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Índice. Introdução Fatos Experimentais Substâncias orgânicas x inorgânicas Conceituação de ácidos e bases Ácidos Bases Vamos praticar Contextualização - A Química Industrial. Ficha Técnica. Por que precisamos conhecer este assunto?. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: Introdução Fatos Experimentais Substâncias orgânicas x inorgânicas Conceituação de ácidos e bases
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Índice

Page 3: Introdução Fatos Experimentais Substâncias orgânicas x inorgânicas Conceituação de ácidos e bases

Ficha Técnica

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• Por que precisamos conhecer este assunto?

• O que precisamos conhecer previamente?Este capítulo desenvolve a introdução sobre ácidos e bases dada no capítulo anterior que tratou do estudo das soluções eletroliticas. Também são ilustrados os princípios da termodinamica e do equilibrio químico. Em menor extensão, são usados os conceitos de ligação de hidrogênio, de polaridade de ligações e de força de ligações.

Ácidos e bases são os dois tipos mais comuns de substâncias no laboratório e no mundo cotidiano. Precisamos saber coo reconhecê-los, quais são as suas reações caracteristicas e por que elessão substâncias químicas tão importantes. Veremos que a coservação das concentrações dos ácidos e das bases dentro de certos limites em células de plantas e de animais é necessária para a sobrevivências dos organismos vivos, e que o controle da acidez das águas da chuva, das águas naturais dos lagos e rios, e daágua corrente fornecida nas cidades é necessário para manter a sociedade humana.

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Veja as próximas cenas deste capítulo ...

• Todos os alimentos de sabor azedo apresentam algo em comum: um certo íon, que é o responsável por esse sabor. Que íon será esse?

• Você sabia ? Que existe uma relação entre o índice de desenvolvimento de um país com a produção de ácido sulfúrico e soda cáustica ?

• Você sabe o que é a “chuva ácida” ?

Introdução

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Substâncias

Orgânicas Inorgânicas

• metano, CH4

• metanol, CH3OH• etano, C2H6

• etanol, CH3CH2OH• benzeno, C6H6

• ácido acético, CH3COOH• acetona, CH3COCH3

• éter comum, CH3CH2OCH2CH3

• clorometano, CH3Cl• diclorometano, CH2Cl2• clorofórmio, CHCl3• metilamina, CH3NH2

• óleos, gorduras, proteínas, açucares e vitaminas

• água• ácido clorídrico, HCl• ácido bromídrico, HBr• hidróxido de magnésio, Mg(OH)2

• hidróxido de potássio, KOH• Sulfato de bário, BaSO4

• dióxido de carbono, CO2

• monóxido de carbono, CO• ácido carbônico, H2CO3

• carbonato de sódio, Na2CO3

• carbonato de cálcio, CaCO3

• ácido cianídrico, HCN• cianeto de sódio, NaCN• cianeto de potássio, KCN• grafite, C (graf.)• diamante, C (diam.)

Contêm CARBONO Não contêm CARBONO

Podem ser

Exemplos que

necessariamente

exemplosexemplos

Substâncias orgânicas x inorgânicas

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• Observe:

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Fatos Experimentais

Page 7: Introdução Fatos Experimentais Substâncias orgânicas x inorgânicas Conceituação de ácidos e bases

• Observe:

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A maioria dos indicadores usados em laboratório são artificiais; porém, alguns são encontrados na natureza, como o tornassol, que é extraído de certos liquens. No nosso dia-a-dia, encontramos esses indicadores presentes em várias espécies: no repolho roxo, na beterraba, nas pétalas de rosas vermelhas, no chá-mate, nas amoras etc., sendo sua extração bastante fácil.

Indicadores são substâncias que revelam a presença de íons H + e de íons OH - numa solução, porque mudam de cor na presença de H + e de OH - . Dá para saber se existem íons H + ou íons OH - pela cor do indicador.

Indicadores Ácido-Base

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• Indicadores de Laboratório:

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O tornossol é extraído de certos liquens. Liquens são formas de vida formadas pela associação entre algas e fungos.

