funcoes inorganicas

Funções inorgânicas

QUÍMICA GERALQUÍMICA GERAL

Escola Superior de Tecnologia

Substâncias Químicas Substâncias Químicas

As substâncias química são divididas em dois grupos fundamentais:

• Substâncias orgânicas – É a química do carbono. A substâncias existentes nos seres vivos.• Substâncias inorgânicas (ou minerais)

Substâncias inorgânicasSubstâncias inorgânicas

As substâncias inorgânicas foram divididas em grupos menores,

denominados funções químicas inorgânicas.

funções químicas – É um conjunto de substâncias que apresentam

propriedades químicas semelhantes, chamadas de propriedades

funcionais.

As funções químicas inorgânicas que iremos estudar são:

Ácidos

Bases

Sais

Óxidos

Alguns conceitos importantesAlguns conceitos importantesDissociação e ionização:

Dissociação iônica ou dissociação eletrolítica: É separação de íons

já existentes no composto.

Ex: NaCl

Na+Cl- → Na+ + Cl-

Ionização: É uma reação química que ocorre entre moléculas

produzindo íons que não existiam anteriormente.

Ex: HCl

HCl → H+ + Cl-

água

água

Alguns conceitos importantesAlguns conceitos importantesGrau de ionização:

• A extensão da ionização depende da substância considerada.

• De cada 100 moléculas de HCl que colocarmos em água, 92 se ionizam em H+ e Cl-.

• De cada 100 moléculas de HF dissolvida em água, apenas 8 se ionizam em H+ e F-.

Para medir a maior ou menor extensão de uma ionização, usa-se o chamado grau de ionização (ou o grau de dissociação iônica) que é representado pela letra α.

α= Número de moléculas ionizadas

Número de moléculas dissolvidas

• no caso do HCl: α = ?

• no caso de HF: α = ?

Alguns conceitos importantesAlguns conceitos importantes• O grau de ionização varia entre 0 e 1 (0% e 100%).

• Valores de α próximo de zero, significa que a substância está

pouco ionizada, eletrólito fraco.

• Valores de α próximo de 1, a substância está bastante

ionizada, eletrólito forte.

Eletrólito??

ÁcidosÁcidos

Do ponto de vista prático, os ácidos apresentam as seguintes características:

têm sabor azedo

formam soluções aquosas condutoras de eletricidade

mudam a cor de certas substâncias

Os ácidos são muito comuns em nosso dia-a-dia: exemplos

Do ponto de vista teórico, Arrhenius definiu os ácidos como:

Compostos que em solução aquosa se ionizam, produzindo como íon positivo apenas cátion hidrogênio (H+)

HCl → H+ + Cl-

H2SO4 → 2H+ + SO42-

água

água

Classificação dos Ácidos

Atualmente, na verdade, em solução aquosa, o cátion H+ se une a uma molécula de água formando o íon H3O+, chamado de hidrônio ou hidroxônio:

HCl + H2O → H3O++ Cl-

H2SO4 + H2O → 2H3O+ + SO42-

Classificação dos ácidos:

De acordo com o número de hidrogênios ionizáveis

Monoácidos: na ionização a molécula produz apenas 1H+ (HCl, HNO3 etc)

Diácidos:na ionização a molécula produz apenas 2H+ (H2SO4, H2CO3 etc)

Triácidos:na ionização a molécula produz apenas 3H+ (H3PO4, H3BO3 etc)

Tetrácidos:na ionização a molécula produz apenas 4H+ (H4P2O7, H4SiO4 etc)

Os ácidos com 2 ou mais hidrogênios ionizáveis são denominados poliácidos.

Classificação dos Ácidos

De acordo com a presença ou não de oxigênio na molécula

Hidrácidos: Não contêm oxigênio

Ex: HCl, HBr, H2S etc.)

Oxiácidos: Contêm oxigênio

Ex: HNO3 , H2SO4, H2CO3 etc.

