FUNÇÕES INORGÂNICAS Profº Jaison Mattei

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1 FUNÇÕES INORGÂNICAS Profº Jaison Mattei

2 Funções químicas Função química corresponde a um conjunto de substâncias que apresentam propriedades químicas semelhantes. As substâncias inorgânicas podem ser classificadas em quatro funções: Ácidos Bases Sais Óxidos Assim, numa reação química, todos os ácidos, por exemplo, terão comportamento semelhante.

3 Ácidos Ácidos de Arrhenius: são substâncias compostas que em solução Aquosa liberam como único e exclusivo cátion o Hidroxônio (H 3 O + ou H + ). Ionização de um Ácido HCl + H 2 O H 3 O + + Cl - H 2 SO 4 + 2H 2 O 2H 3 O + + SO 4 2- H 3 PO 4 + 3H 2 O 3H 3 O + + PO 4 3-

4 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. Geralmente a quantidade de hidrogênios do ácido é a mesma que pode ionizar, mas existem exceções: H 3 PO 3 + 2H 2 O 2H 3 O + + HPO 3 2- apenas 2H + H 3 PO 2 + H 2 O H 3 O + + H 2 PO 2 1- apenas 1H +

5 Classificação dos Ácidos Quanto a presença ou ausência de Carboxila (- COOH) Orgânicos Inorgânicos (CH 3 -COOH, HOOC-COOH) (H 2 CO 3, H 2 CO 2, HCN) Quanto a presença ou ausência de Oxigênio Hidrácidos (HCl, H 2 S, HBr) Oxiácidos (H 2 SO 4, H 3 PO 4, HClO 4 )

6 Classificação dos Ácidos Quanto ao número de elementos Químicos: Binário (HCl, HBr, HF) Ternário (H 2 SO 4, H 3 PO 4, HCN) Quaternário (H 4 [Fe(CN) 6 ]) Quanto ao número de Hidrogênios Ionizáveis: Monoácidos (HCl, HI, H 3 PO 2 ) Diácidos (H 2 SO 4, H 2 S, H 3 PO 3 ) Triácidos (H 3 PO 4, H 3 BO 3, H 3 BO 2 ) Tetrácidos (H 4 P 2 O 7 )

7 Quanto ao Grau de Ionização (a) Ácidos fracos: 0< a < 5% Ácidos moderados: 5% a 50% Ácidos fortes : 50% < a < 100% Nº de Mol Ionizados a = Nº Inicial de Mols Ácido fraco: HClO Ácido moderado: H 3 PO 4 Ácido forte : H 2 SO 4 HClO 4

8 Quanto ao Grau de Ionização (a) Hidrácidos: Fortes: HCl, HBr, HI Moderado: HF *Os demais são fracos!!! Oxiácidos: H x EO y 0 fraco Ex.: HClO 1 moderado Ex.: H 3 PO 4 y-x 2 forte Ex.: H 2 SO 4

9 Nomenclatura Oficial: Hidrácidos Seguem a seguinte regra: Ácidos + ídrico Radical do Elemento Oxiácidos Seguem a seguinte regra: Ácido + Radical do Elemento ico (+ oxigênio) oso (- oxigênio)

10 Nomenclatura Oxiácidos: Clube dos 6: -H 2 SO 4 -HNO 3 -H 3 PO 4 -H 2 CO 3 -H 3 BO 3 -HClO 3 Ácido Per...ico Ácido Ácido +7 +6,+5...ico +4,+3,+2...oso +1 Ácido Hipo...oso +1 Ex: H 3 PO 2 ác. Hipofosforoso +7 HClO 4 ác. Perclórico H 2 SO 3 +4 ác. Sulfuroso Menos Oxigênios

11 Exemplo: +2-2 H 2 S Ácido sulfídrico H 2 SO 3 Ácido sulfuroso *Para ácidos do enxofre usamos o radical em latim sulfur H 2 SO 4 Ácido sulfúrico

12 Prefixos Orto, Meta e Piro O prefixo Orto é usado para o Ácido Fundamental; o prefixo meta é usado quando do Ácido orto retira-se 1H 2 O; o piro é usado para indicar a retirada de 1H 2 O de duas Moléculas do orto. 2 x - 1 H 2 O H 3 PO HPO 3 Ácido Ácido (orto) fosfórico meta fosfórico - 1 H 2 O H 4 P 2 O Ácido piro fosfórico 7 +5

13 Características gerais dos ácidos Apresentam sabor azedo; Desidratam a matéria orgânica; Deixam incolor a solução alcoólica de fenolftaleína; Neutralizam bases formando sal e água;

14 Ácidos importantes: 1) H 2 SO 4 Ác. 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 *É usado para medir o desenvolvimento industrial de um país.

