Química Inorgânica Noções de Ácidos, Bases & Sais.

Conceito de Função Química

Da mesma forma que os elementos químicos são agrupados em famílias, podemos agrupar substâncias compostas de acordo com suas características comuns.

As propriedades comuns a grupos de substâncias são chamadas propriedades funcionais. Elas são decorrentes de características estruturais das substâncias Chamamos de Função química ao conjunto de substâncias que possuem propriedades semelhantes (químicas especialmente).

Para tornar claro esse conceito, vamos usar o exemplo da função ácido.

Função: Ácido

Propriedades Funcionais Exemplos de Ácidos Reagem com a maioria dos metais

liberando hidrogênio (H2).Ácido clorídrico (HCl) – existe no estômago, desempenhando papel na digestão. Comercialmente, sua solução contendo impurezas é chamada de ácido muriático.

Conduzem eletricidade em solução aquosa.

Ácido acético (HCH3COO) – ácido produzido pela fermentação do vinho, responsável pela acidez do vinagre.

Reagem com as bases, neutralizando-as.

Têm sabor azedo. Graças à presença de ácidos, o abacaxi, a laranja, o limão, o vinagre têm sabor azedo.

Ácido sulfúrico (H2SO4) – ácido de largo emprego na indústria, utilizado em metalurgia, na fabricação de fertilizantes, tintas, plásticos, detergentes, explosivos. É o ácido usado nas baterias dos automóveis.

Mudam de cor de certas substâncias conhecidas como indicadores ácido-base.

Ácido nítrico (HNO3) – ácido de grande emprego industrial, utilizado na fabricação de fertilizantes, explosivos como o TNT e dinamite, entre outros.

Pelos exemplos das características comuns aos ácidos, deve ficar claro para você que se podem estudar as substâncias químicas em grupos – funções- buscando explicações em nível molecular que justifiquem tais comportamentos.

Vamos estudar as principais funções da Química Inorgânica, isto é, dos compostos obtidos a partir de minerais existentes na natureza. São elas: Ácidos, Bases, Sais e Óxidos.

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Química InorgânicaÁcidos.

O HCl é um exemplo de ácido, segundo o conceito proposto por Arrhenius em 1884. Sabemos que o HCl é uma substância que sofre ionização ao ser colocada em água.

Ácidos são compostos que em solução aquosa fornecem um único tipo de cátion: o íon H3O+ (hidroxônio ou hidrônio).

Temos então:H A + H2O A- + H3O+

Ácido Ânion Cátion

As ionizações ocorrem uma de cada vez (por etapas); Nem todas as moléculas de um sistema sofrem obrigatoriamente ionização; Só uma parte das moléculas que sofreram a 1ª etapa de ionização é que sofrerá a 2ª; Na ionização de todos os H ácidos de uma molécula de ácido, teremos um gasto de moléculas de

H2O igual ao número de H ionizáveis e, consequentemente, igual ao número de H3O+ e à carga o ânion. Veja:

HnZ + nH2O An- + nH3O+

Ácido Ânion Cátion

Classificação dos Ácidos.

Quanto ao número de hidrogênios (H) ionizáveis.

Monoácidos ou Ácidos monopróticos (mono= 1) Diácidos (di=2) Triácidos (tri=3) Tetrácidos (tetra=4)

Quanto à presença de oxigênio.

Oxiácidos possuem oxigênio Hidrácidos não possuem oxigênio

Quanto ao número de elementos constituintes.

Binários. Ternários Quaternários

Quanto à volatilidade.

Ácidos voláteis Fixos

Quanto à força do ácido.

Comparando os graus de ionização

Fortes Semifortes ou Moderados Fracosα≥50% 5%<α<50% α≤5%

Os Hidrácidos são classificados:Fortes Semifortes ou Moderados Fracos

HCl, HBr, HI HF H2S, HCN

Os Oxiácidos podem ser determinados por: x= nº. de O – nº. de HFortes Semifortes ou

ModeradosFracos

Valor de x 3 ou 2 1 0

Características dos Ácidos.

Todo o ácido tem sabor azedo e boa condutibilidade elétrica, são substâncias moleculares ou covalentes.

Ácidos – Propriedades Químicas.

Sal é todo composto que libera em meio líquido o hidroxônio.H A + H2O A- + H3O+

Ácido Ânion Cátion

Os ácidos Apresentam as seguintes propriedades: Reação com Metais Reação com Bases Reação com Sais Reações com Óxidos

Reações com Metais:M + HA MA + H2

Esta reação só é possível quando M é um metal mais reativo que o hidrogênio; ácidos reagem com metais menos nobres que o hidrogênio, liberando gás hidrogênio (H2).