De acordo com o grau de ionização

Ácidos fortes: quando α > 50%. Ex: HCl (α=92%), H2SO4 (α=61%)

Ácidos moderados ou semifortes: quando 5<α < 50%. Ex: HF (α=8%), H3PO4

(α=27%)

Ácidos fracos: quando α < 5%. Ex: HCN (α=0,008%), H2CO3 (α=0,18%)

Classificação dos Ácidos

Classificação dos ÁcidosQuanto ao grau de ionização – α

→ Oxiácidos: quanto maior a diferença entre o número de oxigênios e o número de hidrogênios, mais forte é o ácido. Representando um oxiácido por HnEOm, temos:

• m – n = 3 → ácido muito forte. Exemplos: HClO4, HMnO4

• m – n = 2 → ácido forte. Exemplos: HNO3, H2SO4

• m – n = 1 → ácido semi-forte. Exemplos: H 3PO4, H 2SO3

• m – n = 0 → ácido fraco. Exemplos: HClO, H3PO3, H3BO3

Exceção: ácido carbônico (H 2CO3) é considerado ácido fraco, apesar de m – n = 1

Quanto à volatilidade

Voláteis – possuem baixo ponto de ebulição.

Exemplos: HCl, H2S, HCN, HNO3.

Fixos – possuem alto ponto de ebulição.

Exemplos: H2SO4, H 3PO4, H 3BO3.

Classificação dos Ácidos

Nomenclatura dos Ácidos

→ Hidrácidos ( Hn A ):

Ácidos Ácidos + ídrico+ ídricoRadical do ElementoRadical do Elemento

Exemplos:-ácido clorídrico (HCl)-ácido fluorídrico (HF)-ácido sulfídrico (H2S)

-ácido cianídrico (HCN)

Nomenclatura dos Ácidos→ Oxiácidos:

De acordo com o elemento central temos o prefixo OSO para o

menor NOx (Número de Oxidação) e ICO para o maior Nox.

Exemplos:

- Coluna 14 ou 4A: - ácido carbônico (H2CO3) - carbono (C) com

Número de Oxidação (NOx) = +4 (único ácido inorgânico com

carbono).

- Coluna 15 ou 5A:

ácido nitroso (HNO2) - nitrogênio (N) com NOx = +3;

ácido nítrico (HNO3) - nitrogênio (N) com NOx = +5.

Nomenclatura dos Ácidos

- Coluna 16 ou 6A:

ácido sulfuroso (H2SO3) - enxofre (S) com NOx = +4;

ácido sulfúrico (H2SO4) - enxofre (S) com NOx = +6.

- Coluna 17 ou 7A:

ácido hipocloroso (HClO) - cloro (Cl) com NOx = +1 (o prefixo HIPO é

obrigatório quando temos o elemento central com carga 1);

ácido cloroso (HClO2) - cloro (Cl) com NOx = +3;

ácido clórico (HClO3) - cloro (Cl) com NOx = +5;

ácido perclórico (HClO4) - cloro (Cl) com NOx do Cl = +7 (o prefixo PER é

obrigatório quando temos o elemento central com carga 7, como em

Permanganato de potássio).

Praticando:

1. Classifique os ácidos abaixo quanto à presença de oxigênio na sua composição, ao número de hidrogênios ionizáveis, grau de ionização (força do ácido) e dê a nomenclatura:

a) HNO3 b) HCl c) H2SO4

• De acordo com Arrhenius: são substâncias que, ao serem

dissolvidas em água, liberam exclusivamente os ânions

OH- (hidroxila). Os cátions, liberados também nesse

processo, variam de uma base para outra.

NaOH → Na+(aq) + OH–(aq)

• Dentre as principais bases, somente o hidróxido de

amônio resulta de uma ionização. As demais, resultam da

dissociação iônica dos respectivos hidróxidos, quando

dissolvidos em água.