Indicadores Ácido-Base

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Ácidos Bases

Sabor azedo

Sabor adstringente

Torna rósea Tornassol

Torna azul Tornassol

Reage com metais

liberando H2

Reage com ácido formando

sal e água

Conceitução de ácidos e bases

Definição operacional ácidos e bases

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Conceitução de ácidos e bases

Ácidos, bases e a condutividade elétrica

Já que as soluções de NaOH e HCl conduzem

corrente elétrica, concluímos que nelas devem existir

cargas elétricas livres para se movimentar . Que cargas

são essas?

NaOH é um composto iônico

HCl é um composto molecular

No NaOH sólido há íons, mas não estão livres para se movimentar

No HCl gasoso não há cargas livres para conduzir a corrente elétrica

Page 11: Introdução Fatos Experimentais Substâncias orgânicas x inorgânicas Conceituação de ácidos e bases

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Page 13: Introdução Fatos Experimentais Substâncias orgânicas x inorgânicas Conceituação de ácidos e bases

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Experiência

Considere a figura ao lado:

Determine a cor que a solução de repolho roxo apresentará na presença de:

a) suco de laranja;

b) soda cáustica;

c) soda limonada;

d) leite de magnésia;

e) vinagre;

f) Ajax.

RESPOSTA

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Segundo Arrhenius...

HCl(g) H+(aq) + Cl -

(aq)H2SO4(l) 2 H+(aq) + SO4

-

2(aq)H3PO4(l) 3 H+(aq) + PO4

-

3(aq)

Observe:

... ácido é todo composto que, dissolvido em água, origina H+ (H3O+) como único cátion (o ânion varia de

ácido p/ ácido).

Moléculas de cloreto de hidrogênio gasoso, ao se dissolverem em água, originam íons H+ e Cl- em

solução aquosa

H2O

H2O

H2O

Conceituação de ácidos e bases

Conceito ácido-base de Arrhenius

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Atualmente, sabemos que o íon H+ não é estável. Ele se une a uma molécula de água, originando o H3O+ (hidroxônio ou

hidrônio).

H

átomo de hidrogênio (1 próton; 1

elétron)

perde o elétron... H+

cátion hidrogênio (1 próton)

une-se à água...

H3O+

cátion hidroxônio, ou

hidrônio.

O

H

HH+ H

+

O

H

HNenhum elétron

Conceitução de ácidos e bases

Conceito ácido-base de Arrhenius

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HIDRÁCIDOS (ácidos sem oxigênio)

ÁCIDO (Radical do E) + ÍDRICO

HCl : ácido clorídrico

HBr : ácido bromídrico H2S : ácido sulfídrico

HF : ácido fluorídrico HCN : ácido cianídrico

HI : ácido iodídrico

Ácido não-oxigenado (HxE):

Ácidos

Fórmulas e nomenclaturas

Para ácidos do enxofre usamos o radical em

latim “sulfur”.

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OXIÁCIDOS (ácidos com oxigênio)

Ácidos

Fórmulas e nomenclaturas

H Br O4

+1 -2

ác. perbrômico

+7+7

H Br O3

+1

-2

ác. brômico

+5+5

H Br O2

+1

-2

ác. bromoso

+3+3

H Br O+1 -2

ác. hipobromoso

+1+1

+7+7

+6+6 +5+5

+2+2+3+3+4+4

+1+1

ÁCIDO (radical de E) + ICO (+ oxigênio) OSO (- oxigênio)

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Principais ácidos e suas aplicações

Gravações em vidro de carro

Nas condições ambientes, é um gás incolor que tem a característica de corroer o vidro, quando em solução aquosa. É usado para fazer gravações em cristais e vidros.

O ácido clorídrico consiste no gás cloreto de hidrogênio dissolvido em água. Quando impuro, é vendido no comércio com o nome de ácido muriático, sendo usado principalmente na limpeza de pisos e de superfícies metálicas antes do processo de soldagem.

