 possui 2 OH 1- em seu íon-fórmula, o sal produto será básico. 1 Ba(OH) HCl 1Ba(OH)Cl + 1 H 2 O Sais deste tipo são classificados como básicos.
36 Classificação dos Sais Quanto à presença de oxigênio: Oxissais CaSO 4, CaCO 3, KNO 3 Halóides NaCl, CaCl 2, KCl
37 Classificação dos Sais Quanto ao número de elementos Binários NaCl; KBr; CaCl 2 Ternários CaSO 4 ; Al 2 (SO 4 ) 3 Quaternários NaCNO; Na 4 Fe(CN) 6
38 Classificação Quanto á presença de água Hidratados CuSO 4.5H 2 O; CaSO 4.2H 2 O Anidro KCl; NaCl; CaSO 4
39 Classificação dos Sais Quanto á Natureza Neutros ou normais NaBr; CaCO 3 Hidrogenossais NaHCO 3 ; CaHPO 4 Hidroxissais Ca(OH)Br Duplos ou mistos NaKSO 4 ; CaClBr
40 Nomenclatura dos Sais de nome do ânion nome do cátion Segue-se a mesma regra das terminações usada nos ácidos.
41 Nomenclatura dos Sais Ácido ídrico oso ico Ânion eto ito ato KCl cloreto de potássio NaNO 2 nitrito de sódio KNO 3 nitrato de potássio
42 Nomenclatura dos Sais No caso de sais que na sua constituição possuam cátion que possam ter nox diferentes, deve-se utilizar algarismos romanos para identificação. Fe(NO 3 ) 2 nitrato de ferro II Fe(NO 3 ) 3 nitrato de ferro III No caso de o cátion possuir somente dois nox possíveis, pode-se também optar por utilizar os sulfixos oso e ico, respectivamente para o menor e maior nox. Fe(NO 3 ) 2 nitrato ferroso Fe(NO 3 ) 3 nitrato férrico
43 Sais Importantes NaHCO 3 Bicarbonato de sódio É um pó branco que perde CO 2 facilidade (efervescência). com É usado como antiácido estomacal, fermento químico e nos extintores de incêndio. NaHCO 3 + H 2 O NaOH + H 2 O+ CO 2
44 Sais Importantes CaCO 3 Carbonato de cálcio ( mármore, calcáreo) É um sólido branco que por aquecimento perde CO 2 e produz CaO (calcinação). É usado na fabricação de cimentos (Portland), como corretivo do solo e como fundente em metalurgia. CaCO3 CaO + CO 2
45 Definição de Óxidos Óxido é todo composto binário oxigenado, no qual o oxigênio é o elemento mais eletronegativo. Como o flúor é o único átomo mais eletronegativo que o oxigênio, composto binário gerado pela ligação deste com o oxigênio não é óxido, e sim fluoreto.
46 Óxidos Quando um óxido é formado pela união de oxigênio com não metal, dizemos que ele é molecular. As ligações neste tipo de óxido são covalentes. Quando um óxido é formado pela união de oxigênio com metal, dizemos que ele é iônico. O NOX do oxigênio nos óxidos é 2 -.
47 Formula Geral dos Óxidos E x+ 2 O 2- X Ex: CO 2 ; CaO; Fe 2 O 3
48 Nomenclatura Regra Geral (Prefixo) + óxido de (prefixo) + elemento CO monóxido de carbono N 2 O 5 pentóxido de dinitrogênio P 2 O 3 trióxido de difosforo
49 Nomenclatura para Metais Nox fixo (1A, 2A) óxido de elemento Nox óxido de elemento + valência Na 2 O óxido de sódio Al 2 O 3 óxido de alumínio FeO óxido de ferro II ou óxido ferroso Fe 2 O 3 óxido de ferro III ou óxido férrico
50 Òxidos Moleculares Alguns não metais formam vários óxidos diferentes. Um destes não metais é o nitrogênio... NO; NO 2 ; N 2 O; N 2 O 3 ; N 2 O 4 ; N 2 O 5 Esta diversidade de fórmulas faz necessário o uso de uma nomenclatura que possa dificultar a troca de nomes. Esta nomenclatura se baseia em informar os tipos e quantidade de átomos que compõem a fórmula do óxido.