Reação com BasesHA + MOH MA + H2O

Os ácidos apresentam a propriedade de reagirem com bases, produzindo água. Pela evaporação da água obtém-se sal.

Reação com SaisHA + CX CA + HX O Hidrogênio do ácido é substituído pelo cátion do sal e vice-versa, produzindo outro sal e outro ácido. Esta reação só é possível se:a. Quando ácido formado for volátil e o ácido reagente for fixo.b. Quando o sal formado for insolúvel.c. Quando o ácido formado for mais fraco eu o ácido reagente.

Reações com ÓxidosMO + HA MA + H2O

Os ácidos apresentam a propriedade de reagirem com óxidos: básicos, anfóteros, peróxidos e superóxidos formando sal e água.

Nomenclatura dos Ácidos.

Fórmula: HnZ - n é a carga do ânion.

Nome:

HidrácidosÁcido + nome do elemento + ídrico

OxiácidosÁcido + nome do elemento + oso (menor Nox)Ácido + nome do elemento + ico (maior Nox)

Quando se tem mais de duas numerações para nox de um mesmo elemento usa-se:

Ácido + Hipo+ nome + oso para menor de todos Nox +1 + nome + oso Nox entre +3/+4 + nome + ico Nox entre +5/+6Per + nome + ico para maior de todos Nox +7

Ácido Ânion-ídrico -eto

-ico -ato-oso -ito

Quando se o ácido é formado por um número de moléculas de água diferente:

Orto (padrão)

2 moléculas de orto – H2O Piro1 molécula de orto – H2O Meta

Grau de Hidratação: orto > piro > metaObs.: O Prefixo orto é dispensável

Química InorgânicaBases.

Uma das características das bases é o seu sabor adstringente, que “amarga à boca”, porém este nos é um bom método de avaliação e reconhecimento das bases.

Bases são substâncias que em solução aquosa, sofrem dissociação, liberando o único íon ou ânion OH-1 (hidroxila ou hidróxido).

Temos então:M(OH)X + H2O M+x + OH-1

X

As bases são: Compostos iônicos; Sólidas às condições ambientes (25°C e 1 atm); Ternárias.

Classificação das Bases.

Quanto ao número de hidroxilas (OH) ionizáveis.

Monobases Dibases Tribases

Quanto a força das bases.

Bases Fortes α > 50% Bases Fracas α < 50%

Bases Fortes: LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2.

Bases Fracas: NH4OH e bases dos demais metais

Quanto à solubilidade.

Bases Solúveis: São formadas por metais alcalinas (1ª) // e o NH4+1

Bases pouco Solúveis: São formadas por metais alcalinos terrosos (2A) Bases Insolúveis: São as demais bases

Características das Bases.

Toda Base apresentam sabor adstringente e boa condutibilidade elétrica, são substâncias de caráter iônico e sólidos.

Bases – Propriedades Químicas.

Base é toda substância que em meio aquoso libera seu metal e seu ânion hidroxila.

M(OH)X + H2O M+x + OH-1 X

Os sais Apresentam as seguintes propriedades: Reação com Ácidos Reações com Óxidos Reações com Sais

Reações com Ácidos:HA + MOH MA + H2O Esta reação já foi estudada.

Reação com ÓxidosMOH +Óxido ácido MA + H2OMOH +Óxido anfóteros MA + H2O

a. As bases apresentam as propriedades de reagirem com alguns óxidos.

Reação com SaisMOH + DA MA + DOH As bases reagem com os sais de modo semelhante aos ácidos, desde que:a. O sal formado seja insolúvel.b. A base formada seja insolúvel.c. A base formada seja fraca e a base reagente seja forte.

Nomenclatura das Bases.

Fórmula: M+x(OH)x - x é a carga do cátion.Nome:

Para elementos com Nox fixo:Hidróxido + de + nome do elemento

Para elementos de Nox variávelHidróxido + nome do elemento+ oso (Menor nox)Hidróxido + nome do elemento+ iso (Maior nox)

Quando se tem mais de duas numerações para nox de um mesmo elemento usa-se:

Hidróxido + de + nome do elemento+ n° de algarismo romano para o nox

Obs.:O nome dos elementos é muitas das vezes retirado da origem latina do nome

Exemplos

Cu Cobre(cuprum)

Cu+ Cuproso Cu +2 Cúprico

Au Ouro(aurum)

Au+ AurosoAu+3 Áurico

Química InorgânicaSais.

