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Prof. KEMIL FUNÇÕES INORGÂNICAS

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Page 1: QUÍMICA ORGÂNICOS (Compostos que possuem o átomo carbono em sua estrutura). - Exceção: HCN, CN¯ CO 2, CO, H 2 CO 3, CO 3 2-. INORGÂNICOS (Demais compostos)

Prof. KEMIL

FUNÇÕESINORGÂNICAS

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Prof. KEMIL

QUÍMICA

ORGÂNICOS (Compostos que possuem o átomo carbono em sua estrutura).- Exceção: HCN, CN¯ CO2 , CO, H2CO3 , CO3

2- .

INORGÂNICOS (Demais compostos).

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Prof. KEMIL1. Á C I D O S

Segundo Arrhenius, ácido é todo composto que ioniza em solução aquosa, produzindo H+ como único cátion

Ionizar significa formar íons, ou seja, os ácidos são compostos moleculares (seus átomos se unem por ligações covalentes).

Exemplos:

HCl(aq) → H+(aq) + Cl⁻(aq)

H2SO4(aq) → 2H+(aq) + SO4

-2(aq)

H3PO4(aq) → 3H+(aq) + PO4

-3(aq)

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Prof. KEMILAtualmente, sabemos que o íon H+ não é estável. Ele se une a

uma molécula de água, originando o H3O+ (hidroxônio ou hidrônio).

Exemplo:

HCl + H2O → H+(aq) + Cl-

(aq)

H+(aq) + H2O → H3O+

Cátion hidrogênio

Cátion hidrônio

Apesar de existirem 2 tipos de demonstrar a ionização dos ácidos é comum o uso indistinto dos dois tipos de equação.

H2SO4(aq) → 2H+(aq) + SO4

-2(aq)

H2SO4(aq) + 2H2O(L) → 2H3O+(aq) + SO4

-2(aq)

H3PO4(aq) → 3H+(aq) + PO4

-3(aq)

H3PO4(aq) + 3H2O(L) → 3H3O+(aq) + PO4

-2(aq)

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Prof. KEMILOs hidrogênios que aparecem na fórmula de um ácido que

podem ser liberados como H+ (H3O+) são chamados de hidrogênios ionizáveis.Como regra geral, todos os H presentes na fórmula de um ácido são ionizáveis.

H3PO2 (1H+)

H OP

H

H

O

H3PO3 (2H+)

H O P O

H

OHácidos orgânicos

CH3 CO

O

H

OBS: O hidrogênio que ioniza é sempre aquele que está ligado ao oxigênio caso o ácido seja um OXIÁCIDO.

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Prof. KEMIL

ÁCIDOS NO SEU DIA-A-DIA:

# Hidrácidos: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

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H2S : Tem cheiro de ovo podre! HCN : É mortal, se inalado em quantidade.

HF : Uma das poucas substâncias capazes de atacar o vidro.

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Prof. KEMILÁCIDOS NO SEU DIA-A-DIA:

# Oxiácidos:

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.

H2SO4 :Presente nas baterias de automóvel...

... no refino do petróleo...... no refino da cocaína...

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HNO3 :Forte oxidante, o ácido nítrico é usado na fabricação de explosivos...

... tintas, vernizes e outros produtos.

H3PO4

O ácido fosfórico é usado como acidulante em alimentos e bebidas.

CH3COOHO ácido acético (orgânico) em solução é o conhecido vinagre.

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Prof. KEMILCLASSIFICAÇÃO DOS ÁCIDOS Quanto a presença de oxigênio:

- Hidrácido: não apresenta oxigênio (Ex. HCl, HBr, etc.)

- Oxiácidos: apresentam oxigênio em sua estrutura (Ex. H2CO3, H2SO4, H3PO4, etc.)

Quanto ao número de Hidrogênios ionizáveis:

- Monoácido: apresenta 1 hidrogênio ionizável (Ex. HCl, HBr, etc.)

- Diácidos: apresentam 2 hidrogênios ionizáveis (Ex. H2S, H2SO4, H3PO3,

etc.).

