funÇÕes inorgÂnicas Ácido, base, sal e Óxido professor: andrei kaiser
TRANSCRIPT
FUNÇÕES FUNÇÕES
INORGÂNICASINORGÂNICAS
FUNÇÕES FUNÇÕES
INORGÂNICASINORGÂNICAS
Ácido, Base, Sal e Ácido, Base, Sal e ÓxidoÓxido
Professor: Andrei Kaiser
Funções químicasFunções químicas• Função química corresponde a um
conjunto de substâncias que apresentam propriedades químicas semelhantes.As substâncias inorgânicas podem ser classificadas em quatro funções:
ÁcidosBases Sais Óxidos
ÁcidosÁcidos
Ácidos de Arrhenius: são substâncias compostas que em solução aquosa liberam como cátion o Hidrogênio
( H+).
Equação de Ionização dos ácidos
HCl H+ + Cl-
Características gerais dos Características gerais dos ácidosácidos
Apresentam sabor azedo;Desidratam a matéria orgânica;Deixam incolor a solução
alcoólica de fenolftaleína;Neutralizam bases formando sal
e água;
Classificação dos ÁcidosClassificação dos Ácidos
Quanto a presença ou ausência de Oxigênio
Hidrácidos (HCl, H2S, HBr)
Oxiácidos (H2SO4, H3PO4, HClO4)
Nomenclatura OficialNomenclatura OficialHidrácidosSeguem a seguinte regra: Ácido + ídrico Radical do Elemento
OxiácidosOxiácidosSeguem a seguinte regra:Seguem a seguinte regra:
ico (+ oxigênio)ico (+ oxigênio) Ácido _____________ + Ácido _____________ +
Radical do Elemento Radical do Elemento oso (- oso (- oxigênio)oxigênio)
Nomenclatura Nomenclatura OxiácidosOxiácidos
• Ácido Per..... ico• Ácido ..... ico• Ácido ..... oso• Ácido Hipo ..... oso
Menos
Oxigênios
+7
+6,+5
+4,+3,+2
+1
Ex: H3PO2 – ácido Hipofosforoso
HClO4 – ácido Perclórico
H2SO3 – ácido Sulfuroso
Nomenclatura de Nomenclatura de Outros ÁcidosOutros Ácidos
• Alguns ácidos de um mesmo elemento têm os prefixos de seus nomes atribuídos em função de seu grau de hidratação:
• O prefixo orto é dispensável.
• O exemplo mais importante desse caso é o ácido fosfórico (H3PO4):
Fórmula estrutural dos oxiácidos1) escrever o elemento central;
2) ligar o elemento central a tantos grupos – OH quantos forem os hidrogênios ionizáveis;
3) ligar o elemento central aos oxigênios restantes através de uma dupla ligação ou por ligação dativa
• Exemplos
Classificação dos Classificação dos ÁcidosÁcidos
• Além da classificação baseada na presença de oxigênio na molécula, os ácidos podem ser classificados segundo outros critérios:
• Número de hidrogênios ionizáveis:
• Em função do número de íons H+ ou H3O+ liberados por molécula ionizada, os ácidos podem ser assim classificados:
• Nos hidrácidos, todos os hidrogênios presentes nas moléculas são ionizáveis.
• Nos oxiácidos, são ionizáveis somente os hidrogênios ligados a átomos de oxigênio (O).
• Assim, em soluções aquosas, os ácidos podem liberar um ou mais íons H+ para cada molécula de ácido ionizado, e cada íon H+ liberado corresponde a uma etapa de ionização.
• Veja, por exemplo, a ionização do H2SO4:
Grau de ionização• Grau de ionização de um ácido (α) é a relação
entre o número de moléculas ionizadas e o número total de moléculas dissolvidas. Para o cálculo dessa relação, usamos a seguinte expressão:
• Veja o exemplo:De cada 100 moléculas de HCl dissolvidas, 92 moléculas sofrem ionização:
Para comparar os graus de ionização (α), devemos medir a condutibilidade das soluções aquosas dos ácidos:
• Os hidrácidos mais conhecidos são assim classificados:
A força dos oxiácidos pode ser determinada pela diferença (x) entre o número de átomos de oxigênio e o número de átomos de hidrogênio ionizáveis.