51 Óxidos Moleculares Nº de átomos na fórmula Prefixo 1 mono 2 di 3 tri 4 tetra 5 penta 6 hexa 7 hepta
52 Nomenclatura de Óxidos Moleculares O prefixo mono é dispensável quando fizer referência ao elemento que acompanha o oxigênio. NO monóxido de mononitrogênio ou monóxido de nitrogênio. CO 2 dióxido de carbono SO 3 trióxido de enxofre N 2 O 5 pentóxido de dinitrogênio
53 Óxidos Iônicos A nomenclatura é mais simples, só apresentando o NOX do elemento formador, em algarismos romanos, nos casos em que este não é único. Nos casos de elementos que apresentem dois NOX possíveis, as terminações oso e ico, identificam respectivamente o menor e o maior valor de NOX. FeO óxido de ferro II ou óxido ferroso Fe 2 O 3 óxido de ferro III ou óxido férrico
54 Óxidos Ácidos ou Anidridos Podem ser obtidos por desidratação de ácidos, eles reagem com base formando sal e água. H 2 SO 4 - H 2 O SO 3 H 2 SO 3 - H 2 O SO 2 2 HNO 3 - H 2 O N 2 O 5 2 HNO 2 - H 2 O N 2 O 3
55 Classificação Óxidos ácidos Óxidos básicos Óxidos anfóteros Óxidos neutros Óxidos duplos Peróxidos
56 Óxidos Básicos Metálicos São formados por metais alcalinos e alcalinos terrosos e reagem com água formando bases e com ácidos formando sal e água. Óxido básico + H 2 O base 2NaO + H 2 O 2NaOH CaO + H 2 O Ca(OH) 2 Òxido básico + ácido sal + H 2 O MgO + 2HCl MgCl 2 + H 2 O
57 Óxidos Ácidos São formados por ametais e reagem com água formando ácidos e com bases formando sal e água. Óxido ácido + H 2 O ácido CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 N 2 O 5 + H 2 O 2HNO 3 SO 3 + H 2 O H 2 SO 4 Óxido ácido + base sal + H 2 O CO 2 + Ca(OH) 2 CaCO 3 + H 2 O
58 Óxidos Anfóteros São óxidos de caráter intermediário entre ácido e básico. Reagem com ácidos e bases formando sal e água. Óxido anfótero + ácido/base sal + H 2 O ZnO+ 2HCl ZnCl 2 + H 2 O ZnO+ 2NaOH Na 2 ZnO 2 + H 2 O
59 Óxidos Neutros São todos covalentes e não reagem com base, ácido ou água; mas podem reagir com óxigênio. CO + H 2 O Não ocorre reação NO + HCl Não ocorre reação Óxido Neutro + O 2 Oxidação CO + ½O 2 CO 2
60 Óxidos Duplos São óxidos que, quando aquecidos, originam dois outros óxidos. FeO + Fe 2 O 3 Fe 3 O 4 (magnetita,imã)
61 Sais Importantes NaHCO 3 Bicarbonato de sódio É um pó branco que perde CO 2 facilidade (efervescência). com É usado como antiácido estomacal, fermento químico e nos extintores de incêndio. NaHCO 3 + H 2 O NaOH + H 2 O+ CO 2
62 Peróxidos São formados por metais alcalinos terrosos e hidrogênio e possuem oxigênio com Nox= - 1 Os peróxidos mais importantes são os de metais alcalinos e metais alcalinos terrosos. Alguns exemplos são... metais alcalinos Na 2 O 2 ; K 2 O 2 metais alcalinos terrosos CaO 2 ; BaO 2
63 Óxidos Importantes ZnO óxido de Zn. Um sólido branco de caráter anfótero. É usado na fabricação de cremes dermatológicos, na industri de tintas e na galvanização do ferro.
64 Òxidos Importantes H 2 O 2 peróxido de hidrogênio. É uma solução aquosa que se decompôe facilmente em presença de luz (fotólise). É utilizada como agente oxidante e bactericida. H 2 O 2 H 2 O + ½O 2
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