Química Inorgânica e Orgânica

Embed Size (px)

Citation preview

QumicaQumica Inorgnica Propriedades dos Materiais ................................... 3 Estrutura Atmica da Matria ................................. 7 Tabela Peridica .................................................. 15 Ligaes Qumicas ............................................... 21 Funes Inorgnicas ............................................ 26 Reaes Inorgnicas ............................................ 34 Mol - Gases - Estequiometria ............................... 39 Qumica Orgnica Introduo Qumica Orgnica ............................. 44 Funes Orgnicas .............................................. 48A reproduo por qualquer meio, inteira ou em parte, venda, exposio venda, aluguel, aquisio, ocultamento, emprstimo, troca ou manuteno em depsito sem autorizao do detentor dos direitos autorais crime previsto no Cdigo Penal, Artigo 184, pargrafo 1 e 2, com multa e pena de recluso de 01 a 04 anos.

MARIA CLIA VALRIO CARDOSO

Anotaes

Tecnologia

ITAPECURSOS

QUMICA INORGNICAPROPRIEDADES DOS MATERIAISINTRODUOA Qumica a cincia que estuda a estrutura da matria, suas propriedades, as transformaes sofridas pela matria e a energia que acompanha tais transformaes.

Conceitos Fundamentais: Sistemas: So constitudos de matria. Matria: tudo que tem massa e ocupa lugar no espao. Massa: a medida da quantidade de matria que uma amostra possui. Pode ser expressa em: gramas (g), quilogramas (kg), miligramas (mg) ou toneladas (t). 1 kg = 103 g Volume - litro - L - decmetro cbico = dm3 - centmetro cbico = - mililitro = mL 1 1 dm3 cm3 =1L = 1 mL K = C + 273 cm3 1mg = 10-3g 1t = 103 kg = 106 g Temperatura: o fator que determina a direo do fluxo de calor. - Graus celsius (centgrados) = C - Kelvin = K

1 L = 1000 mL

ESTADOS FSICOS DA MATRIAA matria pode existir em trs estados: slido, lquido e gasoso. Slido - forma e volume constantes Lquido - forma varivel (forma de seu recipiente) e volume constante Gasoso - forma e volume variveis Os lquidos e gases so fluidos, pela capacidade de fluir. Os slidos possuem maior viscosidade, ou seja, resistncia ao escoamento.

Representao por bolinhas:

SLIDO(Mais organizado e de menor energia)

LQUIDO

GASOSO(Mais desorganizado e de maior energia)

A mudana de slido em lquido e lquido em gasoso aumenta a energia da matria e sua desorganizao.

Qumica - M1

3

Tecnologia

ITAPECURSOS

MUDANAS DE ESTADO

1 - Fuso: Passagem do estado slido para o estado lquido, com absoro de calor. Representa a temperatura na qual as fases lquida e slida esto em equilbrio. Obs.: Apesar de o efeito da presso sobre o ponto de fuso ser muito pequeno, um aumento na presso favorece a formao da fase mais densa. Durante o processo de fuso, a energia absorvida faz com que as foras de atrao entre as molculas (ou tomos, ou ons) no slido diminuam. 2 - Vaporizao: Passagem do estado lquido para o estado gasoso, com absoro de calor. Evaporao: Passagem espontnea do lquido para o gasoso. Ebulio: Passagem forada, do lquido para o gasoso; ocorre formao de bolhas. 3 - Liquefao: Mudana de gs para lquido, com liberao de calor. Ex.: gs de botijo Condensao: Mudana de vapor para lquido, com liberao de calor. Ex.: orvalho. Gs - substncia que no estado normal gasosa. Vapor - Substncia que foi transformada em gasosa. 4 - Solidificao ou Congelamento: Passagem do estado lquido para o estado slido, com liberao de calor. 5 - Sublimao: Passagem direta de slido para gasoso (processo endotrmico), e de gasoso para slido (processo exotrmico).

PROPRIEDADES DOS MATERIAIS Propriedades organolpticas: So aquelas que impressionam os nossos sentidos. Ex.: Sabor, cor, cheiro, etc. Propriedades fsicas: Permitem identificar um material e classific-lo como substncia pura ou substncia impura. Ex.: fuso, ebulio, densidade e solubilidade. Fuso: Temperatura na qual um material passa de slido para lquido. Ebulio: Temperatura na qual um material passa de lquido para gasoso. Densidade: a razo entre a massa e o volume de um material. expressa em g/L, g/mL ou g/cm3d= massa volume

Solubilidade: a quantidade mxima de soluto que consegue se dissolver em uma certa quantidade de solvente, em uma dada temperatura. Ex.: A 25C consegue-se dissolver 36 g de sal (NaCl) em 100mL de H2O. Acima disto, ele precipita. Portanto, a solubilidade do sal em gua , a 25C, igual a 36 g/100mL. Obs.: Estas quatro propriedades so denominadas critrios de pureza, pois uma substncia pura apresenta temperatura de fuso, temperatura de ebulio, densidade e solubilidade bem definidas.

4

Qumica - M1

Tecnologia

ITAPECURSOS

CLASSIFICAO DOS SISTEMASSistemas homogneos: So constitudos por uma ou mais substncias e apresentam apenas uma fase. Ex.: gua; gua salgada e ar atmosfrico Sistemas heterogneos: So constitudos por uma ou mais substncias e apresentam mais de uma fase. Ex: gua slida + gua lquida; gua + leo

CLASSIFICAO DAS SUBSTNCIASSubstncias puras: So aquelas que possuem uma nica substncia com composio e propriedades bem definidas. Podem ser classificadas em simples ou compostas. - Substncias Simples: So formadas por apenas um elemento. No podem ser decompostas. Ex.: H2, O2, O3, Fe, Cl2. - Substncias compostas ou compostos: So formadas por dois ou mais elementos. Podem ser decompostas. Ex.: H2O, CO2, H2SO4, NH3. Obs.: As substncias no podem ser separadas por processos fsicos (T.F., T.E., densidade e solubilidade). Durante a mudana de estado, sua temperatura permanece praticamente constante. Substncias impuras ou misturas: So aquelas que possuem duas ou mais substncias sem que elas mudem suas propriedades. So fisicamente misturadas. Ex.: gua salgada, leite, madeira. - Mistura homognea ou soluo - constituda de duas ou mais substncias, formando apenas uma fase. Ex.: gua salgada, ar, gasolina. - Mistura heterognea - constituda de duas ou mais substncias, formando mais de uma fase. Ex.: leite, sangue, granito.

Importante:1 - Substncia pura: Durante a mudana de estado, a temperatura permanece praticamente constante.T(C) g Te Tf

2 - Mistura: Durante a fuso e a ebulio, as temperaturas variam. - Fuso Tf a Tf Ebulio Te a TeT(C) g g

l ls s0 t1 t2 t3

g

ebulio

Te Te

ls s

lt4 tempo

TfTf

l l

ebulio

0

t1

t2

t3

t4

tempo

3 - Mistura Euttica: So misturas cuja temperatura permanece constante (Tf) durante a fuso e varia (Te - Te) durante a ebulio: Ex.: certas ligas metlicas.T(C) g

4 - Mistura Azeotrpica: So misturas cuja temperatura permanece constante durante a ebulio (Te) e varia durante a fuso (Tf - Tf). Ex.: lcool + gua na proporo 96% + 4%, respectivamente.T(C)

TeTe Tf s 0 t1 t2 t3 s

l lfuso

g g Te Tf Tf t4 tempo 0 s s t1

l

ebulio

l l lt2 t3 fuso

g

ebulio

t4

tempo

Qumica - M1

5

Tecnologia

ITAPECURSOS

SEPARAO DE MISTURAS Mtodos utilizados para separar misturas homogneas:a) Destilao simples: para separar mistura de slido + lquido. Ex.: gua + sal b) Destilao fracionada: para separar misturas de lquido + lquido, de temperaturas de ebulio no muito prximas. Ex.: gua + acetona Te H2O = 100C Te acetona = 55C

Mtodos utilizados para separar misturas heterogneas:a) Filtrao o processo utilizado para separar misturas heterogneas de slido e lquido ou slido e gasoso. necessria a utilizao de um filtro. Em laboratrios, utiliza-se o funil com papel de filtro. b) Decantao o processo utilizado para separar misturas heterogneas de lquidos insolveis, onde o mais denso decanta (funil de decantao) ou lquido e slido, como gua e barro. Em laboratrios, utilizam-se os funis de bromo ou funis de decantao. c) Centrifugao - Atravs de uma centrfuga, separa-se slido de lquido. Muito usado em exames de sangue. d) Levigao - Separao de slido e lquido atravs de corrente de gua. e) Sifonao - Uso de um sifo para retirada de um lquido. f) Separao magntica - feito atravs de um m.

