74
Tópicos Pág. 1 1 – Metais e ligas Metálicas Professora Carla Canhoto 12ºano QUÍMICA Escola Secundária de Valongo 1.2– Degradação dos metais ( 8 aul 1.3 – Metais, ambiente e vida (10 aula AP - Construção de uma pilha ( 3 aula APL1.2 / APL1.5 / APL1.6 / APL1.3 / APL (aula 11) 15-03-22

1.3 Metais, Ambiente e Vida

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Tópicos Pág. 1

1 – Metais e ligas Metálicas

Professora Carla Canhoto

12ºanoQUÍMICA

Escola Secundária de Valongo

1.2– Degradação dos metais ( 8 aulas)

1.3 – Metais, ambiente e vida (10 aulas)

AP - Construção de uma pilha ( 3 aulas)

APL1.2 / APL1.5 / APL1.6 / APL1.3 / APL1.4

(aula 11)

17-04-23

Química 12ºAno 1.3 – Metais, Ambiente e Vida

Tópicos ESV – Prof . Carla Canhoto

1.3.1 Dos minerais aos metais

1.3.3 A vida e os metais

1.3.2 Metais, complexos e cor

1.3 – Metais ambiente e vida ( 10 aulas)

Tópicos

Aula 9

Pág. 2

Questão de sala de aula nº2Questão de sala de aula nº2

APL 1.5 e 1.6 Aula 10

Aula 10

Aula 11

Aula 12 Aula 13

Aula 14 Aula 15

Aula 18

Aula 16

1.3.4 Metais e catálise

1.3.5 Compostos de metais e comportamento ácido -base

17-04-23

Tópicos Pág. 3

Sumário

Professora Carla Canhoto

Aula 26 QUÍMICA

Escola Secundária de Valongo

−Dos minerais aos metais12ºCT4

15 Nov. 2ªfeira

17-04-23

Química 12ºAno 1.3 – Metais, Ambiente e Vida

Tópicos ESV – Prof . Carla Canhoto

1.3.1 Dos minerais aos metais

Pág. 4

A exploração mineira engloba 3 operações:

Extracção mecânica

Tratamento do minério;

Remoção dos componentes estéreis dos materiais extraídos

A actividade mineira constitui uma das mais negativas modificações

que o ser humano impõe ao meio ambiente, um vez que origina

grande quantidade de substâncias poluentes

A actividade mineira constitui uma das mais negativas modificações

que o ser humano impõe ao meio ambiente, um vez que origina

grande quantidade de substâncias poluentes

Metalurgia

pré-tratamento

purificação.

Obtenção do metal

17-04-23

Tópicos Pág. 5

1.3– Metais, Ambiente e Vida

17-04-23 Tópicos Pág. 5 ESV – Prof . Carla Canhoto

Química 12ºAno

1.3.1.Dos minerais aos metais

pré-tratamento

•Depois de moído o minério contendo metais é separado da ganga

(outros minerais, argila areia etc…) por

• granulometria (peneiramento, lavagem, sedimentação)

•Gravitação (pelas diferenças de densidade)

•Separação magnética (para minerais ferromagnéticos)

•Por lixiviação(tratamento com ácidos e bases)

•flutuação (em tanques com água, gordura e

detergente)

•Nos moinhos o minério é reduzido a pequenos

grãos.

O minério flutua e a ganga deposita-se.Pág. 5 de 1317-04-23

Tópicos Pág. 6

1.3– Metais, Ambiente e Vida

17-04-23 Tópicos Pág. 6 ESV – Prof . Carla Canhoto

Química 12ºAno

Obtenção do metal

É um processo de redução

Os metais que estão colocados na série electroquímica abaixo do carbono :

os cujos metais não são óxidos, como os sulfuretos e os carbonatos, são em primeiro lugar, transformados em óxidos e depois reduzidos, através de: - Ustulação (aquecimento do material na presença de ar, a uma temperatura inferior ao seu ponto de fusão)

Os metais que estão colocados na série electroquímica acima do carbono, são mais reactivos, e são reduzidos por electrólise

e cujos minerais são óxidos, como os minérios de ferro e de estanho, são reduzidos, usando o carbono como redutor

WO3(s) + 3H2(g) W(s) 3H2O(l)

SnO2(s) + C(s) Sn(l) + CO2(g)

Para certos metais também poderão ser usado como redutores, o hidrogénio, alumínio e ferro

Redução por via química

Redução por via electrolítica

1.3.1.Dos minerais aos metais

Pág. 6 de 1317-04-23

Tópicos Pág. 7

1.3– Metais, Ambiente e Vida

17-04-23 Tópicos Pág. 7 ESV – Prof . Carla Canhoto

Química 12ºAno

1.3.1. Dos mineriais aos metais

Redução do Ferro

Fe2O3 (s) + 3CO (g) 2 Fe(l) + 3CO2(g)