15 Ácidos importantes: 2) HCl Ác. 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. *A limpeza de superfícies com ácido clorídrico é chamada de decapagem.

16 Ácidos importantes: 3) HNO 3 Ác. Nítrico (áqua fortis) Líquido incolor fumegante ao ar que ataca violentamente os tecidos animais e vegetais, produzindo manchas amareladas na pele. É muito usado em química orgânica para a produção de nitrocompostos. CH 3 CH 3 + 3HNO 3 NO 2 - -NO 2 + 3H 2 O TNT NO 2 *As manchas na pele são causadas pela reação xantoprotéica.

17 Ácidos importantes: 4) H 3 PO 4 Ác. Fosfórico (Acidulante INS-338) É um líquido xaporoso 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. *Seus fosfatos fazem parte da formulação do fertilizante NPK.

18 Bases De acordo com Arrhenius, base ou hidróxido é toda substância que, dissolvida em água, dissocia-se fornecendo como ânion exclusivamente OH - (hidroxila ou oxidrila). NaOH Na + + OH - Ca(OH) 2 Ca OH - Al(OH) 3 Al OH - Possuem OH - (direita); Metais; Lig. Iônicas; Sólidas; Fixas.

19 Bases (exceção) * NH 3 + H 2 O NH 4 OH Ametais; Lig. covalentes; Solução aquosa; Volátil.

20 Nomenclatura Hidróxido de Nome do Elemento NaOH Fe(OH) 2 Fe(OH) 3 hidróxido de sódio hidróxido de ferro II hidróxido de ferro III

21 Classificação Quanto ao Número de Hidroxilas - Monobases: NaOH; NH 4 OH - Dibases: Ca(OH) 2 ; Mg(OH) 2 - Tribases: Al(OH) 3 ; Fe(OH) 3 - Tetrabases: Pb(OH) 4 ; Sn(OH) 4 Quanto ao Grau de Dissociação Iônica - Fortes: Os hidróxidos de metais alcalinos (G1) e metais alcalinos terrosos (G2). - Fracas: Nesse grupo incluem-se o hidróxido de amônio (NH 4 OH) e as demais bases.

22 Classificação Quanto à Solubilidade em Água - Totalmente solúveis: os hidróxidos dos metais alcalinos (G1) e o hidróxido de amônio (NH4OH). - Parcialmente solúveis: hidróxidos dos metais alcalino-terrosos (G2). - Insolúveis: todos os demais hidróxidos. KOH Monobase Forte Solúvel Al(OH) 3 Tribase Fraca Insolúvel

23 Características gerais das bases Apresentam sabor caústico; Estriam a matéria orgânica; Deixam vermelha a solução alcoólica de fenolftaleína; Neutralizam ácidos formando sal e água;

24 Bases importantes: 1) 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 fabricação de sabões e detergentes e como desentupidor de ralos e esgotos. *Sabões e detergentes são chamados de agentes tensoativos e possuem caráter básico.

25 Bases importantes: 2) 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 na caiação de paredes e muros, na neutralização de solos ácidos e na fabricação de doces. CaO + H 2 O Ca(OH) 2 Cal Virgem Cal Apagada

26 Bases importantes: 3) Mg(OH) 2 Hidróxido de magnésio (Leite de magnésia) É uma suspensão leitosa, obtida a partir do MgO. É usada como antiácido estomacal e também como laxante. Mg(OH) 2 + 2HCl MgCl 2 + 2H 2 O *Antigamente era aplicada nas axilas para impedir a ação dos ácidos que causam odores indesejáveis.