TRANSFORMAES DA MATRIAAs transformaes podem ser fsicas ou qumicas.

Transformaes ou fenmenos fsicosSo aqueles que no alteram a identidade das substncias: Exemplos: as mudanas de fase, fuso de uma barra de ferro, preparao do soro caseiro, formao do arco-ris aps a chuva, desprendimento de gs ao adicionar acar a um copo de guaran, etc.

Transformaes ou fenmenos qumicosSo aqueles mais significativos. Nestas transformaes ocorrem formaes de novas substncias. Exemplos: Combusto da madeira, decomposio do acar, cozimento da batata, fermentao do caldo de cana, fritura de batatas, amadurecimento de bananas, etc. Os fenmenos qumicos so denominados reaes qumicas. As substncias que desaparecem so os reagentes e aquelas formadas so os produtos.

ENERGIAEnergia a capacidade de produzir trabalho, no pode ser criada e nem destruda, pode ser transformada de uma para outra. Formas de energia: mecnica, eltrica, calor, nuclear, qumica e radiante. Energia Cintica - a energia de movimento, depende da massa e da velocidade de um objeto.

EC =

1 mv 2 2

6

Qumica - M1

Tecnologia

ITAPECURSOS

Energia Potencial - a energia que depende da posio do objeto, depende da massa e da distncia.

Ep = mgh

Calor - a energia em trnsito, transferida de um objeto mais quente para um mais frio. Temperatura - mede a energia cintica mdia de suas partculas. Ex.: Calor transferido para um objeto aumenta a energia cintica mdia; as partculas movem-se mais rapidamente e aumenta a temperatura.

Curva de Aquecimento de uma substncia puraaumento da Energia Potencial aumento da Energia Potencial aumento da Energia Cintica aumento da Energia Cintica aumento da Energia Cintica

Tf = Temperatura de fuso Te = Temperatura de ebulio 0 t1 t2 t3 t4 t1 = tempo de aquecimento do slido t2 = tempo de durao da fuso t3 = tempo de aquecimento do lquido t4 = tempo de durao da ebulio = aquecimento do gasoso

Temperatura (C)

g

Te

l l

g

ebulio

Tf

s

l

fuso

s

Durante a fuso e a ebulio, a temperatura permanece constante, portanto a Energia Cintica Mdia no aumenta; mas ocorre absoro de calor, realiza trabalho para distanciar as molculas umas das outras, conseqentemente ocorre aumento da energia potencial.t3 t4 tempo

0

t1

t2

ESTRUTURA ATMICA DA MATRIAINTRODUOA Teoria Atmica foi o ponto de partida da Qumica como cincia. A matria composta por partculas submicroscpicas denominadas TOMOS. O tomo a unidade fundamental de um elemento.

MODELOS ATMICOS Modelo de DaltonFoi em 1808 que o ingls John Dalton desenvolveu vrias das leis da Qumica, teoria sobre os tomos. 1 2 3 4 5 6 - Toda matria composta de partculas fundamentais, os tomos. - Os tomos so permanentes e indivisveis, no podem ser criados e nem destrudos. - Todos os tomos de um determinado elemento apresentam as mesmas propriedades qumicas. - tomos de elementos diferentes apresentam propriedades diferentes. - As reaes consistem em uma combinao, separao ou rearranjo de tomos. - Compostos qumicos so formados pela combinao de tomos de dois ou mais elementos, em uma razo fixa. Qumica - M1

7

Tecnologia

ITAPECURSOS

A teoria atmica explica duas das leis bsicas da Qumica, que sero vistas na estequiometria. 1 - Lei da Conservao da Massa 2 - Lei da Composio DefinidaRepresentao do tomo segundo Dalton

Bola de Bilhar

Modelo de ThomsonFoi atravs dos tubos de descargas de gs, tubos de Crookes, que o fsico ingls J.J. Thomson mostrou que os tomos apresentam partculas carregadas negativamente, quebrando sua indivisibilidade. Devido s partculas que emergem do catdo em um tubo de Crookes sempre terem as mesmas propriedades, concluiu-se que esto presentes em todas as matrias e foram denominadas Eltrons. Para Thomson, o tomo era uma esfera com carga positiva e eltrons incrustados (neutralidade eltrica).Representao do tomo segundo Thomson

Pudim de Passas

Modelo de RutherfordComeou com a descoberta da radioatividade, feita por Becquerel em 1896; substncias radioativas, como o sal de urnio, so capazes de se desintegrar. Em 1911, depois de terem sido feitos vrios estudos e de saber da existncia de partculas radioativas alfa (a) positivas e partculas beta (b) negativas, Rutherford e seus auxiliares Geiger e Marsden, realizaram uma experincia, usando Polnio, um material radioativo, como mostra o desenho a seguir.Experincia de Rutherford (1911)lmina de ouro lmina de Pb com orifcio CAIXA DE Pb; com Polnio

a ulas artc fa) p (al

Anteparo coberto com sulfeto de Zinco (ZnS)

Incidncia de partculas alfa sobre uma fina folha de ouro. Resultado esperado por Rutherford (baseado no modelo de Thomson) As partculas alfa atravessariam a lmina de ouro tendo pequenos desvios. Resultado obtido na experincia de Rutherford, Geiger e Marsden: A maior parte das partculas atravessavam a lmina de ouro sem se desviar. Algumas partculas se desviavam (desvios acima de 90). Poucas partculas eram repelidas.

8

Qumica - M1

Tecnologia

ITAPECURSOS

Concluses de Rutherford O tomo possua muitos espaos vazios, porque a maioria das partculas no sofriam desvios. O tomo possua um ncleo, pequeno, denso e carregado positivamente. Os eltrons, carga negativa, rodeavam o ncleo, ocupando um grande volume. Falhas no Modelo de Rutherford Rutherford no conseguiu explicar como era a energia dos eltrons na eletrosfera. Por que o eltron no iria emitindo energia at se chocar no ncleo? (Na Fsica Clssica, cargas eltricas em movimento perdem energia gradativamente). eltron Representao do modelo de Rutherford ncleo com carga positiva

(Sistema Planetrio)

Modelo de BohrNiels Bohr, em 1913, props um modelo que explica a estabilidade do tomo. Ele baseou-se na teoria quntica de Max Planck e elaborou os seguintes postulados: O eltron gira em torno do ncleo em rbitas circulares (ou nveis energticos). As rbitas so bem definidas, com energia estacionria; o eltron em um mesmo nvel no absorve e nem libera energia. O eltron, ao absorver energia, salta para rbitas mais externas (mais energticas). O eltron, ao retornar para nveis mais internos, menos energticos, emite energia em forma de luz.