Redução por via Química

Pág. 7 de 1317-04-23

Tópicos Pág. 8

1.3– Metais, Ambiente e Vida

17-04-23 Tópicos Pág. 8 ESV – Prof . Carla Canhoto

Química 12ºAno

A - Preparação industrial do sódio e do cloroRedução por via Electrolítica

Pág. 8 de 1317-04-23

1.3.1. Dos minerais aos metais

Tópicos Pág. 9

1.3– Metais, Ambiente e Vida

17-04-23 Tópicos Pág. 9 ESV – Prof . Carla Canhoto

Química 12ºAno

Célula de Downs

• CaCl2 – usado para diminuir o ponto de fusão

do meio electrolítico (passa de 804ºC para

600ºC);

• O Na(l) e o Cl2(g) produzidos na electrólise

são mantidos afastados para evitar novamente

a formação de NaCl;

Pág. 9 de 1317-04-23

1.3.1. Dos mineriais aos metais

Tópicos Pág. 10

1.3– Metais, Ambiente e Vida

17-04-23 Tópicos Pág. 10 ESV – Prof . Carla Canhoto

Química 12ºAno

Redução dos minérios por electrólise –

a extracção do alumínio

Esquema da electrólise do alumínio

Cátodo – camada fina de grafite numa caixa de

açoÂnodo – eléctrodo de grafite

Pág. 10 de 1317-04-23

1.3.1. Dos mineriais aos metais

Tópicos Pág. 11

Sumário

Professora Carla Canhoto

Aula 28 QUÍMICA

Escola Secundária de Valongo

−Metais, complexos e cor:

−Ácidos e bases de Lewis; ligação covalente coordenada ou

dativa; Iões complexos e compostos de coordenação; exercícios

de aplicação.

12ºCT4

15 Nov. 2ªfeira

17-04-23

Química 12ºAno 1.3 – Metais, Ambiente e Vida

Tópicos ESV – Prof . Carla Canhoto ESV – Prof . Carla Canhoto

1.3.2 Metais, complexos e cor

O que são Complexos?

Pág. 12 17-04-23

Tópicos Pág. 13

1.3– Metais, Ambiente e Vida

17-04-23 Tópicos Pág. 13 ESV – Prof . Carla Canhoto

Química 12ºAno

Que tipo de ligação química existe nos complexos?

São complexos!

17-04-23 Pág. 13 de 13

1.3.2 Metais, complexos e cor

Química 12ºAno 1.3 – Metais, Ambiente e Vida

Tópicos ESV – Prof . Carla Canhoto ESV – Prof . Carla Canhoto

Ligação covalente coordenada ou ligação covalente dativa

Ligação química na qual uma espécie fornece um par de electrões isolado a outra espécie que o aceita, isto é, os electrões do par ligante provêm de um único átomo.

Exemplos1. Uma molécula de hidreto de boro, BH3, liga-se a uma moléula de amoníaco

O produto formado é chamado um complexo.

Pág. 14 17-04-23

1.3.2 Metais, complexos e cor

Química 12ºAno 1.3 – Metais, Ambiente e Vida

Tópicos ESV – Prof . Carla Canhoto

Ligação covalente coordenada ou ligação covalente dativa

2. Uma molécula de trifluoreto de boro, BF3, liga-se a uma molécula de amoníaco, NH3.

O produto formado é um complexo.

NH3BF3

Pág. 1517-04-23

1.3.2 Metais, complexos e cor

Química 12ºAno 1.3 – Metais, Ambiente e Vida

Tópicos ESV – Prof . Carla Canhoto

Ligação covalente coordenada ou ligação covalente dativa

3. Uma molécula de tricloreto de boro, BCl3, liga-se a uma molécula de amoníaco, NH3.

As orbitais vazias de uma espécie são preenchidas por pares de electrões da outra.

17-04-23 Pág. 16

1.3.2 Metais, complexos e cor

Química 12ºAno 1.3 – Metais, Ambiente e Vida

Tópicos ESV – Prof . Carla Canhoto

Ligação covalente coordenada ou ligação covalente dativa

4. Formação do ião diaminoprata (I) a partir do ião prata, Ag+, e de duas moléculas de amoníaco, NH3.

17-04-23 Pág. 17

1.3.2 Metais, complexos e cor

Química 12ºAno 1.3 – Metais, Ambiente e Vida

Tópicos ESV – Prof . Carla Canhoto

Ácidos e bases de LewisSegundo a teoria de Bronsted-Lowry:

Ácido - espécie química que doa um protão a outra espécie;

Base – espécie química que aceita um protão de outra espécie.

17-04-23 Pág. 18

1.3.2 Metais, complexos e cor

Química 12ºAno 1.3 – Metais, Ambiente e Vida

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Ácidos e bases de LewisO ião hidróxido é uma base de Bronsted, mas o átomo ao qual o protão se liga

possui pelo menos um par de electrões não partilhado.

O amoníaco é uma base de Bronsted, mas o átomo ao qual o protão se liga possui pelo menos um par de electrões não partilhado.