27 Bases importantes: 4) Al(OH) 3 Hidróxido de alumínio (Maalox) É uma suspensão gelatinosa que pode adsorver moléculas orgânicas que por ventura estejam em solução aquosa (no tratamento da água). É usada como antiácido estomacal, para tingimentos e na preparação de lacas (resina ou verniz) para pintura artística. *Como antiácido estomacal recebe os nomes de Mylantha plus e Gelmax.

28 Sais Sal é todo composto que em água dissocia liberando um cátion de H + e um ânion de OH -. A reação de um ácido com uma base recebe o nome de neutralização ou salificação. Ácido + Base Sal + Água Salificação HCl + NaOH NaCl + H 2 O Neutralização

29 Nomenclatura Obedece à expressão: (nome do ânion) de (nome do cátion) Sufixo do ácido ídrico ico oso Sufixo do ânion eto ato ito H 2 SO 4 + Ca(OH) 2 CaSO H 2 O Sulfato de cálcio (gesso)

30 Sais neutros ou normais São obtidos por neutralização total (H + ioniz = OH - ): H 2 CO 3 + Ca(OH) 2 CaCO H 2 O 2 NaOH + H 2 SO 4 NaSO H 2 O

31 Sais Ácidos e Sais Básicos São obtidos por neutralização parcial (H + ioniz OH - ): H 2 CO 3 + NaOH NaHCO 3 Sal ácido ou hidrogenossal + H 2 O HCl + Mg(OH) 2 Mg(OH)Cl Sal básico ou hidróxissal + H 2 O

32 Classificação Quanto à Presença de Oxigênio - Oxissais : CaSO 4, CaCO 3, KNO 3 - Halóides: NaCl, CaCl 2, KCl 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

33 Classificação Quanto à Presença de Água - Hidratados: CuSO 4.5 H 2 O; CaSO 4.2 H 2 O - Anidro: KCl; NaCl; CaSO 4 Quanto à Natureza - Neutros ou normais: NaBr; CaCO 3 - Ácidos ou Hidrogenossais: NaHCO 3 ; CaHPO 4 - Básicos ou Hidroxissais: Ca(OH)Br - Duplos ou mistos: NaKSO 4 ; CaClBr

34 Sais importantes: 1) NaHCO 3 Bicarbonato de sódio (ENO,Sonrisal) É um pó branco que perde CO 2 com facilidade (efervescência). É usado como antiácido estomacal, fermento químico e nos extintores de incêndio. H 2 CO 3 NaHCO 3 + H 2 O NaOH + H 2 O+ CO 2 *Pode ser usado para neutralizar os ácidos graxos na manteiga rançosa.

35 Sais importantes: 2) 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. CaCO 3 CaO + CO 2 *Na Espanha é encontrado na região de Aragón, daí seu nome mineral (aragonita). Na forma de estalagmites pode ser chamado de calcita (mármore Carrara).

36 Sais importantes: 3) NaNO 3 Nitrato de sódio (Salitre do Chile) É um sólido cristalizado no sistema cúbico, além de ser um ótimo oxidante para reações químicas. É usado na fabricação de fertilizantes e explosivos. *Nos Andes era utilizado na conservação da carne por ser higroscópico.

37 Sais importantes: 4) NH 4 Cl Cloreto de amônio (Sal amoníaco) É um sólido granulado obtido do líquido amoniacal das fábricas de gás. É usado na fabricação de fabricação de pilhas secas, na soldagem, na galvanização do ferro e na fabricação de tecidos. *Por ser higroscópico é utilizado na fabricação de bolachas.

38 Óxidos Óxido é todo composto binário oxigenado, no qual o oxigênio é o elemento mais eletronegativo. Fórmula geral dos óxidos: E x+ 2 O 2- X Exemplos: CO 2, H 2 O, Mn 2 O 7, Fe 2 O 3

39 Nomenclatura Regra geral: (Prefixo) + óxido de (prefixo) + elemento CO N 2 O 5 P 2 O 3 H 2 O -monóxido de monocarbono -pentóxido de dinitrogênio -trióxido de difosforo -monóxido de dihidrogênio Para metais: Nox fixo(g1e g2)- 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 (óxido ferroso) Fe 2 O 3 -óxido de ferro III (óxido férrico)

