QUÍMICA Geral Funções Inorgânicas (I) Prof. Italo Mammini Filho
Ácidos Segundo Arrhenius... Ionizar significa formar íons, ou seja, os ácidos são compostos moleculares (seus átomos se unem por ligações covalentes).... ácido é todo composto que ioniza em solução aquosa, produzindo H + como único cátion. Observe: HCl(aq) = H + (aq) + Cl - (aq) H 2 SO 4 (aq) = 2 H + (aq) + SO 4 2- (aq) H 3 PO 4 (aq) = 3 H + (aq) + PO 4 3- (aq)
Atualmente, sabemos que o íon H + não é estável. Ele se une a uma molécula de água, originando o H 3 O + (hidroxônio ou hidrônio). H perde o elétron... H + une-se à água... H 3 O + átomo de hidrogênio (1 próton; 1 elétron) cátion hidrogênio (1 próton) cátion hidroxônio ligação coordenada (dativa) H + x x O H + O H H H H
As equações de ionização podem, então, ser atualizadas: Antes: Hoje: HCl(aq) = H + (aq) + Cl - (aq) HCl(aq) + H 2 O(l) = H 3 O + (aq) + Cl - (aq) H 2 SO 4 (aq) = 2 H + (aq) + SO 4 2- (aq) H 2 SO 4 (aq) + 2 H 2 O(l) = 2 H 3 O + (aq) + SO 4 2- (aq) H 3 PO 4 (aq) = 3 H + (aq) + PO 4 3- (aq) H 3 PO 4 (aq) + 3 H 2 O(l) = 3 H 3 O + (aq) + PO 4 3- (aq) Apesar das diferenças, é comum o uso indistinto dos dois tipos de equação.
Os átomos de hidrogênio que aparecem na fórmula de um ácido e podem ser liberados como H + (H 3 O + ) são chamados de hidrogênios ionizáveis. Como regra geral, todos os H presentes na fórmula de um ácido são ionizáveis. H 3 PO 3 (2 H + ) H O P O H H O H 3 PO 2 (1 H + ) H ácidos orgânicos O H O P H O CH 3 C O H
Nomenclatura dos Ácidos (Regras Práticas) HIDRÁCIDOS (ácidos sem oxigênio) Ácido + nome do elemento + ÍDRICO HCl : ácido clorídrico HBr : ácido bromídrico HF : ácido fluorídrico HI : ácido iodídrico H 2 S : ácido sulfídrico HCN : ácido cianídrico Note que realmente é usado o radical da palavra (em latim) que dá nome ao elemento (ou grupo).
Entre os hidrácidos, são famosos: HCl : Comercialmente (impuro) é chamado ácido muriático. Usado na remoção de respingos de tinta (ou cal) numa obra...... também é usado para corroer metais antes da aplicação de solda...... além de estar presente no suco gástrico! HCl
HF : Uma das poucas substâncias capazes de atacar o vidro. CH35B741 H 2 S : Tem cheiro de ovo podre! HCN : É mortal, se inalado em quantidade. Esse aí do lado também é de matar!
OXIÁCIDOS (ácidos com oxigênio) Antes da nomenclatura, vamos recordar algo sobre número de oxidação (Nox): H, nos compostos, tem Nox = +1. O, quando à direita, tem Nox = -2. A soma de todos os Nox dos átomos numa molécula é ZERO! +1 +6-2 H 2 S O 4 +2 +6-8 +1 +3-2 H 3 B O 3 +3 +3-6 H 4 P 2 O 7 +1 +5-2 +4 +10-14
Se: nox = +7 PER + nome do +1 +7-2 elemento + ICO H Br O 4 ác. perbrômico Ácido + Se: nox = +5 ou +6 Se: nox = +3 ou +4 nome do elemento nome do + ICO +1 +5-2 H Br O 3 ác. brômico +1 +3-2 Se: nox = +1 ou +2 HIPO + elemento + OSO H Br O 2 ác. bromoso nome do elemento + OSO +1 +1-2 H Br O ác. hipobromoso
As principais exceções a essa regra prática de nomenclatura são: H 2 CO 3 : ácido carbônico H 3 BO 3 : ácido bórico H 4 SiO 4 : ácido silícico CH 3 COOH : ácido acético Observe, agora, como ficariam os nomes dos seguintes ácidos: +1 +5-2 H 3 P O 4 ác. fosfórico +1 +5-2 H 4 P 2 O 7 ác. fosfórico (?) +1 +5-2 H P O 3 ác. fosfórico (?)