- Triácidos: apresentam 3 hidrogênios ionizáveis (Ex. H3PO4, H3BO3,

etc.).

- Tetrácidos: apresentam 4 hidrogênios ionizáveis (Ex.H4P2O7).

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Prof. KEMILCLASSIFICAÇÃO DOS ÁCIDOS Quanto ao grau de ionização (α) (FORÇA):

- Ácidos Fortes: 50% < α < 100% (Ex. HCl, H2SO4, HClO4).

- Ácidos Moderados: 5% < α < 50% (Ex. H3PO4).

- Ácidos Fracos: 0% < α < 5% (Ex. HClO).

α = _____________________n º de mols ionizados

n º de mols iniciaisEx. O ácido HBr possui α = 85% ele é um ácido:

a) Forteb) Moderadoc) Fraco

É um ácido forte, porque seu grau de ionização está entre 50% e 100%.

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Prof. KEMILCLASSIFICAÇÃO DOS ÁCIDOS

OU

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Prof. KEMILCLASSIFICAÇÃO DOS ÁCIDOS Para HIDRÁCIDOS HX:

- Ácidos Fortes: HCl, HBr e HI.

- Ácidos Moderado: HF.

- Ácidos Fracos: os demais, HCN, H2S ...

Para OXIÁCIDOS HmXOn:

n – m = 0 - Ác. Fraco: H3BO3, HCNO, ...

n – m = 1 - Ác. Moderado: H3PO4, HNO2, ...

n – m = 2 - Ác. Forte: HNO3, H2SO4, ...

n – m = 3 - Ác. Muito Forte: HIO4, HMnO4, ...

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Prof. KEMILNOMENCLATURA DOS ÁCIDOS HIDRÁCIDOS:

ÁCIDO + NOME DO ELEMENTO + ÍDRICO

Ex. HCl: Ácido Clorídrico

HBr: Ácido Bromídrico

HI: Ácido Iodídrico

H2S: Ácido Sulfídrico

HF: Ácido Fluorídrico

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Prof. KEMILNOMENCLATURA DOS ÁCIDOS OXIÁCIDOS:

NOX ÁCIDO PREFIXO INFIXO SUFIXO

+1 ; +2 Ácido Hipo Nome Elemento oso

+3 ; +4 Ácido - Nome Elemento oso

+5 ; +6 Ácido - Nome Elemento ico

+7 Ácido Per Nome Elemento ico

NOX, é a carga parcial do elemento que indica a quantidade de elétrons perdidos ou recebidos

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Prof. KEMIL# Cálculo do Número de Oxidação (NOX):- NOX > 0, ou seja (+) = perda de e¯.- NOX < 0, ou seja (-) = ganho de e¯.

- Elementos (Est. Fundamental) Nox=0;- Nox H = +1;- Nox O = -2;

Grupo 1A (1) 2A (2) 3A (13) 4A (14) 5ª (15) 6A (16) 7A (17)

Nóx Máximo(perda de e-) +1 +2 +3 +4 +5 +6 + 7

Nóx Mínimo(ganho de e-) x x x - 4 - 3 - 2 - 1

# Eletronegatividade: capacidade de um elemento “roubar” e¯ de outro elemento

CRESCENTE

F > O > N > Cl > Br > I > S > C > P > H

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H2 S O4

+1 X -2

+2 X -8

# Somatória dos Nox = 0 (Σnox = 0)

+2 + X + (-8) = 0+2 + X – 8 = 0X = +8 – 2X = +6 Ácido Sulfúrico

OBS: para os ácidos do elemento Enxofre (S) usa-se o nome em latim (SULFUR).