17-04-23 Pág. 19

1.3.2 Metais, complexos e cor

Química 12ºAno 1.3 – Metais, Ambiente e Vida

Tópicos ESV – Prof . Carla Canhoto

Ácidos e bases de LewisEsta propriedade característica do ião OH -, de NH3 e de outras bases

de Bronsted sugere uma definição mais geral de ácidos e bases.

17-04-23 Pág. 20

1.3.2 Metais, complexos e cor

Química 12ºAno 1.3 – Metais, Ambiente e Vida

Tópicos ESV – Prof . Carla Canhoto

Ácidos e bases de Lewis

17-04-23

Em água, um ácido como o HCl doa um protão a uma molécula de água vizinha.

Numa reacção ácido-base, esta etapa tem a mesma forma que a reacção ácido-base de Lewis: O ião H+ é o ácido de Lewis; A molécula de água funciona como base de Lewis; O ião H3O + é o complexo resultante.

1.3.2 Metais, complexos e cor

Pág. 21

Química 12ºAno 1.3 – Metais, Ambiente e Vida

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Ácidos e bases de Lewis

17-04-23

• Base – espécie química que doa um par de electrões a outra espécie.• Ácido – espécie química que aceita um par de electrões de outra espécie.• O produto da reacção entre um ácido e uma base de Lewis é chamado um

complexo ácido-base de Lewis.

Ácido + Base Complexo

A ligação formada numa reacção ácido-base de Lewis é uma ligação covalente coordenada ou covalente dativa.

1.3.2 Metais, complexos e cor

Pág. 22

Química 12ºAno 1.3 – Metais, Ambiente e Vida

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Ácidos e bases de Lewis

17-04-23

A hidratação do dióxido de carbono dando origem a ácido carbónico

pode ser compreendida com base nos conceitos de ácido e base de Lewis:

(1) (2)

H2O é uma base de Lewis e CO2 é um ácido de Lewis.

1.3.2 Metais, complexos e cor

Pág. 23

Química 12ºAno 1.3 – Metais, Ambiente e Vida

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Ácidos e bases de Lewis

17-04-23

Outros exemplos de reacções ácido-base de Lewis:

1.3.2 Metais, complexos e cor

Pág. 24

Química 12ºAno 1.3 – Metais, Ambiente e Vida

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Ácidos e bases de Lewis

17-04-23

Tabela resumo dos três conceitos de ácido-base

1.3.2 Metais, complexos e cor

Pág. 25

Química 12ºAno 1.3 – Metais, Ambiente e Vida

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Iões complexos e compostos de coordenação

17-04-23

• Os iões metálicos em solução aquosa formam frequentemente ligações covalentes dativas com várias moléculas de água.

• A hidratação de iões metálicos em solução é uma reacção ácido-base de Lewis.

• Outras bases de Lewis podem formar ligações covalentes dativas com iões metálicos.

Os iões metálicos são ácidos de Lewis - contêm orbitais da camada de valência vazias, podendo ligar-se através de ligações covalentes dativas às bases de Lewis.

1.3.2 Metais, complexos e cor

Pág. 26

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Iões complexos e compostos de coordenação

17-04-23

É uma espécie que consiste de um átomo ou ião central ao qual estão ligados por ligação coordenada um certo número de iões ou moléculas.

O que é um complexo?

1.3.2 Metais, complexos e cor

Pág. 27

Química 12ºAno 1.3 – Metais, Ambiente e Vida

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Iões complexos e compostos de coordenação

17-04-23

Nos iões complexos:

a base de Lewis designa-se por ligando e o átomo do ligando que efectivamente doa o par electrónico é o átomo doador;

o ácido de Lewis designa-se por ião central e também por aceitador;

os ligandos têm, pelo menos, um par de electrões não ligantes (isolados) que é partilhado com o ião central;

o número de coordenação é o número de pares electrónicos aceites pelo átomo central.

1.3.2 Metais, complexos e cor

Pág. 28

Química 12ºAno 1.3 – Metais, Ambiente e Vida

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Iões complexos e compostos de coordenação

17-04-23

É um composto, electricamente neutro, que se forma por ligação de um ou mais iões complexos a um ião simples (ião livre).

O que é um composto de coordenação?

1.3.2 Metais, complexos e cor

Pág. 29

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Iões complexos e compostos de coordenação

17-04-23

Ligando monodentado é aquele que partilha um dupleto com o ião/átomo central.

Ligando polidentado (bidentado, tridentado, tetradentado …) é aquele que partilha com o ião/átomo central mais do que um dupleto (dois, três, quatro …).

Como se podem classificar os ligandos quanto ao número de átomos doadores que possuem?

Um ião complexo que contém um ou mais ligandos polidentados designa-se por quelato.

1.3.2 Metais, complexos e cor

Pág. 30

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Iões complexos e compostos de coordenação

17-04-23

1.3.2 Metais, complexos e cor

Pág. 31

Química 12ºAno 1.3 – Metais, Ambiente e Vida

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Iões complexos e compostos de coordenação

17-04-23 Pág. 32

1.3.2 Metais, complexos e cor

Química 12ºAno 1.3 – Metais, Ambiente e Vida

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Iões complexos e compostos de coordenação

17-04-23

Qual é a geometria de um ião complexo?