Bases ou hidróxidosBases ou hidróxidos

Propriedades funcionais das bases• Presença do ânion hidroxila (OH–).

• Com exceção dos hidróxidos de alcalinos, todas as demais

bases se decompõem com o calor com relativa facilidade.

• Apresentam sabor adstringente.

• Mudam a cor dos indicadores: o papel tornassol vermelho fica

azul e a solução de fenolftaleína, quando incolor passa para

vermelho.

• Conduzem corrente elétrica quando dissolvidas em água.

• Reagem com os ácidos, originando sais e água.

Classificação das bases

Quanto ao número de hidroxilas

• Monobases – apresentam uma hidroxila como ânion.

Exemplos: NaOH, NH4OH

• Dibases – apresentam duas hidroxilas como ânion.

Exemplos: Ca(OH)2, Zn(OH)2, Ba(OH)2.

• Tribases – apresentam três hidroxilas como ânion.

Exemplos: Al(OH)3, Ga(OH)3, Fe(OH)3.

Quanto ao grau de dissociação

Quanto mais solúvel em água a base, mais forte ela será.

• Bases Fortes – são as bases do grupo 1A e 2A, pois apresentam

uma alta solubilidade. Exemplos: LiOH, Ba(OH)2.

• Bases Fracas – são as bases formadas pelos demais elementos.

Exemplos: Zn(OH)2, Fe(OH)3, AgOH.

• Exceções: NH4OH, que é uma base solúvel porém fraca e o

Mg(OH)2 que é uma base insolúvel e fraca.

Nomenclatura das bases

• a) quando o cátion possui nox fixohidróxido de + cátion (nome do metal ou grupo ligado á

hidroxila)Exemplo: KOH – hidróxido de potássio

• b) quando o cátion não apresenta nox fixohidróxido de + cátion + nox em algarismo romano

Exemplos: Fe(OH)2 - hidróxido de ferro II ou hidróxido ferroso - ferro (Fe) com NOx = +2.

Fe(OH)3 - hidróxido de ferro III ou hidróxido férrico - ferro (Fe) com NOx = +3;

Praticando:

Classifique as bases a seguir quanto ao número de hidroxilas, ao grau de dissociação, à solubilidade em água e dê suas nomenclaturas:

a) KOH b) Mg(OH)2 c) NaOH d) Fe(OH)2

SaisSais

• São compostos que em meio aquoso se

dissociam, liberando pelo menos um

cátion diferente de H+ e pelo menos um

ânion diferente de OH-.

Propriedades funcionaisPropriedades funcionais

• Possuem sabor azedo.

• Conduzem corrente elétrica quando em solução aquosa ou quando fundidos.

• Podem reagir com ácidos, bases, outros sais e metais.

• Quase todos apresentam-se em estado sólido ou na forma de cristais.

Classificação dos saisClassificação dos sais

De acordo com a presença de oxigênio

• Sais halóides - não possuem oxigênio. Exemplos: NaI, KBr

• Oxissais - possuem oxigênio.

Exemplos: CaCO3, MgSO4

De acordo com natureza dos íons

• Sal normal – é formado pela neutralização completa entre um ácido e

uma base. Não possui nem H+ nem OH- . Exemplo: NaCl

• Hidrogenossal ou sal ácido – é um sal que apresenta dois cátions, sendo

um deles H+, e somente um ânion. Exemplo: NaHCO3

• Hidroxissal ou sal básico – é um sal que apresenta dois ânions, sendo um

deles OH-, e somente um cátion. Exemplo: CaOHCl

De acordo com natureza dos íons

• Sal duplo ou sal misto – é um sal que apresenta dois cátions

diferentes (exceto H+) ou dois ânions diferentes (exceto

OH-) e somente um cátion. Exemplos: CaClClO, NaLiSO4

• Sal hidratado – apresenta no retículo cristalino, moléculas

de água em proporção definida. A água combinada dessa

maneira chama-se água de cristalização, e a quantidade de

moléculas de água é indicada, na nomenclatura do sal, por

prefixos. Exemplo: CuSO4.5H2O

Nomenclatura dos saisNomenclatura dos sais

• Obedece à expressão:

(nome do ânion) de (nome do cátion)• É obtida a partir da nomenclatura do ácido que

originiou o ânion participante do sal, pela mudança de sufixos.