Teoria de Quantizao e Estudos dos Espectros com o modelo de Bohr Energia quantizada - energia em forma de pacotes - QUANTUM (absorvida ou liberada). Cada onda eletromagntica representa uma energia que se propaga numa certa freqncia, o que chamamos de quantum. Espectro descontnuo (espectro atmico) Espectro do hidrognio - Regio do visvel Violeta Anil Azul Vermelho Cada linha do espectro corresponde a uma transio do eltron. Raias Vermelha Azul Anil Violeta Transio do eltron Nvel 3 para o nvel 2 Nvel 4 para o nvel 2 Nvel 5 para o nvel 2 Nvel 6 para o nvel 2 O modelo de Bohr s explica o comportamento do tomo que possui apenas um eltron, o Hidrognio. VI AN AZ VE

Qumica - M1

9

Tecnologia

ITAPECURSOS

Modelo atmico atual - ou Modelo OrbitalEste modelo inclui vrios cientistas. Dentre eles, podemos citar: Moseley - prope ser o nmero de prtons do tomo o NMERO ATMICO. Sommerfeld - o tomo possui rbitas elpticas. De Broglie - natureza dual do eltron, isto , consider-lo partcula e onda. Heisenberg - Princpio da Incerteza impossvel determinar ao mesmo tempo a posio e a velocidade do eltron. Chadwick - descoberta do nutron, partcula situada no ncleo, com carga zero e massa 1. O modelo atual considera o eltron situado em uma regio em torno do ncleo denominada orbital, e no como props Bohr, girando em orbitas circulares. Orbital - lugar mais provvel de se encontrar o eltron ncleo (prtons e nutrons) regio extra-nuclear eletrosfera onde existe o orbital (eltrons).

CONCEITOS IMPORTANTES 1 - tomosSo minsculas partculas encontradas nas matrias. O tomo formado por partculas sub-atmicas, sendo trs de grande importncia: PARTCULAS Sub-atmicas PRTONS NUTRONS ELTRONS CARGA + neutra MASSA (u) 1 1 desprezvel SMBOLO p+1

n0 1e-0

2 - Nmero atmico - Z o nmero de prtons existentes no ncleo do tomo. Cada elemento qumico tem o seu nmero atmico prprio, que seria a carga nuclear positiva de um tomo. Os tomos esto dispostos na tabela peridica em ordem crescente de seus nmeros atmicos. Exemplo: Elemento Ca Na C Z 20 11 6+ P1

20 11 6

3 - Nmero de massa - A a soma do nmero de prtons com o nmero de nutrons encontrados no ncleo do tomo.

A = p + + n0 1 1Exemplo:19 9F

ou

A = Z + n0 1

A = N de massa = 19 Z = N atmico = 9 p+1 = N de prtons = 9

n0 = N de nutrons = 19 - 9 = 10 1

10

Qumica - M1

Tecnologia

ITAPECURSOS

4 - Nmero de eltronsEm um tomo neutro, o nmero de eltrons sempre igual ao nmero de prtons. Obs.: tomo neutro aquele que no perdeu e nem ganhou eltrons (no carrega carga), logo o nmero de cargas positivas (prtons) igual ao nmero de cargas negativas (eltrons).+ Se o tomo neutro Z = p1 = e0

A = 19 Z =919 9F

p+ = 9 1e = 9 0

n0 = 19 9 = 10 1

5 - Carga nuclear igual carga do ncleo, ou seja, ao nmero de prtons que um tomo possui.

6 - on o tomo que deixou de ser neutro, pois ganhou ou perdeu eltrons. Todo on carrega carga.

6.1 - Ction o on positivo (+); significa que o tomo perdeu eltrons. Exemplo:23 + 11Na

A = 23 Z = 11

p + = 11 1n0 = 23 - 11 = 12 1

e = 11 - 1 = 10 0

6.2 - nion um on negativo (-); significa que o tomo ganhou eltrons. Exemplo: A = 19 Z = 919 9F

p+ = 9 1 n0 = 19 - 9 = 10 1e = 9 + 1 = 10 0

7 - IstoposSo tomos com mesmo nmero de prtons (nmero atmico) e diferentes nmeros de massas, conseqentemente diferentes nmeros de nutrons. Exemplos: (Z = 6) = istopos de carbono1 2 1H (Hidrognio); 1H (D

= Deutrio); 3 H (T = Trtio) = (Z = 1) = istopos do hidrognio 1

Os istopos possuem propriedades qumicas semelhantes porque so de um mesmo elemento (mesmo nmero atmico).

Qumica - M1

11

Tecnologia

ITAPECURSOS

8 - IsbarosSo tomos de diferentes nmeros de prtons (nmero atmico) e iguais nmeros de massas, conseqentemente diferentes nmeros de nutrons. Exemplos:40 19 K 14 7N

= potssio e

40 20 Ca 14 6C

= clcio, ambos A = 40 = carbono, ambos A = 14

= nitrognio e

Os isbaros possuem propriedades qumicas diferentes porque so de elementos diferentes (diferentes nmeros atmicos).

9 - IstonosSo tomos de diferentes nmeros de prtons, diferentes nmeros de massas e iguais nmeros de nutrons. Exemplos:39 19 K

= A = 39 Z = 19

40 20 Ca

= A = 40 Z = 20

n0 = 20 1

n0 = 20 1

Os istonos possuem propriedades qumicas diferentes porque so de elementos diferentes (diferentes nmeros atmicos).

10 - IsoeletrnicosSo espcies que apresentam o mesmo nmero de eltrons. , todos possuem 10 eltrons

11 - Massa AtmicaPara determinar a massa do tomo, foi escolhido como PADRO o istopo do carbono de nmero de massa 12; o valor 12 foi escolhido por conveno. Se se utilizar 1/12 do tomo de carbono 12, tem-se 1 u (uma unidade), que a unidade da massa atmica. M.A = massa atmica u = unidade da massa atmica Exemplo: M.A do Flor = 19u, pois ele tem massa 19 vezes maior que 1/12 do carbono. M.A do Na = 23u, pois ele tem massa 23 vezes maior que 1/12 do carbono.

1/12 do 12C = 1u

12 - Massas atmicas fracionriasComo existem vrios istopos (tomos iguais com massas diferentes), calculada a mdia aritmtica ponderada das massas atmicas desses istopos, e chama-se tal mdia de massa atmica fracionria, que a encontrada na tabela peridica. Para se calcular a mdia aritmtica ponderada, multiplica-se o nmero de massa de cada istopo pela sua ocorrncia (porcentagem), somam-se todos os resultados e divide-se por cem. Exemplo: Encontram-se na natureza dois istopos do cloro, 35Cl e 37Cl. Tendo, na natureza, 77,5% e 22,5% respectivamente, qual ser a massa atmica fracionria do cloro?

12

Qumica - M1

Tecnologia

ITAPECURSOS

13 - MolculasSo combinaes de tomos (ametais) H = tomo e H2 = molcula Cl = tomo e HCl = molcula Espcies inicas: So combinaes de ons (metais e ametais): NaCl, CaBr2 Slidos Covalentes: SiO2, (BeO)n

14 - Massa molecularA massa molecular a soma das massas atmicas de todos os tomos que formam uma molcula, uma espcie inica ou um slido covalente. Unidade = u Exemplo: C6H12O6 tomos C H O Massa Atmica 12u 1u 16u Quantidade 6 12 6 Massa Molecular = 72 = 12 = 96 180u 180u - massa molecular

DISTRIBUIO ELETRNICAPara fazer a distribuio dos eltrons em torno do ncleo do tomo, devemos nos orientar pelo Diagrama de Pauling (as setas indicam a ordem de preenchimento dos subnveis de energia). 1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s e0

2p 3p 4p 5p 6p 7p

3d 4d 5d 6d

4f 5f

7 nveis energticos (1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7) 4 subnveis (s, p, d e f) nmero mximo de em cada subnvel s2 p6 d10 f14

Em cada subnvel, existe um determinado nmero de orbitais, e em cada orbital cabem no mximo dois eltrons. Subnvel s p d f Orbital - lugar mais provvel de se encontrar o eltron. Princpio da excluso de Pauli - num orbital, encontram-se no mximo 2 eltrons com spins contrrios (sentido de rotao opostos). orbitais

Qumica - M1

13

Tecnologia

ITAPECURSOS

Regra de Hund - Em um dado subnvel, o nmero de eltrons desemparelhados o mximo possvel. Forma dos orbitais Cada orbital representado atravs de uma forma (nuvem eletrnica). O orbital s apresenta forma esfrica e o orbital p apresenta forma de halter. y z y z

x

x

orbital s y z

orbital px y z

x

x

Os orbitais d e f tambm apresentam forma, porm no caso desses orbitais no vamos representar devido sua complexidade. O estudo dessas formas foge ao estudo do Ensino Mdio. Para dizer a configurao eletrnica, devemos seguir o diagrama de acordo com as setas. As setas indicam a ordem de preenchimento dos nveis e subnveis.

orbital py Exemplos:14 Si (Silcio)

orbital pz

distribuio atravs de subnveis: distribuio atravs de orbitais: distribuio atravs de nveis:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p2 2 8 4

Casos especiais Nas distribuies que terminam em s2d4, ocorre transferncia de 1 eltron do subnvel s para o subnvel d, ficando s1d5, que mais estvel. s2 d9 Exemplo:24Cr

fica

s1d10

- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5 3d10 - 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d9 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1

(errado) (correto) (errado) (correto)

29Cu

Quando um tomo perde eltrons (vira um ction), o eltron sai do ltimo nvel. - 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5 25Mn25Mn +2

- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 (saram 2 e do 4s2, que o nvel mais externo). o

14

Qumica - M1

Tecnologia

ITAPECURSOS

TABELA PERIDICA1 - Lei peridicaAs propriedades dos elementos so funes peridicas de seus nmeros atmicos. Os elementos que apresentam semelhanas de propriedades, na tabela, esto agrupados numa mesma coluna (linha vertical).