Observações:1. O ácido carbônico (H2CO3), por ser um ácido instável,
decompõe-se mais facilmente do que se ioniza, apresentando um pequeno grau de ionização. Assim, é considerado um
ácidofraco, não seguindo a regra apresentada.
2. O ácido acético (H3CCOOH) pode ser obtido a partir do álcool comum, o que acontece quando o vinho azeda. Esse ácido é o principal componente do vinagre e será estudado com detalhes em Química Orgânica. Veja sua fórmula estrutural e sua ionização:
Como seu grau de ionização é 1,3%, ele é considerado um ácido fraco.
Ácidos importantesÁcidos importantes
1) H2SO4– Ác. Sulfúrico(ácido ou solução de bateria)
É um líquido incolor e oleoso de densidade É um líquido incolor e oleoso de densidade 1,85 g/cm3, é um ácido forte que reage com metais 1,85 g/cm3, é um ácido forte que reage com metais
originando sulfatos.originando sulfatos.Pode ser obtido a partir da seguinte reação:Pode ser obtido a partir da seguinte reação:
SOSO33 + + HH22OO HH22SOSO44
2) HCl – Ác. Clorídrico (ácido muriático)
Solução de hidreto de cloro em Solução de hidreto de cloro em água. Apresenta forte odor, além de ser água. Apresenta forte odor, além de ser sufocante. É utilizado na limpeza de sufocante. É utilizado na limpeza de peças metálicas e de superfícies de peças metálicas e de superfícies de mármore. É encontrado no suco gástrico mármore. É encontrado no suco gástrico humano.humano.3) HNO3) HNO33 – Ác. Nítrico – Ác. Nítrico ( ( áqua fortisáqua fortis))
Líquido incolor fumegante ao ar que Líquido incolor fumegante ao ar que ataca violentamente os tecidos animais e ataca violentamente os tecidos animais e vegetais , produzindo manchas vegetais , produzindo manchas amareladas na pele. É muito usado em amareladas na pele. É muito usado em química orgânica para a produção de química orgânica para a produção de nitrocompostos.nitrocompostos.
4) H4) H33POPO44 – Ác. Fosfórico – Ác. Fosfórico ((Acidulante INS-338Acidulante INS-338))
É um líquido xaroposo obtido pela oxidação do fósforo vermelho com ácido nítrico concentrado.
É um ácido moderado usado na indústria 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”.
BasesBases
De acordo com Arrhenius, base ou hidróxido é toda substância que, dissolvida em água, dissocia-se fornecendo como ânion exclusivamente OH- (hidroxila ou oxidrila).
Ca(OH)Ca(OH)22 Ca Ca2+2+ + 2OH + 2OH--
Al(OH)Al(OH)33 Al Al3+3+ + 3OH + 3OH--
Características gerais das Características gerais das basesbases
Apresentam sabor cáustico;Apresentam sabor cáustico; Estriam a matéria orgânica;Estriam a matéria orgânica; Deixam vermelha a solução alcoólica Deixam vermelha a solução alcoólica
de fenolftaleína;de fenolftaleína; Neutralizam ácidos formando sal e Neutralizam ácidos formando sal e
água;água;
Nomenclatura Nomenclatura
Hidróxido de _________________ Nome do Elemento
NaOH hidróxido de sódio
Al(OH)3 hidróxido de alumínio
ClassificaçãoClassificação• Quanto ao Número de Hidroxilas
-Monobases: NaOH; kOH
- Dibases: Ca(OH)2; Mg(OH)2
- Tribases: Al(OH)3; Fe(OH)3
- Tetrabases: Pb(OH)4; Sn(OH)4
Solubilidade em água
• O esquema a seguir mostra a variação genérica da solubilidade das bases em água.
Amônia• A única base que não apresenta metal em sua
fórmula é o hidróxido de amônio(NH4OH), que existe apenas em solução aquosa e, portanto, é uma base solúvel. O hidróxido de amônio pode ser obtido borbulhando-se gás amônia (NH3) em água, onde ocorre a ionização do gás.