Sufixo do ácido Sufixo do ânionídrico etoico atooso ito

Nomenclatura dos saisNomenclatura dos sais

• Exemplos:

Ácido de origem

Ânion Cátion Sal

HCl - clorídrico Cl- - cloreto Na+ NaCl – cloreto de sódio

H2SO4 - sulfúrico SO42- - sulfato Ca2+ CaSO4 – sulfato

de cálcioHNO2 - nitroso NO2

- - nitrito Al3+ Al(NO2)3 – nitrito de alumínio

Nomenclatura dos saisNomenclatura dos sais

Hidrogeno-sal ou sal ácidoExemplo: Na+H+CO3

2- - NaHCO3

Carbonato(mono)ácido de sódio (mono)hidrogeno carbonato de sódio Bicarbonato de sódio

Hidróxi-sal ou sal básicoExemplo: Ca2+(OH)-Cl- - Ca(OH)Cl cloreto(mono) básico de cálcio (mono)hidróxi cloreto de cálcio

Nomenclatura dos saisNomenclatura dos saisSal duplo ou misto com dois cátions

nome do ânion de nome dos cátions

Exemplo: Na+Li+SO42- - NaLiSO4 – Sulfato de

sódio e lítio

Sal duplo com dois ânions

nome dos ânions de nome do cátion

Exemplo: Ca2+Cl-ClO- - CaClClO – Hipoclorito cloreto de cálcio

PraticandoAlguns sais inorgânicos são utilizados na medicina no tratamento de doenças, são exemplos disso o bicarbonato de sódio como antiácido, o carbonato de amônio como expectorante, o permanganato de potássio como antimicótico e o nitrato de potássio como diurético. Assinale a alternativa que contém a fórmula química desses sais, respectivamente.

A) Na2CO3, (NH4)2CO3, KMnO4 e KNO3

B) NaHCO3, (NH4)2CO3, KMnO4 e KNO3

C) NaHCO3, (NH4)2CO3, KMnO4 e K2NO3

D) NaHCO3, NH4CO3, KMnO4 e KNO3

E) Na2CO3, NH4CO3, KMnO4 e K2NO3

ÓxidoÓxido

• Óxido é todo composto binário oxigenado, Óxido é todo composto binário oxigenado, no qual o oxigênio é o elemento mais no qual o oxigênio é o elemento mais eletronegativo.eletronegativo.

• Fórmula geral: Fórmula geral: Ex+2 O2-

X

• Exemplos: Exemplos: CO CO22, H, H22O, MnO, Mn22OO7, 7, FeFe22OO33

Classificação dos óxidosClassificação dos óxidos• Óxidos Básicos

• Óxidos Ácidos

• Óxidos Anfóteros

• Óxidos Neutros

• Óxidos Duplos

• Peróxidos

• Superóxidos

Óxidos Básicos (metálicos)Óxidos Básicos (metálicos)• São formados por metais alcalinos e alcalinos terrosos e

pelos demais metais com Nox baixo, reagem com água

formando bases e com ácidos formando sal e água.

Óxido básico + HÓxido básico + H22O O →→ base base

CaO + H2O → Ca(OH)2

Óxido básico + ácido Óxido básico + ácido →→ sal + H sal + H22OO

MgO + 2HCl → MgCl2 + H2O

Óxidos Ácidos (anidridos)Óxidos Ácidos (anidridos)• São formados por ametais e por certos metais com Nox

elevado, reagem com água formando ácidos e com

bases formando sal e água.