2 - A tabela atual formada por 7 linhas horizontais, que so os perodos correspondentes aos nveis ou camadas de um tomo: (K, L, M, N, O, P, Q); e por 18 linhas verticais, que so os grupos, colunas ou famlias. 2.1 - Grupos, colunas ou famlias Os elementos cujas propriedades qumicas so semelhantes esto situados em um mesmo grupo. Os grupos se dividem em A e B, com a seguinte seqncia na tabela peridica: 1A, 2A, 3B, 4B, 5B, 6B, 7B, 8B, 8B, 8B, 1B, 2B, 3A, 4A, 5A, 6A, 7A, Zero (8A). A seqncia tambm pode ser 1 at 18, como recomenda a IUPAC. * TABELA PERIDICA Classificao Peridica dos Elementos

**

* Numerao 1 at 18 - recomendao da IUPAC ** Grupo 18 ou Zero - Gases Nobres, Raros ou Inertes

CLASSIFICAO PERIDICA DOS ELEMENTOS: COSTA E SANTOS, 1995, P. 141 V1.

2.2 - Classificao dos elementos de acordo com suas estruturas eletrnicas

A. Gases Nobres, Inertes ou RarosSo elementos que possuem todos os subnveis completos. Esto na ltima coluna da tabela peridica, ou seja, no grupo Zero. Pela configurao, vemos que o He o nico que apresenta 2 2 Exemplos: 2He - 1s eltrons na ltima camada e todos os outros possuem 8 eltrons. 2 2 6 Possuem grande estabilidade e praticamente no se combinam 10Ne - 1s 2s 2p com outros elementos, por isso so chamados de nobres, raros Ar - 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 18 ou inertes. Qumica - M1

15

Tecnologia

ITAPECURSOS

Como possuem estabilidade, a tendncia dos tomos ficarem com a configurao eletrnica semelhante aos gases nobres, ou seja, com 8 eltrons na sua ltima camada, com exceo da camada K, que estvel com 2 eltrons. Essa chamada REGRA DO OCTETO. Exemplo:11Na 11Na 17Cl 17Cl

= 1s2 2s2 2p6 3s1 = 2s2 2p6

(1 e-0 na ltima camada) (8 e0 na ltima camada, mais estvel) (7 e0 na ltima camada) (8 e0 na ltima camada, mais estvel)

+

= 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

Duas definies importantes: Eltrons de valncia - so os eltrons do ltimo nvel. Valncia principal - o nmero de eltrons que o tomo ganha ou perde para ficar com a sua estrutura eletrnica igual dos gases nobres, estvel.

Gases nobres, inertes ou raros

GASES NOBRES: COSTA E SANTOS, 1995, P. 145 V1.

B. Elementos tpicos, representativos ou normaisFormam o Grupo A da tabela peridica. Possuem geralmente o ltimo nvel incompleto e se ligam por meio dele. Na configurao eletrnica, os subnveis mais energticos so s ou p. Veja a posio desses elementos na tabela peridica. Grupos Denominao Configurao ltimo Nvel ns1 ns2 ns2 np1 ns2 np2 ns2 ns2 np3 np5 ns2 np4 Eltrons Valncia 1 2 3 4 5 6 7 Valncia Principal +1 +2 +3 4 -3 -2 -1

IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA

Metais alcalinos Metais alcalinos terrosos Famlia do Boro Famlia do Carbono Famlia do Nitrognio Calcognios Halognios

Obs.: + = tendncia a perder eltrons - = tendncia a ganhar eltrons

16

Qumica - M1

Tecnologia

ITAPECURSOS

zNOME

E

z = n atmico E = Smbolo do elemento

C. Elementos de transioDividem-se em Elementos de Transio e de Transio interna. Formam o Grupo B da Tabela Peridica. a) Transio So elementos que na distribuio eletrnica possuem como subnvel mais energtico o d. As caractersticas de um elemento para outro em grupos diferentes no diferem muito, devido distribuio eletrnica entre eles. Variam no penltimo nvel e no no ltimo, que define as propriedades dos elementos. b) Transio Interna So elementos que, na distribuio eletrnica, possuem como subnvel mais energtico o f. So dois subgrupos da coluna IIIB, situados no 6 e 7 perodos. Na distribuio eletrnica, diferem um do outro no antepenltimo nvel, o que os faz muito semelhantes entre si. - Os do 6 perodo so os Lantandeos ou srie de Terras Raras. Seu subnvel mais energtico o 4f e variam o nmero atmico de Z = 58 a Z = 71. - Os do 7 perodo so os Actndeos. Seu subnvel mais energtico o 5f e variam seu nmero de Z = 90 a Z = 103. Veja a posio dos elementos de transio simples e transio interna na tabela peridica. Obs.: Os elementos de Z = 93 a Z = 103 so chamados de Transurnicos - elementos radioativos. Elementos de Transio

zNOME

E

z = n atmico E = Smbolo do elemento

Qumica - M1

ELEMENTOS DE TRANSIO: COSTA E SANTOS, 1995, P. 147 V1.

ELEMENTOS NORMAIS TPICOS OU REPRESENTATIVOS: COSTA E SANTOS, 1995, P. 145 V1.

Elementos normais ou tpicos ou representativos

17

Tecnologia

ITAPECURSOS

3.4 - Diviso dos elementos qumicos Uma diviso importante para os elementos qumicos feita em relao ao carter metlico e no metlico.

A. MetaisSo elementos que tm tendncia a perder eltrons e esto situados ao centro e esquerda do quadro peridico. Possuem grande eletropositividade. Constituem a maioria dos elementos.

B. AmetaisSo elementos que tm tendncia a ganhar eltrons e esto situados direita do quadro peridico. Possuem grande eletronegatividade.CLASSIFICAO PERIDICA DOS ELEMENTOS: METAIS, AMETAIS E GASES NOBRESCLASSIFICAO PERIDICA DOS ELEMENTOS: METAIS, AMETAIS E GASE NOBRES. COSTA E SANTOS, 1995, P. 145 V1.

1 1A

18 0 2 2A 13 3A 14 15 16 17 4A 5A 6A 7A

G

3 3B

4 5 4B 5B

6 7 6B 7B

8

9 10 11 8B 1B

12 2B

L

G GG GG GG L G G G

GASES NOBRES

METAIS

GASES NOBRES

AMETAIS

3.5 - Estado Fsico Gasosos: gases nobres, F2, Cl2, O2, N2, H2 Lquidos: Bromo e mercrio Slidos: os demais elementos

II - PROPRIEDADES PERIDICAS E APERIDICAS 1 - Propriedade AperidicasSo aquelas que crescem indefinidamente, ou seja, s aumentam ou s diminuem, com o nmero atmico. Exemplos: 1.1 - Nmero Atmico o nmero de prtons que o tomo possui. Cresce de Z = 1 a Z = 109. 1.2 - Massa Atmica A massa do tomo cresce com o aumento do nmero atmico.