A força ou o grau de dissociação
• O hidróxido de amônio (NH4OH), que é uma base proveniente de substância molecular — a amônia (NH3(g)) — e não de metal, contraria essa regra, pois, embora se dissolva facilmente em água, ela apresenta um grau de ionização muito pequeno. Logo, o hidróxido de amônio é a única base solúvel e fraca.
Bases importantesBases importantes
1) NaOH – Hidróxido de sódio1) NaOH – Hidróxido de sódio ((Soda cáusticaSoda cáustica))
É um sólido branco floculado muito É um sólido branco floculado muito solúvel em água além de solúvel em água além de extremamente cáustico.extremamente cáustico.
É usado na desidratação de gorduras, É usado na desidratação de gorduras, no branqueamento de fibras (celulose) no branqueamento de fibras (celulose) e na fabricação de sabão, detergente e e na fabricação de sabão, detergente e como desentupidor de ralos e esgotos.como desentupidor de ralos e esgotos.
2) Ca(OH)2) Ca(OH)22 – Hidróxido de cálcio – Hidróxido de cálcio ((cal apagada, hidratada ou cal apagada, hidratada ou
extintaextinta))
É uma suspensão aquosa de É uma suspensão aquosa de aparência leitosa, obtida a partir aparência leitosa, obtida a partir do CaO (cal virgem).do CaO (cal virgem).
É usada na caiação de paredes e É usada na caiação de paredes e muros, na neutralização de solos muros, na neutralização de solos ácidos e na fabricação de doces.ácidos e na fabricação de doces.
CaO + CaO + HH22OO Ca(OH) Ca(OH)22
Cal Virgem
Cal Apagada
3) Mg(OH)3) Mg(OH)22 – Hidróxido de magnésio– Hidróxido de magnésio ((Leite de magnésiaLeite de magnésia))
É uma suspensão leitosa, obtida a É uma suspensão leitosa, obtida a partir do MgO.partir do MgO.
É usada como antiácido estomacal É usada como antiácido estomacal e também como laxante.e também como laxante.
Mg(OH)Mg(OH)22 + 2 + 2HClHCl MgCl MgCl2 2 + 2H+ 2H22OO
4) Al(OH)4) Al(OH)33 – Hidróxido de – Hidróxido de
alumínioalumínio É uma suspensão gelatinosa que É uma suspensão gelatinosa que
pode adsorver moléculas orgânicas pode adsorver moléculas orgânicas que por ventura estejam em solução que por ventura estejam em solução aquosa (no tratamento da água).aquosa (no tratamento da água).
É usada como antiácido estomacal, É usada como antiácido estomacal, para tingimentos e na preparação de para tingimentos e na preparação de lacas (resina ou verniz) para pintura lacas (resina ou verniz) para pintura artística.artística.
SaisSais Sal é todo composto que em água Sal é todo composto que em água
dissocia liberando um cátion dissocia liberando um cátion de de HH++ e um ânion e um ânion de OH de OH--..
A reação de um ácido com uma A reação de um ácido com uma base recebe o nome de base recebe o nome de neutralização ou salificação.neutralização ou salificação.
Ácido + Base Ácido + Base Sal + Água Sal + Água
HHClCl + + NaNaOHOH NaClNaCl + + HH22OO
SalificaçãoSalificação
NeutralizaçãoNeutralização
NomenclaturaNomenclatura
Obedece :(nome do ânion) de (nome do cátion)
Sufixo do ácido Sufixo do ânion
ídrico etoico atooso ito
HH22SOSO44 + + CaCa(OH)(OH)22 CaSOCaSO44 + + 22 HH22O O
Sulfato de cálcio (gesso)Sulfato de cálcio (gesso)
Veja alguns exemplos:
Sais neutros ou Sais neutros ou normaisnormais
• São obtidos por neutralização total São obtidos por neutralização total (H(H++ionizioniz = OH= OH--))::
HH22COCO33 + + CaCa(OH)(OH)22
CaCOCaCO33
+ + 22 HH22O O
2 NaOH + H2SO4 NaSO4 + 2 H2O
Sais Ácidos e Sais Sais Ácidos e Sais BásicosBásicos
• São obtidos por neutralização São obtidos por neutralização parcial parcial (H(H++ioniz ioniz ≠≠ OH OH--))::
HH22COCO33 + + NaNaOHOH NaHCONaHCO
33 + + HH22O O Sal ácido ou hidrogeno-
salHHClCl + + MgMg(OH)(OH)22
Mg(OH)Mg(OH)ClCl
+ + HH22O O Sal básico ou
hidróxi-sal
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.