Page 19: Introdução Fatos Experimentais Substâncias orgânicas x inorgânicas Conceituação de ácidos e bases

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Principais ácidos e suas aplicações

É o nome com que se indica uma solução aquosa do gás cianídrico, que é incolor, com cheiro característico de amêndoas amargas. Por ser muito venenoso, esse

gás é utilizado nas execuções em câmara de gás.

É um gás venenoso, incolor, formado na putrefação de substâncias orgânicas naturais que contenham enxofre, sendo responsável em grande parte pelo cheiro de ovo podre.

Ao pressentirem o perigo, certos animais, como o gambá e a maritaca, liberam uma mistura de substâncias de odor desagradável, entre as quais o H2S.

As folhas de mandioca, apesar de venenosas, podem ser utilizadas como alimento para o gado. Quando deixadas ao sol, liberam o gás cianídrico, tornando-se, assim, apropriadas para o consumo.

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Principais ácidos e suas aplicações

O gás carbônico presente no ar atmosférico combina-se com a água da chuva, formando o H2CO3, mesmo em ambientes não poluídos, o que nos leva a concluir que toda chuva é ácida.O gás carbônico é um dos constituintes dos

refrigerantes e das águas minerais gaseificadas.

É usado na indústria de vidro, na tinturaria, nas indústrias de alimentos e na fabricação de fosfatos usados como adubos (fertilizantes). O ácido fosfórico é utilizado na produção refrigerantes à base de cola (Coca, Pepsi, etc).

Page 21: Introdução Fatos Experimentais Substâncias orgânicas x inorgânicas Conceituação de ácidos e bases

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Principais ácidos e suas aplicações

É um líquido incolor, de cheiro característico, e o principal componente do vinagre, que é uma solução aquosa que contém de 3 a 7% desse ácido.

É o ácido mais importante economicamente. O maior consumo de ácido sulfúrico se dá na fabricação de fertilizantes, como os superfosfatos e o sulfato de amônio. É, ainda, utilizado nas indústrias petroquímicas, de papel, de corantes etc. e nos acumuladores de chumbo (baterias de automóveis).

Page 22: Introdução Fatos Experimentais Substâncias orgânicas x inorgânicas Conceituação de ácidos e bases

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Principais ácidos e suas aplicações

Depois do ácido sulfúrico, o ácido nítrico é o mais fabricado e consumido na indústria. À temperatura ambiente, é um líquido incolor e fumegante (volátil). Ataca com violência os tecidos animais e vegetais, produzindo manchas amareladas na pele. Seu manuseio, portanto, requer muito cuidado, pois seus vapores são muito tóxicos. Uma das mais importantes aplicações do ácido nítrico relaciona-se à fabricação de explosivos (TNT, nitroglicerina).

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(ENEM) Leia o texto a seguir e responda às questões (1) e (2).O suco extraído do repolho roxo pode ser utilizado como indicador do caráter ácido (pH entre 0 e 7) ou básico (pH entre 7 e 14) de diferentes soluções. Misturando-se um pouco de suco de repolho e da solução, a mistura passa a apresentar diferentes cores, segundo sua natureza ácida ou básica, de acordo com a escala abaixo.

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Vamos Praticar

Algumas soluções foram testadas com esse indicador, produzindo os seguintes resultados:

Page 24: Introdução Fatos Experimentais Substâncias orgânicas x inorgânicas Conceituação de ácidos e bases

RESPOSTA

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Vamos Praticar

1) De acordo com esses resultados, as soluções I, II, III e IV têm, respectivamente, caráter:

a) ácido, básico, básico, ácido.b) ácido, básico, ácido, básico.c) básico, ácido, básico, ácido.d) ácido, ácido, básico, básico.e) básico, básico, ácido, ácido.

2) Utilizando-se o indicador citado em sucos de abacaxi e de limão, pode-se esperar como resultado as cores:

a) rosa ou amarelob) vermelho ou roxoc) verde ou vermelhod) rosa ou vermelhoe) roxo ou azul

Page 25: Introdução Fatos Experimentais Substâncias orgânicas x inorgânicas Conceituação de ácidos e bases

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Segundo Arrhenius...

... Base é todo composto que, dissolvido em água, origina OH- como único ânion (o cátion varia de base para base).