A geometria assumida por um ião complexo é tal que os átomos dos ligandos estão o mais afastados possível, de modo a minimizar as repulsões entre os electrões.

A geometria de um complexo está relacionada com o número de coordenação.

1.3.2 Metais, complexos e cor

Pág. 33

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Iões complexos e compostos de coordenação

17-04-23

Geometria dos iões complexos

1.3.2 Metais, complexos e cor

Pág. 34

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Iões complexos e compostos de coordenação

17-04-23

Qual o papel da formação de complexos em equilíbrios de solubilidade?

Adicionando gota a gota, uma solução aquosa de amoníaco, NH3, a uma solução aquosa de sulfato de cobre (II), CuSO4, forma-se inicialmente um precipitado azul claro de hidróxido de cobre, Cu(HO)2.

1.3.2 Metais, complexos e cor

Pág. 35

Continuando a adicionar solução aquosa de amoníaco, o precipitado dissolve-se, dando origem a uma solução azul forte de ião complexo [Cu(NH3)4]2+.

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Iões complexos e compostos de coordenação

17-04-23

Constante de formação

Quanto maior for o valor de Kf maior será:• a concentração do ião complexo no equilíbrio;• a sua estabilidade.

Pág. 36

1.3.2 Metais, complexos e cor

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Iões complexos e compostos de coordenação

17-04-23

Valores de constantes de formação de alguns iões complexos, em água, a 25oC

Pág. 37

1.3.2 Metais, complexos e cor

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Iões complexos e compostos de coordenação

17-04-23

Qual o papel dos iões complexos na solubilização de precipitados?

O ião complexo [Cu(NH3)4]2+apresenta um valor muito elevado de Kf = 1,1 x 1013

O ião complexo é estável

Ocorre o equilíbrio 2

A concentração de Cu2+ diminui

O equilíbrio (1) evolui no sentido inverso – Princípio de Le Châtelier – até à solubilização completa do precipitado Cu(OH)2

Pág. 38

1.3.2 Metais, complexos e cor

Química 12ºAno 1.3 – Metais, Ambiente e Vida

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Iões complexos e compostos de coordenação

17-04-23

Qual a influência da formação dos iões complexos na solubilidade dos sais?

O cloreto de prata, AgCl é um sal pouco solúvel (Ks = 1,6 x 10-10)

AgCl (s) Ag+ (aq) + Cl – (aq) (1)

A adição de uma solução aquosa de amoníaco vai originar o ião complexo Ag(NH3)2

+

A concentração de Ag+ diminui

O equilíbrio (1) evolui no sentido directo – Princípio de Le Châtelier – aumentando a solubilidade do AgCl

Ag + (aq) + 2 NH3 (aq) Ag(NH3)2+ (aq) (2)

Pág. 39

1.3.2 Metais, complexos e cor

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Exercícios de aplicação

17-04-23 Pág. 40

1. Indique o número de coordenaçao, o n.o. Do metal e a carga dos ligandos antes de

coordenarem o metal, no caso dos seguintes complexos.a) Cu(H2O)2(NH3)42+

b) Co(NO2)3(NH3)3

c) Fe(CN)64-

d) PtCl2(NH3)2

2. Escreva a fórmula química, o número de coordenação e a geometria e torno do metal e um complexo que tenha:a) Um ião níquel (II) coordenado por duas moléculas de água, três moléculas de

amoníaco e um ião cloretob) um ião prata coordenado por 2 iões cloretoc) Um ião cobalto (III) coordenado por duas moléculas de etilenodiamina (en)

bidentadas, uma de amoniaco e outra de água.

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Exercícios de aplicação

17-04-23 Pág. 41

3. Suponha que a 0,10 mol de nitrato de cobre ((II) é adicionado 1 dm3 de uma solução de

NH3 com a concentração 2,0 mol/dm3. Calcule a concentração de Cu2+ na solução resultante.kf=1×1013

4. Calcule a solubilidade do cloreto de prata, numa solução 0,10 mol/dm3 e NH3(aq).ks(AgCl) = 1,6×10-10

kf (Ag(NH3)2+)=1,6×107

Tópicos Pág. 42

Sumário

Professora Carla Canhoto

Aula 26 QUÍMICA

Escola Secundária de Valongo

−A cor nos complexos; Aplicações dos compostos de

coordenação

12ºCT4

22 Nov. 2ªfeira

17-04-23

Química 12ºAno 1.3 – Metais, Ambiente e Vida

Tópicos ESV – Prof . Carla Canhoto

A cor nos complexos

17-04-23

A cor de um complexo (ou de qualquer substância) observada à luz branca é a cor da luz que não é absorvida, ou seja, a que é reflectida/transmitida através da amostra do complexo.

Porque é que os complexos apresentam cores variadas?