Sal duplo ou misto• É um sal que apresenta dois cátions
diferentes (exceto o hidrogênio ionizável H+) ou dois ânions diferentes (exceto a hidroxila OH–).
• Nesse caso, a nomenclatura pode ser feita utilizando-se o seguinte esquema:
A solubilidade em água
• Em termos práticos, esse é o critério mais importante para a classificação dos sais.
• As tabelas a seguir indicam a solubilidade em água (a 25 ºC e 1 atm) das substâncias.
Observações:1. Quando se diz que um sal é insolúvel, na
verdade se quer dizer que sua solubilidade em água é muito pequena, pois nenhuma substância é totalmente insolúvel.
2. Todos os sais de metais alcalinos e amônio (NH+4) são solúveis.
3. Os sais insolúveis sofrem pequena dissociação iônica, por isso originam soluções com pequena quantidade de íons, sendo considerados maus eletrólitos.
Sais importantesSais importantesNaHCONaHCO33 – Bicarbonato de sódio – Bicarbonato de sódio
((ENO,Sonrisal)ENO,Sonrisal)É um pó branco que perde COÉ um pó branco que perde CO22 com facilidade com facilidade
(efervescência).(efervescência).É usado como antiácido estomacal , fermento É usado como antiácido estomacal , fermento
químico e nos extintores de incêndio.químico e nos extintores de incêndio.
NaHCONaHCO33 + + HH22OO NaOH NaOH + H+ H22O+ O+ COCO22
HH22COCO33
• Cloreto de sódio — NaCl É obtido pela evaporação da água do mar.
É o principal componente do sal de cozinha, usado na nossa alimentação.
É um sólido branco que por É um sólido branco que por aquecimento perde CO2 e produz CaO aquecimento perde CO2 e produz CaO (calcinação).(calcinação).
É usado na fabricação de cimentos, É usado na fabricação de cimentos, como corretivo do solo e como fundiste como corretivo do solo e como fundiste em metalurgia.em metalurgia.
CaCO3 – Carbonato de cálcio CaCO3 – Carbonato de cálcio ((mármore,calcáreomármore,calcáreo))
CaCOCaCO33 CaO CaO + CO+ CO22
Sulfato de cálcio — CaSO4• Este sal pode ser encontrado na forma de
sal anidro, ou seja, sem água (CaSO4), ou de sal hidratado, isto é, com água (CaSO4 · 2 H2O), sendo essa forma conhecida por gipsita.
NaNONaNO3 3 – Nitrato de sódio (– Nitrato de sódio (Salitre do Salitre do ChileChile))
É um sólido cristalizado no É um sólido cristalizado no sistema cúbico, além de ser um sistema cúbico, além de ser um ótimo oxidante para reações ótimo oxidante para reações químicas.químicas.
É usado na fabricação de É usado na fabricação de fertilizantes e explosivos.fertilizantes e explosivos.
4) NH4) NH44Cl – Cloreto de amônio Cl – Cloreto de amônio ( (Sal amoníacoSal amoníaco))
É um sólido granulado obtido do É um sólido granulado obtido do líquido amoniacal das fábricas de líquido amoniacal das fábricas de gás.gás.
É usado na fabricação de É usado na fabricação de fabricação de pilhas secas, na fabricação de pilhas secas, na soldagem , na galvanização do soldagem , na galvanização do ferro e na fabricação de tecidos.ferro e na fabricação de tecidos.