40 Classificação Óxidos Ácidos Óxidos Básicos Óxidos Anfóteros Óxidos Neutros Óxidos Duplos Peróxidos Superóxidos

41 Classificação 1 Óxido s Básic os Óxidos Anfóteros Óxidos Ácidos (anidridos) Nox OB + H 2 O BASE OB + ÁCIDO SAL + ÁGUA OA + H 2 O ÁCIDO OA + BASE SAL + ÁGUA ÓXIDO DUPLO OU MISTO= Me 3 O 4 ÓXIDOS INDIFERENTES OU NEUTROS= CO, NO, N 2 O. PERÓXIDOS=...O 2 H, G1 e G2 SUPERÓXIDOS=...O 4

42 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 CaO (cal virgem, cal viva ) Óxido básico + ácido sal + H 2 O MgO + 2HCl MgCl 2 + H 2 O

43 Óxidos Ácidos (anidridos) São formados por ametais e reagem com água formando ácidos e com bases formando sal e água. Óxido ácido + H 2 O ácido (gás carbônico) EFEITO ESTUFA 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 chuva ácida CO 2 + Ca(OH) 2 CaCO 3 + H 2 O

44 Óxidos Anfóteros (anfipróticos) São óxidos de caráter intermediário entre ácido e básico. Reagem com ácidos e bases formando sal e água. Óxido anfótero + ácido/base sal + água ZnO + 2HCl ZnCl 2 + H 2 O ZnO + 2NaOH Na 2 ZnO 2 + H 2 O Al 2 O 3 - ZnO ZnO (hipoglós) Al 2 O 3 (alumina)

45 Óxidos Neutros (indiferentes) São todos covalentes e não reagem com base, ácido ou água; mas podem reagir com oxigênio. CO + H 2 O Não ocorre reação NO + HCl Não ocorre reação Óxido Neutro + O 2 Oxidação CO + ½O 2 CO 2 CO - NO

46 Óxidos Duplos (mistos) São óxidos que, quando aquecidos, originam dois outros óxidos. M 3 O 4 Fe, Pb, Mn FeO + Fe 2 O 3 Fe 3 O 4 (magnetita,imã) Fe 3 O 4 ; Pb 3 O 4 ; Mn 3 O 4

47 Peróxidos São formados por metais alcalinos, alcalinos terrosos e hidrogênio e possuem oxigênio com Nox = -1. M 2 O 2 - MO 2 M. Alcalinos M. Alc. Terrosos Ex.: Na 2 O 2, Li 2 O 2, CaO 2, MgO 2 H 2 O 2 - Ag. Oxidante e Bactericida

48 Superóxidos (polióxidos) São formados por metais alcalinos, alcalinos terrosos e hidrogênio e possuem oxigênio com Nox = - ½. M 2 O 4 - MO 4 M. Alcalinos M. Alc. Terrosos Ex.: Na 2 O 4, Li 2 O 4, CaO 4, MgO 4

49 Óxidos importantes: 1) ZnO óxido de Zinco (Hipoglós) É um sólido branco de caráter anfótero (anfiprótico). É usado na fabricação de cremes dermatológicos, na industria de tintas e na galvanização do ferro. *A proteção de superfícies metálicas com tintas ou metais de sacrifício é chamada de proteção anódica.

50 Óxidos importantes: 2) Al 2 O 3 óxido de Alumínio (Bauxita, Alumina) É um sólido muito duro (dureza 9) de onde é extraído por eletrólise o alumínio metálico. Na forma cristalizada é encontrado nas safiras e nos rubis. *É um óxido anfótero abrasivo que também pode ser chamado de Coríndon.

51 Óxidos importantes: 3) H 2 O 2 Peróxido de hidrogênio (água oxigenada) É uma solução aquosa que se decompõe facilmente em presença de luz (fotólise). É utilizada como agente oxidante e bactericida. H 2 O 2 H 2 O + ½O 2 *Os recipientes que guardam a água oxigenada são opacos para impedir a entrada de luz.

52 Óxidos importantes: 4) Fe 3 O 4 Tetróxido de triferro (magnetita, imã) É um sólido escuro que apresenta características ferromagnéticas. É utilizado na fabricação de caixas de som e aparelhos eletrônicos em geral. FeO + Fe 2 O 3 Fe 3 O 4 *A tarja dos cartões magnéticos é constituída por este óxido.