Pág. 43

1.3.2 Metais, complexos e cor

Química 12ºAno 1.3 – Metais, Ambiente e Vida

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A cor nos complexos

17-04-23

Roda das cores com indicação dos comprimentos de onda aproximados (nm)

Quando se retira uma das cores do espectro, o conjunto de todas as outras dá origem a uma outra cor – a cor complementar da cor retirada.As cores complementares encontram-se em posições opostas na “roda das cores”.

Pág. 44

1.3.2 Metais, complexos e cor

Química 12ºAno 1.3 – Metais, Ambiente e Vida

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A cor nos complexos

17-04-23

Cor observada em função da luz absorvida por um corpo

1.3.2 Metais, complexos e cor

Pág. 45

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A cor nos complexos

17-04-23

Cor da solução de [Ti(H2O)6]3+

Espectro de absorção do ião [Ti(H2O)6]3+

1.3.2 Metais, complexos e cor

Pág. 46

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A cor nos complexos

17-04-23

A absorção de luz por uma molécula corresponde à excitação dos respectivos electrões – a cor é o resultado das transições dos electrões entre alguns níveis de energia electrónica das moléculas.

E = h

A relação entre a diferença de energia dos níveis de energia e a frequência da radiação absorvida é:

1.3.2 Metais, complexos e cor

Pág. 47

Química 12ºAno 1.3 – Metais, Ambiente e Vida

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A cor nos complexos

17-04-23

Os espectros de absorção são obtidos usando aparelhos apropriados – os espectrómetros.Para a zona do ultravioleta e do visível, os espectrómetros designam-se por espectrofotómetros.

1.3.2 Metais, complexos e cor

Pág. 48

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A cor nos complexos

17-04-23

O estudo quantitativo da radiação absorvida por uma solução permite determinar a concentração da solução.Define-se absorvância, A, como o logaritmo da razão entre a intensidade da luz incidente, I0, e a intensidade da luz transmitida, I.

I0IlogA

1.3.2 Metais, complexos e cor

Pág. 49

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A cor nos complexos

17-04-23

A intensidade da luz absorvida por espécies moleculares em solução é tanto maior quanto maior for o número de moléculas “no caminho” da luz.

A absorvância, A, aumenta com a espessura, l, da amostra de uma solução e com a concentração, c, desta.

cεA Lei de Lambert-Beerε – coeficiente de absorção – é para um dado comprimento de onda, uma característica do composto.

1.3.2 Metais, complexos e cor

Pág. 50

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A cor nos complexos

17-04-23

Os compostos dos metais de transição do bloco d são frequentemente corados, tanto no estado sólido como em solução aquosa.Cores de soluções aquosas de alguns iões de metais do bloco d

Pág. 51

1.3.2 Metais, complexos e cor

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A cor nos complexos

17-04-23

A cor dos compostos de metais de transição está relacionada com a presença de orbitais d vazias ou semipreenchidas e, consequentemente, com a presença de electrões não emparelhados no ião do metal.

Pág. 52

1.3.2 Metais, complexos e cor

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A cor nos complexos

17-04-23

A passagem da luz branca através de uma solução de iões [Ti(H2O)6]3+ pode originar a excitação de um electrão por absorção de um fotão, se a sua energia corresponder a E (3).

O ião metálico Ti3+ de configuração electrónica [Ar] 3d1, na fase gasosa, apresenta todas as orbitais d com a mesma energia (1).

O ião metálico Ti3+, em solução aquosa, está rodeado por ligandos cuja presença vai afectar as energias das orbitais d do ião metálico central e as orbitais d mais próximas dos ligandos são “empurradas” para níveis de energia ligeiramente superiores aos das restantes orbitais d; as cinco orbitais d ficam separadas em dois grupos com diferentes energias (2).

Pág. 53

1.3.2 Metais, complexos e cor

Química 12ºAno 1.3 – Metais, Ambiente e Vida

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A cor nos complexos

17-04-23

A diferença de energia entre as orbitais d nos iões complexos depende da sua geometria

Pág. 54

1.3.2 Metais, complexos e cor

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A cor nos complexos

17-04-23

A cor de um ião complexo de um metal de transição depende:

do número de electrões d presentes no ião/átomo metálico central;

do arranjo dos ligandos à volta do ião/átomo central (geometria do complexo), já

que isso afecta a separação energética das orbitais d;

da natureza do ligando, já que diferentes ligandos têm diferentes efeitos nas

energias relativas das orbitais d.

Pág. 55

1.3.2 Metais, complexos e cor

Química 12ºAno 1.3 – Metais, Ambiente e Vida

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A cor nos complexos

17-04-23

Indique uma causa possível para as diferentes cores apresentadas pelos compostos de coordenação seguintes.

A alteração da natureza do ligando.Pág. 56

1.3.2 Metais, complexos e cor

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Aplicações dos compostos de coordenação

17-04-23

Metalurgia

O ouro e a prata presentes em pequenas percentagens em certos minerais podem ser extraídos através da formação de iões complexos com ião cianeto, CN- , na presença de ar.