ÓxidosÓxidos
Óxido é todo composto binário Óxido é todo composto binário oxigenado, no qual o oxigênio é o oxigenado, no qual o oxigênio é o elemento mais eletronegativo.elemento mais eletronegativo.
Exemplos:Exemplos:
COCO22, H, H22O, MnO, Mn22OO7, 7, FeFe22OO33
Nomenclatura Nomenclatura Regra MolecularRegra Molecular::(Prefixo) + (Prefixo) + óxidoóxido dede (prefixo) + elemento (prefixo) + elemento
-monóxido de monocarbonomonóxido de monocarbono-pentóxido de dinitrogêniopentóxido de dinitrogênio-trióxido de difosforotrióxido de difosforo-monóxido de dihidrogêniomonóxido de dihidrogênio
CO CO NN22OO55
PP22OO33
HH22OO
Para metais:Para metais:
-óxido de sódioóxido de sódio-óxido de alumínioóxido de alumínio-óxido de ferro II óxido de ferro II (óxido ferroso)(óxido ferroso)-óxido de ferro III óxido de ferro III (óxido férrico)(óxido férrico)
NaNa22O O
AlAl22OO33
FeOFeOFeFe22OO33
ClassificaçãoClassificaçãoÓxidos ÁcidosÓxidos BásicosÓxidos AnfóterosÓxidos NeutrosÓxidos DuplosPeróxidosSuperóxidos
ClassificaçãoClassificaçãoÓxidos Básicos (metálicosÓxidos Básicos (metálicos))
São formados por metais alcalinos São formados por metais alcalinos e alcalinos terrosos e reagem com água e alcalinos terrosos e reagem com água formando bases e com ácidos formando formando bases e com ácidos formando sal e água.sal e água.
Óxido básico + HÓxido básico + H22O O base base
Na2O + H2O 2NaOH
Óxido básico + ácido Óxido básico + ácido sal + H sal + H22OO
MgO + 2HCl MgCl2 + H2O
Óxidos Ácidos Óxidos Ácidos (anidridos)(anidridos)
São formados por ametais e reagem com São formados por ametais e reagem com água formando ácidos e com bases água formando ácidos e com bases formando sal e água.formando sal e água.
Óxido ácido + HÓxido ácido + H22O O ácido ácido
COCO22 + H + H22O O H H22COCO33
Óxido ácido + base Óxido ácido + base sal + H sal + H22OO
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
((gás carbônico) – EFEITO ESTUFAgás carbônico) – EFEITO ESTUFA
Óxidos importantesÓxidos importantes1)1) ZnO – óxido de ZincoZnO – óxido de Zinco ((HipoglósHipoglós))
É um sólido branco usado na fabricação de É um sólido branco usado na fabricação de cremes dermatológicos, na indústria de cremes dermatológicos, na indústria de tintas e na galvanização do ferro.tintas e na galvanização do ferro.
2) Al2) Al22OO33 – óxido de Alumínio – óxido de Alumínio ((Bauxita, AluminaBauxita, Alumina))
É um sólido muito duro (dureza 9) de onde É um sólido muito duro (dureza 9) de onde é extraído por eletrólise o alumínio é extraído por eletrólise o alumínio metálico. metálico.
Na forma cristalizada é encontrado nas Na forma cristalizada é encontrado nas safiras e nos rubis.safiras e nos rubis.
3) H3) H22OO22 – Peróxido de hidrogênio – Peróxido de hidrogênio ((água oxigenadaágua oxigenada))
É uma solução aquosa que se É uma solução aquosa que se decompõe facilmente em presença de luz decompõe facilmente em presença de luz (fotólise). (fotólise).
É utilizada como agente oxidante e É utilizada como agente oxidante e bactericida.bactericida.
4) Fe4) Fe33OO4 4 – Tetróxido de triferro– Tetróxido de triferro ((magnetita, imãmagnetita, imã))
É um sólido escuro que apresenta É um sólido escuro que apresenta características ferro magnéticas. características ferro magnéticas.
É utilizado na fabricação de caixas de É utilizado na fabricação de caixas de som e aparelhos eletrônicos em geral.som e aparelhos eletrônicos em geral.