18

Qumica - M1

Tecnologia

ITAPECURSOS

2 - Propriedades PeridicasSo aquelas que aumentam ou diminuem de espaos em espaos, medida que percorremos os elementos na seqncia dos seus nmeros atmicos. As principais propriedades peridicas so: 2.1 - Raio Atmico o tamanho do tomo. 1 - Nmero de nveis 2 - Carga nuclear 3 - Nmero de eltrons Na tabela peridica, normalmente o raio cresce numa coluna para baixo, porque aumenta o nmero de nveis e num perodo para esquerda porque a carga nuclear menor. Considerar:

Exemplos: Coluna IIA: Be Mg Ca O Ca tem maior raio por ter mais nveis energticos. 3 perodo: Na Mg Al O Na maior, tem o mesmo nmero de nveis, mas a carga nuclear menor (atrai menos).

Raio inico ction - menor raio que o tomo e nion maior raio que o tomo. O Al maior porque: + 13p1 - tm o mesmo n de nveis. 13Al 2 8 313

Al+2

+ 13p1 281

- tm a mesma carga nuclear. - O Al tem mais eltrons para ser atrado. O S-2 maior porque: - tm o mesmo n de nveis. - tm a mesma carga nuclear. - O S-2 tem mais eltrons.

+ 16p1 286 16S

+ S-2 16p1 2 8 8 2.2 - Eletronegatividade

Corresponde fora com que um tomo atrai um eltron; pode-se dizer que mede o carter ametlico de um tomo. Logo os elementos da direita da tabela ( exceto gases nobres) tm maior eletronegatividade. Em uma coluna, o n atmico cresce para baixo, aumenta o raio diminui a eletronegatividade (atrai menos). Em um perodo, o n atmico cresce para direita, diminui o raio - aumenta a eletronegatividade (exceto gases nobres)

Obs.: Os gases nobres no se incluem, pois so estveis e no atraem eltrons, portanto o elemento mais eletronegativo da tabela o Flor. Qumica - M1

19

Tecnologia

ITAPECURSOS

2.3 - Eletropositividade a tendncia, em um tomo, de perder eltrons; mede o carter metlico de um tomo. Conclui-se que os metais so mais eletropositivos e quanto maior o raio mais fcil de perder eltrons perodo (menos gases nobres) num perodo, quanto menor o z, maior o raio, mais eletropositivo

coluna (em uma coluna, quanto maior o z, maior o raio, mais eletropositivo) Obs.: O elemento mais eletropositivo da tabela o Frncio. 2.4 - Eletroafinidade ou afinidade eletrnica a energia liberada por um tomo gasoso ao receber um eltron. Quanto maior o caratr ametlico e menor o raio, a atrao ncleo-eltron maior, conseqentemente maior a afinidade eletrnica.

perodo

(menos gases nobres) condies especiais coluna

Obs.: Os gases nobres podem ser induzidos e a tero afinidade eletrnica. 2.5 - Energia de Ionizao ou Potencial de Ionizao a energia necessria para retirar o eltron mais externo de um tomo gasoso. Como os gases nobres possuem grande estabilidade, muito difcil um gs nobre perder eltrons. So, portanto, os de maior potencial de ionizao. Os elementos de maior carter ametlico e de menor raio so os de maior potencial de ionizao.

perodo Em um perodo quanto maior o z, maior o potencial de ionizao. coluna (quanto menor o z maior o potencial de ionizao) Obs.: O elemento de maior potencial de ionizao o Hlio. 2.6 - Volume atmico o volume ocupado por um mol de tomos de um elemento no estado slido. Em um perodo, os elementos mais volumosos esto nas extremidades da tabela. perodo

coluna quanto maior o z, na coluna, maior o volume.

20

Qumica - M1

Tecnologia

ITAPECURSOS

2.7 - Densidade a relao da massa sobre o volume: d = v a massa contida em 1cm3 da espcie considerada.m

perodo os elementos mais densos esto na regio central da tabela. coluna (cresce com o aumento de z) 2.8 - Pontos de fuso e ebulio Fuso: temperatura na qual uma substncia no estado slido se transforma em estado lquido. Ebulio: temperatura na qual uma substncia no estado lquido se transforma em estado gasoso. Em um perodo, os elementos mais densos so os de maior P.F e P.E e nas colunas IA, IIA, IIIA e IVA crescem com a diminuio de z. perodo

IA IIA

restantes

IIIA IVA 0

restantes

LIGAES QUMICAS eI - INTRODUOOs tomos podem ganhar ou perder eltrons para ficar estveis, seguindo ento a REGRA DO OCTETO: o tomo fica estvel com 8 eltrons na ltima camada ou se a ltima for a camada K, com 2 eltrons, isto porque ficaro com configuraes eletrnicas semelhantes aos dos gases nobres, que so tomos bastante estveis. Quando ganham ou perdem eltrons, formam ligaes qumicas, sendo que estas dependem das valncias dos tomos.

1 - Valncia o poder de combinao dos tomos. Corresponde ao nmero de orbitais incompletos que o tomo possui ou nmero de eltrons desemparelhados

2 - Tipos de LigaesAs ligaes ocorrem entre tomos. Os tomos se unem para atingir a estabilidade: ligao inica, ligao metlica e ligao covalente. Ligao Inica ou eletrovalente So foras eletrostticas num cristal slido, existentes entre ctions atraindo nions, nions atraindo ctions. Exemplos: 1) NaCl Na - 1s2 2s2 2p6 3s117Cl

-1

ltima camada, quer perder 1 e0

- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 - 7 e0 ltima camada, quer ganhar 1 e0

Qumica - M1

21

Tecnologia

ITAPECURSOS

Cl Na+ Na + + Cl Na+ Cl metal perde e0 ametal ganha e0

Na+ Cl -

Cl -

Na+ retculo cristalino. Interao eletrosttica entre ons Na+ e ClNaCl

Na+ on Sdio

+

Clon Cloro

Cloreto de Sdio

A figura representa uma seo plana de um cristal inico, como Na+Cl-(s). Os ons foram numerados para facilitar a sua identificao.

1 5 9

2 6 10

3 7

4 8

LEGENDA Ction nion

11 12

O nion 6 apresenta ligaes inicas de uma mesma fora com os ctions 2,5,7 e 10. Com os outros ctions a fora menor. Existe atrao entre ctions e nions e repulso entre ctions e ctions e nions e nions.

Propriedades dos Compostos Inicos No estado normal, so slidos, formando redes cristalinas; Alguns so solveis e outros no, como exemplo o Al(OH)3, o Mg(OH)2 (so pouco solveis). Facilidade de lascar devido s foras de repulso entre ctions e ctions e nions e nions. No estado slido no conduzem eletricidade, mas so bons condutores quando aquecidos (fundidos) ou quando dissolvidos com gua; Como a atrao forte entre metal e ametal, difcl quebrar a ligao, tendo ponto de fuso e ebulio altos;

Ligao MetlicaSo ligaes entre metais (ctions e eltrons livres). Os eltrons livres em movimento conduzem uma atrao entre os tomos, formando uma rede metlica. Estes eltrons livres, possuem liberdade de movimento, sendo responsveis por vrias propriedades dos metais. Ex: Fe, Cu, Au. Propriedades dos metais - So slidos, exceto Hg. - So timos condutores de eletricidade no estado slido, e fundidos. - Possuem pontos de fuso e ebulio variveis. - So dcteis - formam fios. - So maleveis - formam lminas. - So insolveis em gua e solveis em cidos fortes. - So condutores de calor Ligao covalente Ocorre entre os ametais ou entre ametais e hidrognio. Podem formar slidos covalentes ou compostos moleculares.