Exemplo:O ouro começa por ser oxidado a ouro (I)

4 Au (s) + 8 CN- (aq) + O2 (g) + 2 H2O (l) 4 [Au(CN)2]- (aq) + 4 OH- (aq)

O ião complexo é separado dos outros materiais insolúveis por filtração.

O ouro é recuperado através de redução com zinco:

Zn (s) + 2 [Au(CN)2]- (aq) [Zn(CN)4]- (aq) + 2 Au (s)

O cianeto é altamente tóxico, podendo ocorrer problemas ambientais graves se não se tiverem os devidos cuidados.

Pág. 57

1.3.2 Metais, complexos e cor

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Aplicações dos compostos de coordenação

17-04-23

Medicina

O ácido etilenodiaminotetracético (EDTA) é um ligando hexadentado utilizado na desintoxicação de um organismo que tenha ingerido chumbo em excesso (intoxicação pelo chumbo), graças à formação de um complexo muito estável com o ião Pb2+.

Utilização de complexos com platina (II) e amoníaco, no tratamento do cancro. Este complexo, conhecido por cis-platina, liga-se ao DNA das células cancerosas, alterando a sua configuração, impedindo a multiplicação celular.

Pág. 58

1.3.2 Metais, complexos e cor

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Aplicações dos compostos de coordenação

17-04-23

Medicina

Utilização de um complexo do metal radioactivo artificial tecnécio que, em pequenas concentrações se acumula no sistema ósseo, após injecção, permitindo obter uma imagem do esqueleto por detecção de radioactividade (cintigrafia).

Melhoramento da nitidez das imagens médicas obtidas por ressonância magnética por injecção de complexos de metais como agentes de contraste. Os complexos do lantanóide gadolínio são os preferidos.

Pág. 59

1.3.2 Metais, complexos e cor

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Aplicações dos compostos de coordenação

17-04-23

Crescimento das plantas• O crescimento das plantas exige diversos nutrientes essenciais, entre

os quais o ferro. A humidade faz com que no solo o ferro esteja na forma de hidróxidos insolúveis não assimiláveis pelas plantas. O ferro de que a planta necessita é fornecido sob a forma do complexo EDTA – Fe (II), solúvel em água, que penetra facilmente nas raízes.

Pág. 60

1.3.2 Metais, complexos e cor

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Aplicações dos compostos de coordenação

17-04-23

Conservação dos alimentos

O EDTA adicionado aos alimentos liga-se aos iões metálicos que catalisam a oxidação dos alimentos, evitando que se deteriorem.

Análise química

O EDTA possui uma afinidade elevada por um grande número de iões, nomeadamente o Ca2+ e o Mg2+, pelo que se usa na titulação destes iões na água e noutras substâncias.

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1.3.2 Metais, complexos e cor

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Aplicações dos compostos de coordenação

17-04-23

Detergentes

Nas águas duras, a dissolução do sabão é dificultada pela existência de uma elevada quantidade de iões Ca 2+ que formam sais insolúveis. Para resolver este problema adiciona-se ao detergente um agente quelante como, por exemplo, o tripolifosfato.

A adição deste agente quelante tem um inconveniente: como é um nutriente das plantas, provoca um crescimento anormal das algas nos lagos onde são lançadas as águas de lavagem, provocando uma diminuição da quantidade de oxigénio presente na água, o que prejudica a vida aquática.

Pág. 62

1.3.2 Metais, complexos e cor

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1.3.3 A vida e os metais

Pág. 63 17-04-23

A maior parte dos metais encontrados no organismo humano (essenciais ou não essenciais) apresentam alta reatividade química e atividade biológica, na forma de iões, radicais ou complexos.

Assim, podem ser potencialmente de alto risco, dependendo da quantidade ingerida e das outras condições associadas à exposição (tempo e freqüência da exposição e susceptibilidade do organismo exposto).

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Metais Essenciais e Metais tóxicos

17-04-23 Pág. 64

“Metal tóxico é todo aquele que pertence a um grupo de elementos que não possui características benéficas e nem essenciais para o organismo, produzindo efeitos danosos para as funções metabólicas normais, mesmo quando presentes em quantidades traços.”

“Metais essenciais, por sua vez, podem tornar-se nocivos ao organismo quando ingeridos em quantidades muito acima das nutricionalmente desejáveis, ou quando a exposição ocorra por outras vias que não a oral.”

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METAIS ESSENCIAIS À VIDA METAIS TÓXICOS

ArsénioChumboCádmioMercúrioAlumínioTitânioEstanhoTungsténio

Metais Essenciais e Metais tóxicos

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Alguns metais essenciais e não essenciais presentes no organismo humano.