Observe:

NaOH(s) Na+(aq) + OH -(aq)

Ca(OH)2(s) Ca2+(aq) + 2OH-(aq)

Al(OH)3(s) Al3+(aq) + 3OH-(aq)

Hidróxido de sódio sólido se dissolve em água produzindo íons Na+ e OH- em solução aquosa

H2O

H2O

H2O

Conceituação de ácidos e bases

Conceito ácido-base de Arrhenius

Page 26: Introdução Fatos Experimentais Substâncias orgânicas x inorgânicas Conceituação de ácidos e bases

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Bases

Fórmulas e nomenclaturas

HIDRÓXIDO de +nome do element

o+

Nox do element

o

NaOH : hidróxido de sódio

Ca(OH)2 : hidróxido de cálcio

Al(OH)3 : hidróxido de alumínio

Fe(OH)2 : hidróxido de ferro (II)

CuOH : hidróxido de cobre (I)

NH4OH : hidróxido de amônio

- O nox do elemento só é usado quando ele apresentar mais de um e deve ser escrito em algarismos romanos.- O NH4+ é o cátion amônio.

Page 27: Introdução Fatos Experimentais Substâncias orgânicas x inorgânicas Conceituação de ácidos e bases

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Apesar de menos usada atualmente, existe a nomenclatura dos sufixos:

Lembre-se da nomenclatura dos oxiácidos!

Fe(OH)2 : hidróxido ferroso. Fe(OH)3 : hidróxido férrico.

CuOH : hidróxido cuproso. Cu(OH)2 : hidróxido cúprico.

AuOH : hidróxido auroso. Au(OH)3 : hidróxido áurico.

Sn(OH)2 : hidróxido estanoso. Sn(OH)4 : hidróxido estânico.

Bases

Fórmulas e nomenclaturas

Nox menor: Hidróxido (elemento) + OSO

Nox maior: Hidróxido (elemento) + ICO

As bases podem ser classificadas de acordo com o número de hidroxilas presentes em suas fórmulas. Exemplo: • monobases: NaOH, KOH, NH4OH• dibases: Ca(OH)2, Fe(OH)2• tribases: Al(OH)3, Fe(OH)3,• etc

Page 28: Introdução Fatos Experimentais Substâncias orgânicas x inorgânicas Conceituação de ácidos e bases

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Bases

Saiba mais

Colocar foto pag.

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Page 29: Introdução Fatos Experimentais Substâncias orgânicas x inorgânicas Conceituação de ácidos e bases

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Bases

Amônia (NH3): uma base diferente

Hidroxila – íon

característico das bases

Não confunda amônia com amônio!

Amônia (molécula) Amônio (íon positivo)

Ao contrário das demais bases, que sofrem dissociação iônica, ex.: NaOH, KOH, Ca(OH)2; a amônia (composto molecular) sofre ionização quando é dissolvida em água.

Nas condições ambientes é um

gás de cheiro forte e irritante

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(*) Os hidróxidos de metais que não sejam alcalinos nem alcalinos terrosos apresentam um caráter covalente bastante acentuado. 30

Bases

Dissociação iônica: bases de metais e ionização da amônia

Como vimos, a amônia é uma base diferente das demais: ao ser dissolvida em água sofre ionização e, nesse contexto, pode ser representada pela fórmula NH4OH e considerada como uma monobase

Page 31: Introdução Fatos Experimentais Substâncias orgânicas x inorgânicas Conceituação de ácidos e bases

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Principais bases e suas aplicações

Conhecido por cal extinta ou apagada, o hidróxido de cálcio é comumente usado na construção civil (preparação de argamassa).

Hidróxido de sódio. Comercialmente (impuro) é conhecido por soda cáustica. Usado na fabricação de sabões, é altamente corrosivo.

Page 32: Introdução Fatos Experimentais Substâncias orgânicas x inorgânicas Conceituação de ácidos e bases

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Principais bases e suas aplicações

Hidróxido de amônia. Obtido pela dissolução da amônia (NH3) em água, o chamado amoníaco é usado em alguns produtos de limpeza.