22

Qumica - M1

Tecnologia

ITAPECURSOS

A - Slidos Covalentes So slidos que possuem apenas ligaes covalentes. Exemplos: Grafite C(s) Diamante C(s) Slica (SiO2)n Carbeto de Silcio - (SiC)n xido de Berlio - (BeO)n Propriedades dos slidos covalentes: S possuem ligaes covalentes, (ligaes muito fortes), formando cristais slidos. Ponto de fuso muito alto. So insolveis. Com exceo do grafite, os slidos covalentes no conduzem eletricidade. B - Compostos moleculares ou molculas So compostos formados por ametais ou ametais e hidrognio. Possuem ligaes covalentes unindo os tomos e atraes entre molculas (interaes intermoleculares). Classificao das ligaes covalentes: As ligaes covalentes ocorrem com o emparelhamento de eltrons entre ametais. Ligao Covalente Apolar: quando a unio ocorre entre tomos de mesma eletronegatividade. Ex.: Cl2, N2, O2. Ligao Covalente Polar: quando a unio ocorre entre tomos de eletronegatividade diferentes. Ex.: HCl, H2O, CCl4. Classificao das Molculas Podemos classificar uma molcula, em simtrica e assimtrica. Molcula Simtrica - Quando a resultante das foras de atrao zero, elas se anulam, dizemos ento que uma molcula apolar, = 0. ( = momento dipolar) Exemplo: - Molcula simtrica apolar - Possui 4 ligaes covalentes polares

A resultante das foras de atrao zero quando o tomo central ligar todos os seus eltrons de valncia, em um mesmo tipo de tomo. Molcula Assimtrica: Quando a resultante das foras de atrao diferente de zero, dizemos ento que uma molcula polar, 0. Exemplo: O - Molcula assimtrica polar, 0. - Possui 2 ligaes covalentes polares.

A resultante das foras de atrao diferente de zero quando sobram eltrons no tomo central ou ento quando este se liga a tomos diferentes.

Qumica - M1

23

Tecnologia

ITAPECURSOS

Outros exemplos: - Molcula assimtrica polar, 0 - Possui 4 ligaes covalentes polares.

CCl3Br

- Molcula assimtrica polar, 0 - Possui 3 ligaes covalentes polares. NH3 Propriedades das molculas: - Dificilmente conduzem a eletricidade / cidos em meio aquoso e amnia na H2O - Seus pontos de fuso e ebulio so baixos; - Sobre a solubilidade podemos dizer que comum um composto polar ser solvel em compostos polares, e um composto apolar ser solvel em compostos apolares; - Quanto maior a diferena de eletronegatividades, mais polar a ligao.

Propriedades dos SlidosResumindo as propriedades dos slidos, teremos: Slidos Inicos Unidades formadoras Tipos de interao e/ou ligao Ponto de fuso Ponto de fuso ons (ction e nion) Ligaes inicas Slidos metlicos ction e eltrons livres Ligaes metlicas Slidos covalentes tomos Ligaes covalentes Slidos moleculares Molculas Interaes entre molculas e ligaes covalentes entre tomos Baixo Baixo Interaes entre as molculas Apresentam compostos solveis No conduzemFONTE: COSTA E SANTOS, 1995 V. 1, P.224

Razoavelmente Razoavelmente alto alto

Tipo de interao Ligao e/ou ligao Inica entre rompida ction e nion durante a fuso Solubilidade em gua Condutividade eltrica enquanto slidos Condutividade eltrica quando fundidos Condutividade eltrica em soluo aquosa Solveis ou pouco solveis No conduzem

Varivel Varivel (mdio a alto) (mdio a alto) Ligao metlica

Muito alto Muito alto Ligao covalente entre os tomos

Insolveis timos condutores

Insolveis No conduzem (exceto grafite)

Bons condutores Bons condutores

timos condutores

No conduzem

No conduzem S conduzem os que se ionizam em gua

24

Qumica - M1

Tecnologia

ITAPECURSOS

2.2 - Interaes Intermoleculares So atraes eletrostticas que ocorrem entre molculas, ou seja, compostos moleculares. Existem trs tipos de interaes intermoleculares, que so: - Ligao de Hidrognio - Dipolo Dipolo - Dipolo induzido - Dipolo induzido Ligao de Hidrognio So ligaes tipo dipolo permanente, sendo mais fortes. Ocorre quando o H dos grupos OH, NH ou HF atrai o F, O e N em uma outra molcula. Ex.: H2O...H2O; NH3...NH3

Dipolo - Dipolo ou Dipolo permanente quando a atrao ocorre entre molculas polares, so mais fracas que as ligaes de hidrognio. Exemplo: PCl3

PCl3interaes dipolo-dipolo

HCl

HCl

Dipolo induzido - Dipolo induzido quando a atrao ocorre entre molculas apolares. Das trs interaes intermoleculares, a Dipolo induzido - Dipolo induzido a mais fraca. Exemplo: CCl4

CCl4;

I2

interaes dipolo-induzidodipolo induzido

I2

RESUMO DE HIBRIDAO Coluna II A (Berlio) III A (Boro)trigonal

Forma Geomtrica linear ou digonal

ngulo entre Ligaes 180o 120o

Hibridao

Tipos de Ligaes 2s 3s

sp sp2

109o28tetradrica

sp3

4s

IV A trigonal

120o

sp2

3s 1

(Carbono)

linear ou digonal

180o

sp

2s 2

Exemplos: l IA - linear ou digonal 180o O IV A - trigonal plana, 120o

IIA Cl Cl

linear ou digonal - 180o

IV A - linear, 180o

III A - trigonal ou triangular plana 120o Cl

V A - piramidal, 107o

VI A - angular, 105o IV A - tetradrica, 109o28 H Cl VII A - linear ou digonal, 180o

Qumica - M1

25

Tecnologia

ITAPECURSOS

FUNES INORGNICASINTRODUOFuno um conjunto de substncias com propriedades semelhantes. So cinco as funes a estudar: xidos, hidrxidos, cidos, sais e hidretos. Antes da explicao de cada funo deve-se conhecer o nmero de oxidao dos tomos, pois muito importante no estudo referente nomenclatura.

NMERO DE OXIDAO o mesmo que falar NOX e corresponde carga que se atribui ao elemento. Essa carga est relacionada ao poder de ligao de um tomo. Citam-se a seguir, os mais importantes e que sero utilizados no estudo de funes.

1A+1

H Li-1 +1

Tabela 1 Principais nmeros de oxidao2A Be+2

3A B+3

4A C+2 +4

5A N P+5 +3 +3 +5 +3

6A O S-2

7A F-1

Na K

+1

Mg Ca

+2

6A+3

7A Mn+2 +3 +4 +6 +7

8A+2

8A+2

8A+2

1A+1

2A+2

Al

+3

+4

Si

-2 +4 +6

Cl +5+7

1 +3

+1

+2

Cr

Fe+3

Co+3

Ni+3

+6

Cu Ag

Zn+2

+3

+2 +1

Ga+2

-2 As Se +4 +6 +5

Br I

1 +3 +5 +7 1 +3 +5 +7

+1

+2

Rb+1

Sr+2 +2

Cd+1

Sn Pb

+4 +2 +4

-2 Sb Te +4 +6 +5

+3

+1

Cs+1

Ba+2

Pt

+4

Au

+3

Hg+2

Fr

RaFonte: COSTA e SANTOS, v. 1, 1995, p.288.

TIPOS DE FUNESFUNO XIDOSSo compostos binrios formados de elementos (metal ou ametal) e oxignio. So divididos em xidos bsicos e xidos cidos. Nos xidos, o Nox do O vale -2. MgO O = -2 Mg = +2 MgO +2 -2 = 0

Classificao dos xidos: XIDOS BSICOS OU XIDOS METLICOSSo compostos formados de metal e oxignio. So xidos bsicos porque quando reagem com a H2O formam bases ou hidrxidos. Frmula geral M2On onde: M = metal O = oxignio 2 = nmero de oxidao do oxignio n = nmero de oxidao do metal

26

Qumica - M1

Tecnologia

ITAPECURSOS

Nomenclaturaa) Quando o metal possui apenas um valor de Nox. Nomenclatura moderna ou oficial (IUPAC) xido + nome do metal ZnO - xido de zinco Zn = +2 O = -2 Ag2O - xido de prata Ag = +1 O = -2

b) Quando o metal possui mais de um valor de Nox. xido + metal + Nox do metal em algarismo romano HgO - xido de mercrio II O = -2 Hg = +2 O = -2 Co = +4 Au2O3 - xido de ouro III O = -2 Au = +3