MetalIngestão(mg/dia)

Excreção urina (mg/dia)

Excreção suor (mg/dia)

Deposição (μg/dia)

EssenciaisCromo (Cr)Manganês (Mn)Ferro (Fe)Cobalto (Co)Selénio (Se)Molibidénio (Mo)Níquel (Ni)

0,05-0,12,2-8,8

150,3

0,0680,30,4

0,0080,2250,250,260,040,15

0,011

0,0590,097

0,50,0170,34

0,0610,083

0,69-0,961,00130

0,17-0,280,3-13

--

Não-essenciaisCádmio (Cd)Chumbo (Pb)Mercúrio (Hg)Arsénio (As)

0,2150,450,021,0

0,030,03

0,0150,195

-0,256

0,0009-

-2,8-4,818-19

-Fonte: Midio & Martins,2000

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Cálcio

17-04-23 Pág. 67

Ingestão diária 1200mg

Função : mineral mais abundante no organismo, é o principal componente dos ossos dentes e tecidos, além de realizar contracções musculares de diversos órgãos.É necessário para a coagulação do sangue, regulação hormonal e contracção muscular

Maiores fontes : iogurte desnatado; leite desnatado; espinafre ;couve

Excesso de sódio: diminui a concentração de cálcio e potássio.

Excesso de Ca diminui a absorção de Zn.

Sintomas da deficiência : Cãibras, osteoporose, taquicardia , irritação, diminuição da memória e hipertensão.

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Potássio

17-04-23 Pág. 68

Função : O potássio é um elemento importante que constitui cerca de 5% do conteúdo total de minerais no organismo. Conjuntamente com o sódio, cálcio e magnésio, actua na regulação da actividade neuromuscular, promove, também, o crescimento celular e ajusta o teor de água do organismo. O líquido intracelular contém mais de 90% do potássio do corpo. O potássio previne a formação de pedras nos rins e arritmias cardíacas, beneficia os ossos, neutralizando os ácidos da corrente sanguínea, que retira o cálcio dos depósitos da estrutura.

Maiores fontes : Cereais integrais, melado, verduras, cenoura, maracujá, inhame, peixe, água-de-coco, abacate, abóbora, laranja, feijões, carnes, banana

Sintomas relacionadas com:

Excesso : diarreia, insuficiência renal, paralisação do sistema nervoso central e ataque cardíaco.

Deficiência: fraqueza muscular, desorientação e fadiga.

A ingestão de diuréticos aumenta a excreção urinária do potássio. Também o hábito de tomar laxativos, ou de provocar vómitos e diarréias para emagrecer aumentam as perdas digestivas. A perda de potássio no organismo é também causada pela ingestão prolongada de corticóides.

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Sódio

17-04-23 Pág. 69

Função : O sódio sob forma ionizada, é um dos principais fatores de regulação osmótica do sangue, plasma, fluidos intercelulares e do equilíbrio ácido-base. É essencial à motilidade e à excitabilidade muscular e na distribuição orgânica de água e volume sangüíneo

Maiores fontes : Os alimentos de origem animal contêm mais sódio que os de origem vegetal. As principais fontes são: sal de cozinha, carnes bovinas e suínas, leite e derivados, batatas e grãos.

Sintomas do excesso : diarreia, insuficiência renal, paralisação do sistema nervoso central e ataque cardíaco.

Sintomas relacionados com a(o):

Excesso: hipertensão e distúrbios cardíacos.

Deficiência: A hiponatremia que é um distúrbio de electrólitos, distúrbio dos sais presentes no sangue no qual a concentração de sódio no plasma sanguíneo é menor do que o normal. Os sintomas típicos da hiponatremia incluem náusea, vómito, cefaleias e mal-estar. Com a progressão da hiponatremia pode haver confusão, reflexos diminuídos, convulsões e coma.

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Magnésio

17-04-23 Pág. 70

Função : O magnésio é importante para a vida, tanto animal como vegetal. A clorofila é uma substância complexa de porfirina-magnésio que intervém na fotossíntese. A maior parte do magnésio no organismo é encontrada nos ossos e os seus iões desempenham um papel importante na actividade das enzimas e, em reacções que dependem da ATP. Também exerce um papel estrutural, o ião de Mg2+ tem uma função estabilizadora para a estrutura de cadeias de ADN e ARN.

Maiores fontes : folhas verdes das hortaliças, sementes, nozes, leguminosas e cereais integrais; contudo, a agricultura intensiva produz alimentos carentes desse mineral.

Sintomas relacionados com a(o):

Excesso: hipertensão e distúrbios cardíacos.

Deficiência: Problemas músculo-esqueléticas (osteoporose, fadiga crónica, e fraqueza, espasmo muscular, tremores, e inquietude); Doenças Cardiovasculares( aterosclerose, arritmias cardíacas); Tensão pré-menstrual; Problemas psiquiátricos (irritabilidade, depressão, transtorno bipolar); Problemas neurológicos (enxaqueca, dores de cabeça); Problemas endócrinos (O magnésio é importante na função e secreção de insulina, auxilia o organismo em transformar o açúcar do sangue em energia, como papel essencial na formação de diabetes)

O aumento na ingestões de cálcio, proteínas, vitamina D e álcool, bem como o stresse físico e psicológico aumentam as necessidades de magnésio

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Ferro

17-04-23 Pág. 71

Função : O ferro produz hemoglobina (glóbulos vermelhos do sangue), a mioglobina (pigmentos vermelhos dos músculos) e certas enzimas. Este mineral ajuda no crescimento, previne a fadiga e a anemia e defende o organismo contra outras doenças. O principal papel do ferro é transportar oxigénio dos pulmões para as células de todo o corpo, através da hemoglobina. Também se encontra nos tecidos musculares, onde ajuda a armazenar oxigénio. Aumenta a resistência e a produção de energia e também desempenha um papel importante na manutenção do sistema imunológico, na produção e regulação de vários neurotransmissores. Maiores fontes : Marisco; Lombo; Uva passa; Alcachofra; Abacate.