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# Somatória dos Nox = 0 (Σnox = 0)

H Cl O2

+1 X -2

+1 X -4 +1 + X + (-4) = 0+1 + X – 4 = 0X = +4 – 1X = +3

Ácido Cloroso

H Cl O4

+1 X -2

+1 X -8 +1 + X + (-8) = 0+1 + X – 8 = 0X = +8 – 1X = +7

Ácido Hiperclórico

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# Somatória dos Nox = 0 (Σnox = 0)

H Br O+1 X -2

+1 X -2 +1 + X + (-2) = 0+1 + X – 2 = 0X = +2 – 1X = +1

Ácido Hipobromoso

H3 P O4

+1 X -2

+3 X -8 +3 + X + (-8) = 0+3 + X – 8 = 0X = +8 – 3X = +5

Ácido Fosfórico (HPO3 e H4P2O7)

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# CASOS PARTICULARES: H3PO4 ; HPO3 e H4P2O7 - diferem no grau de hidratação:

H3PO4, recebe o prefixo ORTO (opcional).

HPO3, recebe o prefixo META. Ácido Metafosfórico

H4P2O7, recebe o prefixo PIRO. Ácido Pirofosfórico

Ácido Fosfórico ou

Ácido Ortofosfórico

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# CASOS PARTICULARES:

PREFIXO “TIO”:

Usado quando um átomo de enxofre substitui a um átomo de oxigênio na fórmula de um ácido.

H2SO4

ác. sulfúrico

- O

+ SH2S2O3

ác. tiossulfúrico

HCNOác. ciânico

- O

+ SHCNS

ác. tiociânico

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# Nomenclatura de ânions

Como os ânions derivam dos ácidos, sua nomenclatura é baseada numa simples troca de terminações:

Terminação do ácido Terminação do ânionÍDRICO ETO

OSO ITOICO ATO

# I.P.C.: A troca é apenas na terminação, não importam os prefixos!

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# Nomenclatura de ânions

ÁCIDO

Ác. Clorídrico (HCl)

Ác. Fluorídrico (HF)

Ác. Cloroso (HClO2)

Ác. Nitroso (HNO2)

Ác. Sulfúrico (H2SO4)

Ác. Carbônico (H2CO3)

ÂNION

Cloreto (Cl¯)

Fluoreto (F¯)

Clorito (ClO2¯)

Nitrito (NO2¯)

Sulfato (SO42¯)

Carbonato (CO32¯)

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Prof. KEMIL2. B A S E S ou H I D R Ó X I D O S:

Segundo Arrhenius, base é todo composto que sofre dissociação iônica, em solução aquosa, produzindo OH¯ como único ânion.

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

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

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

Dissociar é sinônimo de separar. Os compostos iônicos dissociam, enquanto os moleculares ionizam.

Note que o número de grupos OH- é igual

à carga do cátion.

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As bases se caracterizam por possuir sabor adstringente (“travoso”) e apresenta cor vermelha em presença de fenolftaleína (indicador ácido-base).

Bases no seu dia-a-dia:

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

O NH4OH obtido pela dissolução da amônia (NH3) em água, o chamado amoníaco é usado em alguns produtos de limpeza.

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O Ca(OH)2 conhecido por cal extinta ou apagada, o hidróxido de cálcio é comumente usado na construção civil (preparação de argamassa).

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Usado como antiácido estomacal e laxante suave, o Mg(OH)2 é conhecido por “leite de magnésia”, quando em suspensão aquosa.

O hidróxido de alumínio, Al(OH)3, também é usado como antiácido estomacal.

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Quanto ao número de Hidroxilas:

- Monobases: possuem 1 OH¯: NaOH, KOH, “NH4OH”...

- Dibases: possuem 2 OH¯: Ca(OH)2 , Ba(OH)2 , Mg(OH)2 ...

- Tribases: possuem 3 OH¯: Al(OH)3 , Fe(OH)3 , Ni(OH)3 ...

- Tetrabases: possuem 4 OH¯: : Pb(OH)4 , Sn(OH)4 , Pt(OH)4 ...

CLASSIFICAÇÃO DAS BASES:

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Prof. KEMILCLASSIFICAÇÃO DAS BASES: Quanto ao grau de dissociação iônica (-):

- Bases Fortes (->50%): metais alcalinos “1A" e alcalinos terrosos “2A"- Ex: NaOH, KOH, Ca(OH)2 , Ba(OH)2 ...

EXCESSÃO: Be(OH)2 e Mg(OH)2 são bases fracas, pois são praticamente insolúveis.