É possível que uma substância tenha mais de um nome, mas um mesmo nome não pode designar mais de uma substância! O que ocorre, então, com os ácidos H 3 PO 4, HPO 3 e H 4 P 2 O 7? H 3 PO 4 - H 2 O HPO 3, o de menor, recebe o prefixo META. HPO 3 : ác. metafosfórico Eles diferem no grau de hidratação: H 3 PO 4, o de maior grau, recebe o prefixo ORTO (opcional). H 3 PO 4 : ác. ortofosfórico H 6 P 2 O 8 - H 2 O H 3 PO 4 x 2 H 4 P 2 O 7, o de hidratação intermediária, recebe o prefixo PIRO. H 4 P 2 O 7 : ác. pirofosfórico H 6 P 2 O 8
PREFIXO TIO : Usado quando um átomo de enxofre substitui a um átomo de oxigênio na fórmula de um ácido. H 2 SO 4 ác. sulfúrico HCNO ác. ciânico - O + S - O + S H 2 S 2 O 3 ác. tiossulfúrico HCNS ác. tiociânico Observe que a terminação não é alterada!
Nomenclatura de ânions Como os ânions derivam dos ácidos, sua nomenclatura é baseada numa simples troca de terminações: Se o nome do ácido terminar em: ÍDRICO OSO ICO O nome do ânion terminará em: ETO ITO ATO ATENÇÃO!! A troca é apenas na terminação, não importam os prefixos!
Fórmula do ácido: Nome: Fórmula do ânion: Nome: HCl ác. clorídrico Cl - cloreto H 2 S ác. sulfídrico S 2- sulfeto HNO 2 ác. nitroso NO - 2 nitrito HBrO ác. hipobromoso BrO - hipobromito H 2 SO 4 ác. sulfúrico SO 2-4 sulfato HMnO 4 ác. permangânico MnO - 4 permanganato H 4 P 2 O 7 ác. pirofosfórico P 2 O 4-7 pirofosfato HCNS ác. tiociânico CNS - tiocianato VEJA OS EXEMPLOS ACIMA!
Ionização Parcial Quando um ácido possui mais de um H ionizável, ocorre a ionização por etapas. Usando equações simplificadas: H 2 SO 4 (aq) = H + (aq) + HSO 4- (aq) HSO 4- (aq) = H + (aq) + SO 2-4 (aq) H 2 SO 4 (aq) = 2 H + (aq) + SO 4 2- (aq) 1ª etapa 2ª etapa equação global H 3 PO 4 (aq) = H + (aq) + H 2 PO 4- (aq) H 2 PO 4- (aq) = H + (aq) + HPO 2-4 (aq) HPO -2 4 (aq) = H + (aq) + PO 3-4 (aq) H 3 PO 4 (aq) = 3 H + (aq) + PO 3-4 (aq) 1ª etapa 2ª etapa 3ª etapa equação global
Os ânions derivados de um mesmo ácido, por ionização parcial, devem ter nomes diferentes: H 2 SO 4 ác. sulfúrico H 3 PO 4 ác. fosfórico HSO - 4 : SO 2-4 : H 2 PO - 4 : HPO 2-4 : PO 3-4 : hidrogenossulfato sulfato ácido bissulfato sulfato diidrogenofosfato fosfato diácido hidrogenofosfato fosfato (mono)ácido fosfato O prefixo bi, apesar de antigo, é usado para ânions hidrogenados derivados de ácidos com 2 H ionizáveis. O ânion mais famoso é o HCO 3 - (bicarbonato)
Vejamos alguns oxiácidos famosos: H 2 SO 4 Presente nas baterias de automóvel...... no refino do petróleo......carboniza o açúcar...... pois é um forte desidratante! Na fabricação de tintas, fertilizantes, o ácido sulfúrico é usado em tantos e diferentes processos industriais, que sua produção e consumo servem para medir o grau de desenvolvimento de um país.
HNO 3 Forte oxidante, o ácido nítrico é usado na fabricação de explosivos...... tintas, vernizes e outros produtos. H 3 PO 4 CH 3 COOH O ácido acético (orgânico) em solução é o conhecido vinagre. O ácido fosfórico é usado como acidulante em alimentos e bebidas.
Para descobrir a fórmula de um ácido a partir de seu nome também existem algumas regras práticas : Memorize as fórmulas dos ácidos mais importantes terminados em ICO... Fique tranqüilo: você não vai precisar de uma memória como a minha! HNO 3 : ác. nítrico HClO 3 : ác. clórico H 2 CO 3 : ác. carbônico H 2 SO 4 : ác. sulfúrico H 3 PO 4 : ác. fosfórico... e os seguintes grupos de elementos químicos: P As Sb S Se Cr Cl Br I
As fórmulas para elementos do mesmo grupo são iguais: H 2 SO 4 H 2 SeO 4 H 2 CrO 4 ác. sulfúrico ác. selênico ác. crômico Da fórmula do ácido terminado em ICO: HClO 3 ác. clórico adicione 1 oxigênio subtraia 1 oxigênio HClO 4 ác. perclórico HClO 2 ác. cloroso subtraia 2 oxigênios HClO ác. hipocloroso
Finalmente, vale ressaltar que todas essas regras práticas têm exceções; elas procuram apenas facilitar um pouco o trabalho de memorização de nomes e fórmulas. Aprender fórmulas e nomes de compostos químicos é como aprender o vocabulário de um idioma estrangeiro: quanto mais palavras você souber, maior será sua fluência. Usted habla español? Sprechen Sie Deutsch? Do you speak English? Parlez-vous français?