Sintomas relacionados com a(o):

Excesso: siderose (pele uma cor acinzentada); Recentes estudos têm sugerido que os altos níveis de ferro no organismo podem estar associados ao desenvolvimento de cancro e doenças cardíacas. Tem sido também estudada a relação de anormais níveis de ferro e o desenvolvimento de disfunções neurológicas, como Alzheimer.

Deficiência : cansaço, falta de fôlego, dor de cabeça, insónia, perda de apetite, fraqueza muscular, depressão, anemia, em crianças pode levar à hiperactividade, falta de atenção, apatia, dificuldade para aprender e irritabilidade.

A deficiência de Cu prejudica o transporte do ferro, podendo gerar anemia. O excesso de Ca dificulta a absorção de Fe, e vice-versa.

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Zinco

17-04-23 Pág. 72

Função: fundamental à síntese de DNA e RNA (importante na gravidez e crescimento. Importante na cicatrização de feridas e fundamental no sistema imunológico, desempenha também funções cruciais na síntese proteica, no metabolismo dos hidratos de carbono, lípidos e metabolismo energético. Tem papel fundamental na maturação e desenvolvimento sexual. Existem diversas hormonas que podem ser afectadas quando existe carência de zinco, como a hormona do crescimento, a tiróide, a insulina. É fundamental para o crescimento e desenvolvimento do organismo, a manutenção da actividade e do desejo sexual, o sistema imunológico, o sistema respiratório, e rendimento muscular;

Maiores fontes : Ostras, Carne bovina, Fígado e boi, Semente de abóbora, Amêndoa, Castanha de caju.

Sintomas relacionados com a(o):

Excesso: leva a diminuição de Fe e CuDeficiência : diminuição da concentração, fadiga, unhas frágeis, pele seca, aparecimento de acne

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Minerais em menor quantidade

17-04-23 Pág. 73

Elemento Função Deficiência Excesso Fontes

Cobre Componente de enzimas oxidante: está envolvido no processo de absorção e mobilização do ferro necessário à produção de hemoglobina

Anemia, pigmentação deficiente

Substitui o Zn e o Fe;

Nozes, fígado e marisco

Cobalto Componente da vitamina B12 Anemia, degenerescência da medula espinal, anorexia

Necrose hepática, cirrose, crises hemolíticas

Carne e produtos lácteo

Molibdénio Envolvido na formação de enzimas e de proteínas.

diminuição do metabolismo dos aminoácidos sulfurados,gerando um tóxico, o sulfito. inflamação nas articulações

Teor de ácido úrico elevado

Carne, folhas verdes de vegetais, legumes

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Metais tóxicos: Pb, Cd, Hg

17-04-23 Pág. 74

Elemento Efeitos na saúde Fontes

Chumbo Induz alterações no sangue e na urina, ocasionando doenças graves e, em alguns casos, invalidez total e irreversível. Ocasiona problemas respiratórios. Provoca alterações renais e neurológicas. Provoca graves alterações no desenvolvimento cerebral das crianças. Forma depósitos nos rins, ossos, músculos, nervos e induz estados de agitação, epilepsia, tremores, perda da capacidade intelectual e anemia.

Polui o solo, a água e o ar e desta forma contamina os organismos vivos, devido ao seu efeito bioacumulativo, em toda a cadeia alimentar.

Cádmio Provoca alterações no sistema nervoso central e nos sistema respiratório. Ocasiona edemas pulmonares, cancro no pulmão e irritações no tracto respiratório. Afecta os sistema nervoso e rins. Provoca perda de olfacto, a formação de anéis amarelos no colo dos dentes, a redução na produção de glóbulos vermelhos e a remoção de cálcio nos ossos.

Contamina o solo, o ar, a água e lençol freático. É bioacumulativo em toda a cadeia alimentar, provocando intoxicação nos seres humanos que ingerem peixes contaminados com cádmio.

Mercúrio Afecta o sistema nervoso central, provocando lesões no córtex e na capa granular do cérebro. Provoca alterações nos órgãos do sistema cardiovascular. Acumula-se no sistema nervoso, principalmente no cérebro, medula e rins. Provoca perda de coordenação dos movimentos, dificuldade em falar, comer e ouvir, além de atrofia e lesões renais, urogenitais e endócrinas.

Poluente na atmosfera. Pela contaminação da água ou do solo, entra com facilidade na cadeia alimentar, representando um perigo para o homem que se alimenta de peixes ou aves dessas áreas.