- Bases Fracas (-<5%): Ttodas as demais incluindo Be(OH)2 e Mg(OH)

2 .Ex: Al(OH)3 , Zn(OH) 2 , Mg(OH) 2 , Fe(OH)3 , “NH4OH” ...

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Prof. KEMILCLASSIFICAÇÃO DAS BASES: Quanto a solubilidade em água:

- Solúveis: metais alcalinos “1A" e “hidróxido de amônio”- Ex: KOH, CsOH, “NH4OH” ...

- Pouco Solúveis: metais alcalinos terrosos “2A“.

EXCESSÃO: Be(OH)2 e Mg(OH)2 , pois são praticamente insolúveis.

- Insolúveis: todas as demais.

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Prof. KEMILCLASSIFICAÇÃO DAS BASES: Quanto a volatilidade:

- Volátil: NH4OH (gás amoníaco).

- Fixas: todas as demais.

FÓRMULA GERAL DAS BASES:

M1+Y (OH)Y

-1

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Prof. KEMILNOMENCLATURA DAS BASES: Quando o elemento forma uma base:

HIDRÓXIDO + DE + NOME DO CÁTION

-NaOH: Hidróxido de sódio.-NH4OH: Hidróxido de amônio.-Ca(OH)2: Hidróxido de cálcio.

Quando o elemento forma duas bases:

HIDRÓXIDO + NOME DO CÁTION

- Fe(OH)2: Hidróxido ferroso ou hidróxido de ferro II- Fe(OH)3: Hidróxido férrico ou hidróxido de ferro III

- CuOH: Hidróxido cuproso ou hidróxido de cobre I- Cu(OH)2: hidróxido cúprico ou hidróxido de cobre II

ICO – Nox. Maior

OSO – Nox. Menor

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Prof. KEMILPROPRIEDADES DOS ÁCIDOS E BASES:

PROPRIEDADE ÁCIDO BASE

Substância CovalenteIônica

Exc. NH4OH

Estado FísicoSolidos,

Liquidos e gasosos

Sólidos

P.F. e P.E. Variáveis AltosSabor Azedo Adstringente

Condutividade elétrica

Bons condutores em

Solução Aquosa

Bons condutores em

Solução Aquosa ou Fundidos

Indicadores

Fenolftaleína Incolor VermelhoTORNASSOL Vermelho AzulAlaranjado de

metila Vermelho Amarelo

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Prof. KEMIL3. S A I S

Por definição, sal é todo composto que se forma, juntamente com a água, na reação entre um ácido e uma base.

Para compreender essa definição, é necessário estudar a REAÇÃO DE NEUTRALIZAÇÃO:

Sal é todo composto que em água dissocia liberando um cátion ≠ de H+ e um ânion ≠ de OH-

ÁCIDOS + BASE → SAL + ÁGUAExemplos:

HCl + NaOH → NaCl + H2O

HOH

SAL

Ác. ClorídricoHidróxidode Sódio

Cloretode Sódio

Água

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Prof. KEMILVocê notou que o cátion (Na+) é proveniente da base (NaOH),

enquanto o ânion (Cl-) vem do ácido (HCl).

Reparou, também, que cada molécula de água é formada pela união de um grupo OH- da base com um H+ do ácido?

Veja outro exemplo:

Ca(OH)2 + H2SO3 → CaSO3 + H2O

OH + HOH + H

Ca SO3

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Prof. KEMILExemplo 2:

Al(OH)3 + H3PO4 → AlPO4 + 3H2O

OH + HOH + HOH + H

Al PO4

Exemplo 3:

NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O2OH + HOH + H

Na SO4

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Prof. KEMILCLASSIFICAÇÃO DOS SAIS Quanto à Presença de Oxigênio:

- Oxissais : CaSO4 , CaCO3 , KNO3

- Halóides: NaCl , CaCl2 , KCl

Quanto ao Número de Elementos:

- Binários: NaCl , KBr , CaCl2

- Ternários: CaSO4 , Al2(SO4)3

- Quaternários: NaCNO , Na4Fe(CN)6

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Prof. KEMILCLASSIFICAÇÃO DOS SAIS Quanto à Presença de Água:

-Hidratados: CuSO4.5 H2O; CaSO4.2 H2O

-Anidro: KCl; NaCl; CaSO4

Quanto à Natureza:

-Neutros ou normais: NaBr; CaCO3

-Ácidos ou Hidrogenossais: NaHCO3; CaHPO4

-Básicos ou Hidroxissais: Ca(OH)Br

- Duplos ou mistos: NaKSO4; CaClBr

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Prof. KEMILObedece à seguinte regra:

(nome do ânion) de (nome do cátion)

Sufixo do ácido Sufixo do ânion

ídrico eto

ico ato

oso ito

Exemplos:

NaCl : Cloreto de Sódio (HCl: Ácido Clorídrico)

AlPO4: Fosfato de Alumínio (H3PO4: Ácido Fosfórico)

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Prof. KEMIL

Exemplos:

CaSO3 : Sulfito de Cálcio (H2SO3: Ácido Sulforoso)

CaCO3: Carbonato de Cálcio (H2CO3: Ácido Carbônico)

KBr: Brometo de Potássio (HBr: Ácido Bromídrico)

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Prof. KEMILHá muitos sais importantes:

NaCl: Sem dúvida o mais conhecido de todos, o cloreto de sódio, usado na alimentação...

... é obtido a partir da água do mar e minas de sal gema.

NaClO :Com propriedades germicidas, o hipoclorito de sódio é usado no tratamento da água de piscinas, bem como da água para beber. Está presente na “água de lavadeira”.

Popularmente, é

chamado de

“cloro”.

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Prof. KEMILNa2SO3 : Alvejante, o sulfito de sódio é utilizado no

processo de branqueamento de um tipo de papel, chamado “sulfite”.

NaNO3 : Juntamente com carvão e enxofre, o salitre do Chile forma a pólvora negra...

... além de ser usado como conservante de alimentos como salsichas, mortadelas, salames, etc.

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NaHCO3 : Usado como antiácido estomacal (“sal de fruta”), o bicarbonato de sódio também está presente em alguns tipos de extintores de incêndio.

CaCO3 : Principal constituinte do mármore...

... e do calcáreo, o carbonato de cálcio pode ser encontrado até nos cremes dentais!

Prof. KEMIL

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Prof. KEMIL

CaSO4 : O sulfato de cálcio é encontrado no giz escolar...

... e é o principal constituinte do gesso.

MgSO4 : Conhecido como “sal amargo”, o sulfato de magnésio é um poderoso laxante!

O sulfato de bário é usado como “contraste” em radiografias do aparelho digestivo.

BaSO4 :

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Prof. KEMIL4. Ó X I D O S:

É o conjunto de compostos binários onde o oxigênio é o elemento mais eletronegativo.

Ex.: Na2O; H2O; Al2O3; SO3; CaO

EXCESSÃO: compostos OF2 ou O2F2 que não são óxidos, pois o flúor é mais eletronegativo que o oxigênio, esses compostos são chamados fluoretos de oxigênio.

CRESCENTE

F > O > N > Cl > Br > I > S > C > P > H

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Prof. KEMILÓxidos no seu dia-a-dia:

O CO resultante da combustão incompleta de combustíveis fósseis...

... o monóxido de carbono é um perigoso poluente...

... causando a morte por asfixia, se inalado em quantidade!

O CO2 necessário em pequenas concentrações, o gás

carbônico é o principal responsável pelo “efeito estufa”...

... pela acidez natural da água da chuva...

...e é chamado de “gelo seco”, quando sólido.

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SO2 e SO3 Na gasolina e, principalmente, no óleo Diesel existem compostos de enxofre...

... que produzem dióxido e trióxido de enxofre ao serem queimados!

A alta concentração desses poluentes no ar... ... é a grande responsável

pelas “chuvas ácidas”.

SO3 + H2O - H2SO4

SO2 + H2O - H2SO3

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O N2O é conhecido como gás hilariante...

Juntamente com outros óxidos de nitrogênio, também é responsável por chuvas ácidas.