Usado como antiácido estomacal e laxante suave o hidróxido de magnésio é conhecido por “leite de magnésia”, quando em suspensão aquosa.

Page 33: Introdução Fatos Experimentais Substâncias orgânicas x inorgânicas Conceituação de ácidos e bases

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Bases

Ciclo do Nitrogênio

Page 34: Introdução Fatos Experimentais Substâncias orgânicas x inorgânicas Conceituação de ácidos e bases

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Escala de pH

A escala de “pH”, em que “p” significa potencial e “H” hidrogênio, consiste numa escala algorítmica para exprimir a acidez ou alcalinidade de uma solução.

Page 35: Introdução Fatos Experimentais Substâncias orgânicas x inorgânicas Conceituação de ácidos e bases

(FMU/Fiam-SP) Para combater a acidez estomacal causada pelo excesso de ácido clorídrico, costuma-se ingerir um antiácido. Das substâncias abaixo, encontradas no cotidiano das pessoas, a mais indicada para combater a acidez é:

RESPOSTA

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Vamos Praticar

a) refrigerante

b) suco de laranja

c) água com limão

d) vinagre

e) leite de magnésia

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(FUA-AM) Analise a alternativa correta que indica uma das substâncias ativas contidas no medicamento “aziran”, usado para neutralizar a hiperacidez estomacal:

RESPOSTA

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Vamos Praticar

a) Hidróxido de sódio

b) Ácido clorídrico

c) Ácido sulfúrico

d) Hidróxido de alumínio

e) Ácido cítrico

Page 37: Introdução Fatos Experimentais Substâncias orgânicas x inorgânicas Conceituação de ácidos e bases

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O ácido sulfúrico é fabricado a partir das matérias-primas enxofre mineral, oxigênio do ar e água.

S(s) + O2(g) SO2(g)

SO2(g) + ½ O2(g) SO3(g)

SO3(g) + H2O (l) H2SO4(aq)

catalisador

O catalisador, indicado na 2ª. etapa, aumenta a velocidade da reação, tornando-a industrialmente viável. O catalizador usado para esta reação é platina (Pt) com pentóxido de divanádio (V2O5)

Quando puro, apresenta-se como um líquido incolor, oleoso, bastante denso (d=1,84 g/cm3) e de alto ponto de ebulição (338oC)

Page 38: Introdução Fatos Experimentais Substâncias orgânicas x inorgânicas Conceituação de ácidos e bases

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O ácido nítrico, HNO3, é obtido industrialmente a partir do oxigênio e do nitrogênio do ar (ou da amônia) e da água.

N2(g) + O2(g) 2 NO(g)faísca

elétrica

4NH3(g) + 5O2(g) 4 NO(g) + 6H2O(g)

Pt

OU

A seguir o NO é convertido em NO2, e este, por reação com água, produz o HNO3

2NO(g) + O2(g) 2 NO2(g)2NO2(g) + HO2(l) HNO2(aq) + HNO3(aq)

A platina atua como catalisador na 1ª. etapa, tornando a reação suficientemente rápida para ter utilidade industrial.

Page 39: Introdução Fatos Experimentais Substâncias orgânicas x inorgânicas Conceituação de ácidos e bases

(Mackenzie-SP) A partir da pirita, minério também chamado de ouro dos tolos, pode-se obter ácido sulfúrico pelo processo representado nas etapas abaixo: 4 FeS2 + 11 O2 2 Fe2O3 + 8 SO2

V2O5 2 SO2 + A 2 SO3

SO3 + B H2SO4

Nesse processo, as substâncias A e B são, respectivamente:

RESPOSTA

39

De Olho no Vestibular

a) H2 e O2

b) SO2 e H2S

c) O2 e H2O

d) SO2 e H2O

e) O3 e H2

Resolução V2O5

2SO2 + O2 2SO3

SO3 + H2O H2SO4

A = O2

B = H2O

Page 40: Introdução Fatos Experimentais Substâncias orgânicas x inorgânicas Conceituação de ácidos e bases

Cenas dos próximos capítulos

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