Sais são compostos que podem ser obtidos da reação de neutralização (salinização) entre um ácido e uma base; pelo fato do sal ser iônico, todos os sais são sólidos nas condições ambientes.

Sal é toda a substância que em solução aquosa, sofrem dissociação, liberando um cátion ácido (diferente de H+) e um ânion de uma base (diferente de OH-).

Temos então:MA X + H2O M

X + A−

X é o numero de hidróxidos

Os sais são: Compostos iônicos; Sólidas às condições ambientes (25°C e 1 atm);

Classificação dos Sais.

Quanto à natureza dos íons presentes.

Sal neutro » Aquele que não apresenta H+ ou OH−.

Hidrogeno-sal » já foi chamado de sal ácido, pois ainda apresenta estrutura H+.

Hidroxi-sal » já foi chamado de sal básico, pois apresenta em sua estrutura OH−.

Sal duplo ou misto » apresentam em sua estrutura dois metais ou não metais diferentes.

Sal Hidratado » apresenta água em sua estrutura, diz que a água está presente em seu retículo cristalino.

Quanto à solubilidade.

Solúveis Insolúveis

Quanto à presença de oxigênio.

Oxissal possuem oxigênio Sal Halóide não tem oxigênio

Características dos Sais.

Todos s sais são constituídos por ligações iônicas e eles apresentam uma série de propriedades, das quais citaremos: Sabor Salgado e condutibilidade elétrica.

Sais – Propriedades Químicas.

Sal é todo composto iônico obtido da reação de um ácido com uma base, conforme a equação.

C+x OH + HA-y CyAx + H2O Base Ácido Sal Água

Os sais Apresentam as seguintes propriedades: Reação com Ácidos Reação com Bases Reação com Sais Reações com Metais Reações com Halogênios

Reações com Ácidos:CA + HX CX + HA Esta reação só é possível quando:a. O sal formado for insolúvel b. O Ácido formado for fraco e o ácido reagente forte.c. O ácido formado for volátil e o ácido reagente fixo.

Reação com BasesCA + DOH DA + COH

Esta reação só é possível:b. O sal formado for insolúvel.c. A base formada for insolúvel.d. A base formada for fraca.

Reação com SaisMA + DX MX + DA Esta reação só é possível desde que pelo menos um dos dois sais obtidos seja insolúvel.

Reações com MetaisM + CA MA + C

Esta reação só ocorre desde que o Metal M seja mais reativo que o Metal C

Reações com HalogêniosOs elementos F, Cl, Br, I, são denominados halogênios, seguem a seguinte ordem de reatividade; ocorre a mesma reação existem com os metais desde que o halogento livre seja mais reativo que o outro halogênio.

I > Br > Cl > FNomenclatura dos Sais.

Fórmula: MAx - x é a carga do cátion.Nome:

Para elementos que não apresentam oxigênio (Sais Halóides):Nome do Ânion + eto + de + Nome do Cátion

Ácidos não Oxigenados Sais não OxigenadosTerminação - ídrico Terminação - eto

Para elementos de Cátion de Nox variávelNome do Ânion + eto + de + Nome do Cátion+ oso (Menor nox)Nome do Ânion + eto + de + Nome do Cátion+ iso (Maior nox)

Quando se tem mais de duas numerações para nox de um mesmo elemento usa-se:

Nome do Ânion + eto + de + Nome do Metal+ n° de algarismo romano para o nox

Para elementos que apresentam oxigênio (Oxissais):Nome do Ânion + ito + de + Nome do Cátion (menor Nox).Nome do Ânion + ato + de + Nome do Cátion (maior Nox).

Ácidos Oxigenados Sais OxigenadosTerminação – oso Terminação – etoTerminação – ico Terminação – ato

Para elementos de Cátion de Nox variávelNome do Ânion + eto/ato + de + Nome do Cátion+ oso (Menor nox)Nome do Ânion + eto/ato + de + Nome do Cátion+ iso (Maior nox)

Quando se tem mais de duas numerações para nox de um mesmo elemento usa-se:

Nome do Ânion + eto/ato + de + Nome do Metal+ n° de algarismo romano do nox

Para elementos que apresentam H+ (Hidrogeno-sal):Hidrogeno + Nomenclatura

Para elementos que apresentam OH- (Hidroxi-sal):Hidroxi + Nomenclatura

Química InorgânicaÓxidos.