N2

O2

N2O4N2O3 N2O5

HNO3

HNO2

descarga elétrica

... o monóxido de dinitrogênio foi uma das primeiras substâncias anestésicas descobertas.

NO2

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Prof. KEMILFÓRMULA GERAL DOS ÓXIDOS:

E2+x O-2

x

CLASSIFICAÇÃO DOS ÓXIDOS Óxidos Básicos:

São óxidos iônicos em que o oxigênio está ligado a um metal com número de oxidação (+1, +2 ou +3). Os óxidos que possuem caráter mais básicos são os de metais alcalinos e alcalino-terrosos. Reagem com água, formando uma base, e reagem com ácidos, formando sal e água.

K2O + H2O 2KOH K2O + 2HCl 2KCl + H2O

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Prof. KEMILCLASSIFICAÇÃO DOS ÓXIDOS Óxidos Ácidos ou Anidridos:

São óxidos moleculares em que o oxigênio está ligado a um ametal ou metal com número de oxidação (+4,+5,+6,+7). Reagem com água, formando ácido, e reagem com base, formado sal e água.

SO3 + H2O H2SO4 SO3 + 2NaOH Na2SO4 + H2O

Óxidos Anfóteros:São óxidos que apresentam caráter ácido e básico, em geral

são formados por metais de transição.

SnO; SnO2; ZnO; Al2O3

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Prof. KEMILCLASSIFICAÇÃO DOS ÓXIDOS Óxidos Neutros ou Indiferentes:

São óxidos sem caráter ácido ou básico, sendo os principais:CO; NO; N2O

Óxidos Duplos ou Mistos:São óxidos formados por dois outros óxidos, do mesmo

elemento químico.Fe2O3 + FeO - Fe3O4 2PbO + PbO2 - Pb3O4

Peróxidos:São óxidos onde o oxigênio possui Nox = – 1:

Na2O2; BaO2; H2O2

Superóxidos:São óxidos onde o oxigênio possui Nox = -½.

NaO2; KO2; BaO4 

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NOMENCLATURA DOS ÓXIDOS: Óxidos Ametálicos:

PREFIXO + ÓXIDO + DE + PREFIXO + NOME DO ELEMENTO

Ex: P2O5 - Pentóxido de difosfóro

Prefixos: mono, di, tri, tetr, pent, hex, hept, oct

# A I.U.P.A.C. (International Union of Pure and Applied

Chemistry) recomenda a nomenclatura de prefixos #

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Prof. KEMILNOMENCLATURA DOS ÓXIDOS: Óxidos com metal de nox fixo:

ÓXIDO + DE + NOME DO METAL

Ex: K2O - Óxido de potássio Nox

Fixo Metal

+1 Alcalinos e Ag+2 Alcalinos Terrosos, Zn e Cd+3 Al

IUPAC: K2O - Óxido de dipotássio

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Prof. KEMILNOMENCLATURA DOS ÓXIDOS: Óxidos com metal de nox variável:

ÓXIDO + DE + NOME DO METAL + NOX em algarismo romano

Ex: MnO - Óxido de manganês II

Mn2O3 - Óxido de manganês III

IUPAC: MnO - Óxido de manganês.

Mn2O3 - Trióxido de dimanganês.

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Prof. KEMIL5. H I D R E T O S:

São compostos binários hidrogenados. Daremos destaque apenas aos hidretos metálicos.

ExHx

NOMENCLATURA DOS HIDRETOS:

Ex: NaH - hidreto de sódio LiH - Hidreto de lítio

CaH2 - Hidreto de cálcio PH3 - Hidreto de fósforo ouFosfina

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Prof. KEMILCLASSIFICAÇÃO DOS HIDRETOS: Hidretos Iônicos:

São iônicos os hidretos de metais alcalinos e alcalinos terrosos.

Ex: KH - Hidreto de potássioMgH2 - Hidreto de Magnésio

Hidretos Moleculares:São hidretos de ametais e portanto, moleculares e ionizam

em presença de água.

Ex: CH4 - metanoNH3 - amôniaPH3 - FosfinaH2S - gás sulfídrico