• Óxido ácido + HÓxido ácido + H22O O →→ ácido ácido

NN22OO55 + H + H22O O →→ 2HNO 2HNO33 “chuva ácida”“chuva ácida”

SOSO33 + H + H22O O →→ H H22SOSO44

• Óxido ácido + base Óxido ácido + base →→ sal + H sal + H22OO

CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O

Óxidos Anfóteros Óxidos Anfóteros • São óxidos de caráter intermediário entre ácido e

básico. Reagem com ácidos e bases formando sal e

água.

• Óxido anfótero + ácido/base Óxido anfótero + ácido/base →→ sal + água sal + água

ZnOZnO + 2HCl + 2HCl →→ ZnCl ZnCl22 + H + H22OO

ZnOZnO + 2NaOH + 2NaOH →→ Na Na22ZnOZnO22 + H + H22OO

• Exemplos: Al2O3 , ZnO , PbO, SnO, SnO2, As2O3, As2O5

Óxidos Neutros (indiferentes)

• São todos covalentes que não reagem com base,

ácido ou água; mas podem reagir com oxigênio.

CO + HCO + H22O O →→ Não ocorre reaçãoNão ocorre reação

NO + HCl NO + HCl →→ Não ocorre reaçãoNão ocorre reação

• Óxido Neutro + OÓxido Neutro + O22 →→ Oxidação Oxidação

CO + CO + ½½OO2 2 →→ CO CO22

• Exemplos: CO, NO, N2O

Peróxidos• São formados por metais alcalinos, alcalinos terrosos e

hidrogênio e possuem oxigênio com Nox = -1.

MM22OO2 2 - - MOMO22

M. Alcalinos M. Alc. TerrososM. Alcalinos M. Alc. Terrosos

• Exemplos: Exemplos: NaNa22OO22, Li, Li22OO22, CaO, CaO22, MgO, MgO22

SuperóxidosSuperóxidos

• São formados por metais alcalinos, alcalinos

terrosos e hidrogênio e possuem oxigênio com

Nox = - ½.

MM22OO4 4 - - MOMO44

M. Alcalinos M. Alc. TerrososM. Alcalinos M. Alc. Terrosos

• Exemplos: Exemplos: NaNa22OO44, Li, Li22OO44, CaO, CaO44, MgO, MgO44

Nomenclatura dos óxidosNomenclatura dos óxidos

• Regra geral: Regra geral:

(Prefixo) + (Prefixo) + óxidoóxido dede (prefixo) + elemento (prefixo) + elemento

Exemplos:Exemplos: CO CO monóxido de carbonomonóxido de carbono

NN22OO5 5 pentóxido de dinitrogêniopentóxido de dinitrogênio

Nox fixo - Nox fixo - óxidoóxido dede elemento elemento

Para metais:Para metais:

∆∆ Nox - Nox - óxidoóxido dede elemento + elemento + valênciavalência

Nomenclatura dos óxidosNomenclatura dos óxidos

• Exemplos:

• NaNa22O –O – óxido de sódioóxido de sódio

• AlAl22OO3 3 –– óxido de alumínioóxido de alumínio

• FeO – FeO – óxido de ferro II (óxido ferroso)óxido de ferro II (óxido ferroso)

• FeFe22OO3 3 – – óxido de ferro III (óxido férrico)óxido de ferro III (óxido férrico)

As nuvens vulcânicas são constituídas pelos gases sulfeto de hidrogênio, monóxido de carbono, dióxido de carbono e dióxido de enxofre. O item que contém corretamente as fórmulas dos gases citados acima é:

a) H2SO4, CO, CO2 e SO3

b) CaO, H2SO3, CO2 e H2SO4

c) CO, CO2, SO3 e H2SO4

d) H2S, CO, CO2, e SO2

e) H2S, CO, CO2 e SO3