CoO2 - xido de cobalto IV Nomenclatura antiga

xido + metal + (oso ou ico) Cu2O Fe2O3 SnO2 O = -2 xido cuproso Cu = +1 O = -2 xido frrico Fe = +3 O = -2 xido estnico Sn = +4

oso: menor Nox

ico: maior Nox

Nome original de alguns elementos: Cu = Cuprum Au = Aurium Pb = Plumbum S = Sulfurum

XIDOS CIDOS, ANIDRIDOS OU XIDOS AMETLICOSSo compostos formados por ametal e oxignio. So xidos cidos porque quando reagem com a H2O formam cidos. Frmula geral A2On onde: A = ametal O = oxignio 2 = Nox de oxignio n = Nox do ametal Nomenclatura antiga Coluna IVA CO2 - anidrido carbnico ou xido carbnico gs carbnico Coluna V A N2O3 - anidrido nitroso N2O5 - anidrido ntrico Coluna VI A SO2 - anidrido sulfuroso SO3 - anidrido sulfrico O = -2 C = +4 Coluna VII A Nox +1 Hipo ... oso +3 ............ oso +5 ............ ico +7 Per ..... ico

O = -2 N = +3 O = -2 N = +5 O = -2 S = +4 O = -2 S = +6

Cl2O anidrido hipocloroso (Nox = +1) Cl2O3 anidrido cloroso (Nox = +3) Cl2O5 anidrido clrico (Nox = +5) Cl2O7 anidrido perclrico (Nox = +7) Observao: O Cromo e o Mangans formam xidos cidos com Nox > 4 e xidos bsicos com Nox < 4. Qumica - M1

27

Tecnologia

ITAPECURSOS

Exemplos de xidos bsicos Cr2O3 - xido de cromo III Cr = +3 O = -2

Exemplos de xidos cidos CrO3 - anidrido crmico Cr = +6 O = -2 Mn = +7 O = -2

MnO - xido de mangans II Mn = +2 O = -2

Mn2O7 - anidrido permangnico

XIDOS ANFTEROSSo aqueles que podem comportar-se como xido cido ou xido bsico. ZnO - xido de zinco SnO2 - xido de estanho IV Al2O3 - xido de alumnio

XIDOS NEUTROSSo xidos que no reagem com cidos, nem com bases e nem com a H2O. So formados por ametais. CO - monxido de carbono NO - xido de nitrognio II N2O - xido de nitrognio I

XIDOS MISTOS, SALINOS OU DUPLOSSo xidos provenientes da mistura de dois xidos. Frmula Geral: M3O4 FeO + Fe2O3 Fe3O4 xido salino de ferro Mn3O4 - xido salino de mangans

PERXIDOSSo xidos onde o Nox do oxignio vale -1. Apresentam o grupo O2-2. Frmula Geral: E2(O2)x E = hidrognio, elementos da IA ou IIA Exemplos: H2O2 - perxido de Hidrognio ou gua oxigenada Na2O2 - perxido de Sdio H = +1 O = -1 Na = +1 O = -1 BaO2 - perxido de Brio Ba = +2 O = -1

Os perxidos no reagem com bases e xidos, mas reagem com cidos produzindo sal e gua oxigenada. Na2O2 + 2HCl 2 NaCl + H2O2 A gua oxigenada decompe-se com facilidade em presena de luz e calor. H O + 1/2 O H O2 2 2 2

28

Qumica - M1

Tecnologia

ITAPECURSOS

SUPERXIDOSSo xidos onde o Nox do Oxignio vale -1/2. Apresentam o grupo O2-1. Frmula Geral: E(O2)x E = Elementos da IA e IIA Exemplos: KO2 - superxido de potssio BaO4 - superxido de Brio

Aplicaes dos xidosCaO(s) - cal virgem - Na neutralizao dos solos e construes. CO2(g) - gs carbnico - No combate a incndios (CO2(s)) e na produo de bebidas. Fe2O3(s) - hematita - Para obteno do ferro metlico. Fe3O4(s) - magnetita - m natural. SiO2(s) - slica - Na produo de vidros.

FUNO HIDRXIDOS OU BASESSo substncias formadas por metal e oxidrila (metal + OH). Nox do OH = -1 Frmula Geral: M(OH)n onde M = metal O = oxignio (Nox = -2) H = hidrognio (Nox = -1) n = Nox do metal

Nomenclaturaa) Metal com apenas um Nox - hidrxido + metal NaOH = hidrxido de Sdio Al(OH)3 = hidrxido de Alumnio b) Metal com mais de um Nox b.1) Nomenclatura moderna (IUPAC) hidrxido + metal + Nox de metal em algarismo romano. Cu(OH)2 - hidrxido de cobre II Para fazer a frmula a partir do nome s Fe(OH)2 - hidrxido de ferro II cruzar os valores de Nox. Sn(OH)4 - hidrxido de estanho IV Hidrxido de estanho IIOH = -1 b.2) Nomenclatura antiga 2 1 Sn = +2 hidrxido + metal + (oso ou ico) Sn OH = Sn(OH) oso: menor Nox ico: maior Nox Cu(OH)2 - hidrxido cprico Fe(OH)3 - hidrxido frrico Sn(OH)4 - hidrxido estnico AuOH - hidrxido auroso2

Hidrxido plmbico 4 Pb 2 Fe 1

OH = -1 Pb = +4 OH = -1 Fe = +2

OH = Pb(OH)4 1

Hidrxido ferroso

OH = Fe(OH)2 Qumica - M1

29

Tecnologia

ITAPECURSOS

Fora das BasesUma base considerada forte quando ocorre dissociao inica quase que totalmente, ao ser dissolvida em gua. Bases fortes: Coluna IA (metais alcalinos) + OH Coluna IIA (metais alcalinos terrosos) + OH Bases fracas: todas as demais bases. Caractersticas das Bases Possuem sabor amargo. Reagem com cidos produzindo sal e gua. Em meio alcalino (bsico) sempre azul, a fenolftalena vermelha e o metil orange amarelo. Por serem eletrlitos, em soluo aquosa, conduzem corrente eltrica. Aplicaes dos hidrxidos NaOH - soda custica - produto de limpeza e produo de sabo. Ca(OH)2(s) - cal extinta - usado na construo civil (preparo de argamassa). Mg(OH)2 - leite de magnsia - anticido Al(OH)3 - anticido

FUNO CIDOSSo substncias que, em soluo aquosa, originam ons H+. So classificados em:

HIDRCIDOSFrmula geral - HnA H - Hidrognio - Nox = +1 A = ametal da coluna VIA ou VIIA ou CN n = Nox do ametal VIA Nox = -2 VIIA Nox = -1 CN Nox = -1

Nomenclatura Terminao dricoH2S = cido sulfdrico HCl = cido clordrico HCN = cido ciandrico

OXICIDOSSo formados pela reao de anidrido e gua. Oxicidos = H + Ametal + Oxig.

NomenclaturaSegue a mesma regra dos anidridos trocando a palavra anidrido por cido. IVA - H2CO3 CO2 + H2O H2CO3

Anidrido Carbnico H = +1 O = -2 S = +4

Nox H = +1 Nox O = -2 Nox C = +4

VA - HNO2

H = +1 O = -2 N = +3

cido carbnico

N2O3 + H2O H2N2O4 HNO2 anidrido nitroso HNO3 H = +1 O = -2 N = +5

cido nitroso

VIA - H2SO3

cido sulfuroso H2SO4 (S = +6) = cido sulfrico

N2O5 + H2O H2N2O6 HNO3 anidrido ntrico

cido ntrico

30

Qumica - M1

Tecnologia

ITAPECURSOS

VIIA - HClO (Cl = +1) = cido hipocloroso HClO2 (Cl = +3) = cido cloroso HClO3 (Cl = +5) = cido clrico HClO4 (Cl = +7) = cido perclrico

Casos especiais:1) Cromo +3 (carter bsico) Cr +6 (carter cido) CrO3 + H2O H2CrO4 anidrido crmico cido crmico 2CrO3 + H2O H2Cr2O7 anidrido crmico cido bicrmico 2) Mangans Mn +2 +3 carter bsico +4 +6 carter cido +7 cido mangnico (Mn = +6)