Óxidos são compostos binários, isto é, são formados por dois elementos, um dos quais é sempre o oxigênio, que, é o elemento mais eletronegativo do óxido, e aparece sempre escrito à direita.

Óxidos são compostos binários em que o elemento mais eletronegativo é o oxigênio.

Classificação dos Óxidos.

Óxidos Básicos.São compostos que apresentam uma ligação de caráter iônico acentuado, normalmente dizemos que os elementos metálicos ligados ao oxigênio têm Nox +1 e +2.

Óxidos Básicos são aqueles que reagem com a água, dando bases, ou com ácidos, dando sais.

Óxidos Ácidos ou Anidridos.São compostos que se predomina na ligação caráter covalente ou molecular, é normal que o elemento, se um metal, tem Nox em geral +5, +6, +7, se ametal pode ter qualquer Nox.

Óxidos Ácidos são aqueles que reagem com a água, dando ácidos, ou reagem com bases, formando sal e água.

Óxidos são formados por: Não-Metais (sendo, nesse caso, compostos geralmente gasosos) Metais (Nox elevados).

Óxidos Anfóteros.São óxidos de caráter intermediário (iônico e/ou molecular), formados por elementos metálicos de Nox +3, +4 e que apresentam caráter duplo, pois agem como óxidos básicos ou como óxidos ácidos.

Óxidos Anfóteros são aqueles que reagem tanto com ácidos, quanto com bases, dando sal e água.

Os óxidos anfóteros são em geral, sólidos, intermediários moleculares, insolúveis em água e formados: Por Metais: ZnO, Al2O3, SnO e SnO2, PbO e Pb O2. Por Semimetais: As2O3, e As2O5, Sb2O3 e Sb2O5.

Óxidos Neutros ou Indiferentes.São óxidos covalentes ligados a não metais com baixo número de oxidação que não possuem caráter ácido nem básico, não reagem com bases nem ácidos e nem com água.

Óxidos Neutros são aqueles que não reagem com água, ácidos ou bases.

São poucos os óxidos desta classe; os mais comuns são: CO - Monóxido de carbono; N2O - Óxido Nitroso; NO - Óxido Nítrico

Óxidos Salinos, duplos ou mistos.São compostos que em teoria são formados pela associação de outros 2 óxidos, sua formula geral M3O4

Óxidos Mistos são óxidos metálicos que se comportam com se fosse misturas de dois outros óxidos de um mesmo elemento.

Peróxidos.São compostos binários onde o oxigênio possui Nox= -1.

Peróxidos são óxidos que reagem com a água ou com ácidos diluídos, produzindo “água oxigenada” (H2O2).

Os peróxidos comuns são: Peróxido de hidrogênio: H2O2 Peróxidos dos metais alcalinos: Na2O2, K2O2, etc. Peróxidos dos metais alcalino-terrosos: BaO2, etc.

Superóxidos ou Polióxidos.São compostos binários onde o oxigênio possui Nox= -1/2.

Superóxidos são óxidos que reagem com a água ou com ácidos diluídos, produzindo “água oxigenada” (H2O2) e oxigênio.

Os superóxidos são sólidos iônicos, formados pelo ânion superóxido (O-2) e pelos

cátions: Metais alcalinos. Metais alcalino-terrosos.

Óxidos – Propriedades Químicas.

Óxidos são todos os compostos binários que um dos elementos é o oxigênio.E2OZ

Z É O NÚMERO DE OXIDAÇÃO DE E

Os sais Apresentam as seguintes propriedades:

Reação com Água Reação com Ácido Reação com Base Reações com Óxido

Nomenclatura dos Óxidos.

Fórmula: E2OZ z é o Nox do E.Nome:

Tradicionalmente:Prefixo que

indica Quantidade de oxigênio

+ Óxido + De +Prefixo para +quantidade

de outro elemento

+ Nome do elemento

Para elementos de Nox Fixo:Óxido + de + nome do elemento

Para elementos de Nox variável:Óxido + de + nome do elemento+ oso (menor Nox)Óxido + de + nome do elemento+ ico (maior Nox)

Quando se tem mais de duas numerações para nox de um mesmo elemento usa-se:

Óxido + de + nome do elemento+ n° de algarismo romano para o nox

Nos Óxidos Salinos Deve-se incluir a palavra Salino Após a palavra óxido

Nos Peróxidos Deve-se trocar a palavra óxido pela palavra peróxido

Nos Superóxidos Deve-se trocar a palavra óxido pela palavra Polióxido ou Superóxido

Nos óxidos ÁcidosTrocar a palavra óxido pela palavra Anidrido.