MnO3 + H2O H2MnO4 anidrido mangnico

Mn2O7 + H2O H2Mn2O8 HMnO4 cido permangnico anidrido permangnico

3) Os anidridos de fsforo, arsnio, antimnio e boro podem reagir com: 1 molcula de H2O prefixo META no cido 2 molculas de H2O prefixo PIRO no cido 3 molculas de H2O prefixo ORTO no cido (no obigatrio) P2O3 + anidrido fosforoso HAsO3 H4As2O7 H3AsO4 H3BO3 1 H2O H2P2O4 = HPO2 = cido metafosforoso 2 H2O H4P2O5 = cido pirofosforoso 3 H2O H6P2O6 = HPO3 = cido ortofosforoso ou cido fosforoso cido cido cido cido meta arsnico piro arsnico arsnico brico

Caractersticas dos cidos Possuem sabor azedo. Reagem com bases produzindo sal e gua. Em meio cido, o tornassol sempre vermelho, a fenolftalena incolor e o metilorange vermelho. Em soluo aquosa sofrem ionizao total ou parcial (suas solues so eletrolticas) Ionizao total todos os H so ionizados H2SO4(aq) 2H+(aq) + SO4-2 (aq) Ionizao parcial s alguns H so ionizados. H2SO3(aq) H+(aq) + HSO3-(aq)

Fora de um cidocidos fortes so aqueles que apresentam grau de ionizao maior que 50%. Hidrcidos fortes: HCl, HBr, HI Oxicidos fortes: n O - n H for maior ou igual a 2 (4 - 1 = 3) HClO4 H2SO4 (4 - 2 = 2) HNO3 (3 - 1 = 2) Qumica - M1

31

Tecnologia

ITAPECURSOS

Hidrcidos fracos: HF, H2S, HCN Oxicidos fracos: n O - n H for menor que 2 H2SO3 (3 - 2 =1) HNO2 (2 -1 = 1) HClO (1 -1 = 0)

Aplicao dos cidos:HCl HNO3 H3PO4 H2SO4 - cido muritico - limpeza. - cido ntrico - usado na fabricao de fertilizantes e explosivos. - cido fosfrico - preparo de fertilizantes e refrigerantes (como acidulante). - cido sulfrico - fabricao de: fertilizantes, medicamentos, acumuladores de baterias, tintas.

FUNO SAISSo substncias originadas da combinao de um cido e uma base. So as reaes de neutralizao. HCl + NaOH NaCl + H2O cido + base sal + gua Sal Metal + Ametal , so chamados sais halides. ou ento HClO4 + NaOH NaClO4 + H2O cido + base sal + gua Sal Metal + ametal + oxignio , so chamados de oxissais.

NomenclaturaTerminao dos cidos drico oso ico Terminao dos sais eto (sem oxignio) ito (com oxignio e menor valncia) ato (com oxignio e maior valncia)

a) metal (ction) com apenas um NoxNome cido, trocar as terminaes drico, oso, ico por eto, ito, ato e acrescentar o nome do metal. CaS Ca Nox = +2 (2 H) NaNO3 Na Nox = +3 (1 H) Al (ClO4)3 Al Nox = +3 (3 H) cido que originou H2S = cido sulfdrico drico trocar por eto Sulfeto de clcio cido HNO3 = cido ntrico ico trocar por ato nitrato de sdio cido H3(ClO4)3 = HClO4 = cido perclrico trocar por ato perclorato de alumnio

b) metal (ction) com mais de um Noxb.1) moderna (IUPAC) Ametal + ETO + metal + Nox em algarismos romanos ITO ATO Qumica - M1

32

Tecnologia

ITAPECURSOS

CuSO4 Fe(NO3)3 AuNO2 b.2) antiga

Cu = +1 1 H = HSO4 (no existe, S - Nox = +7) Cu = +2 2 H = H2SO4 = cido sulfrico ico vira ato - Sulfato de cobre II Fe = +2 2 H = no existe Fe = +3 3 H - H3(NO3)3 HNO3 cido ntrico ico vira ato Nitrato de ferro III Au = +1 1 H = HNO2 - cido nitroso oso vira ito - Nitrito de ouro I Au = +3 3 H = H3NO2 - no existe

ametal + ETO + metal + terminao oso ou ico ITO ATO Sn(ClO4)4 FeCO3 CuNO2 Sn = +4 4 H = H4 (ClO4)4 = HClO4 cido peclrico vira ato Perclorato estnico Sn = + 2 2 H H2(ClO4)4 = H(ClO2)2 - no existe Fe = + 2 2 H = H2CO3 - cido carbnico Fe = + 3 3 H = H3CO3 - no existe Cu = + 2 2 H = H2NO2 - no existe Cu = + 1 1 H = HNO2 - cido nitroso oso vira ito Nitrito cuproso

As reaes podem ser: Reao Neutra: combinao de cido forte com base forte, originam sais que dissolvidos em gua, do origem a uma soluo neutra, pH = 7. Ex.: H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2H2O Reao cida: combinao de cido forte com base fraca, originam sais que dissolvidos em gua, do origem a uma soluo cida, pH < 7. Ex.: 3H2SO4 + 2Al(OH)3 Al2(SO4)3+ 6H2O Reao Bsica: combinao de cido fraco com base forte, originam sais que dissolvidos em gua, do origem a uma soluo bsica, pH > 7. Ex.: H2S + Ca(OH)2 CaS + 2H2O

Propriedades dos Sais: So slidos e possuem ponto de fuso e ebulio altos. Sais formados por metais alcalinos so solveis em H2O. O CaSO4, CaCO3, BaSO4, etc, so insolveis na H2O. Suas solues so eletrolticas. Alguns radicais importantes: CO3-2 HCO3NO2NO3S-2 HSSO3-2 SO4-2 carbonato bicarbonato nitrito nitrato sulfeto bissulfeto sulfito sulfato HSO3- bissulfito HSO4- bissulfato ClClOcloreto hipoclorito BrO3- bromato CNcianeto CrO4-2 cromato Cr2O7-2 dicromato MnO4-2 manganato MnO4- permanganato

ClO2- clorito ClO3- clorato ClO4- perclorato PO4-3 fosfato

Qumica - M1

33

Tecnologia

ITAPECURSOS

Aplicao dos SaisNaCl KMnO4 AgNO3 NaClO NaF - cloreto de sdio (sal de cozinha) - condimento - permanganato de potssio - antissptico - nitrato de prata - antissptico - hipoclorito de sdio - bactericida e antissptico - fluoreto de sdio - tratamento anti-crie

FUNO HIDRETOSSo compostos binrios formados por um elemento e o hidrognio. Frmula geral: E Hn Se E = metal H = hidrognio de Nox = -1 n = Nox do metal hidretos metlicos Se E = ametal H = hidrognio de Nox = +1 n = Nox do ametal hidretos ametlicos

Hidretos metlicos: (carter bsico) NaH - hidreto de sdio CaH2 - hidreto de clcio

Hidretos ametlicos (carter cido), exceto NH3 (carter bsico) PH3 - hidreto de fsforo (fosfina) VIA - H2S - sulfeto de hidrognio ou cido sulfdrico VIIA - HCl - cloreto de hidrognio ou cido clordrico VA - NH3 - hidreto de nitrognio (amnia) NH3 + H2O NH4OH (carter bsico) H2O H2S(s) H2S(aq) ou carter cido H2O -2 H2S(s) H+(aq) + S (aq) HCl(g) HCl(g)H2O H2O

Fe H2 - hidreto de ferro II ou hidreto ferroso FeH3 - hidreto de ferro III ou hidreto frrico * hidreto metlico + gua base + H2 NaH + H2O NaOH + H2

HCl(aq) carter cido H+(aq) + Cl(aq)

ou

Aplicao: NH3 - amnia - usada na fabricao de fertilizantes, explosivos, fibras e plsticos.

REAES INORGNICASINTRODUOA reao um processo onde substncias reagem formando novas substncias, com propriedades totalmente diferentes. Exemplo: HBr + LiOH LiBr + H2O cido + Base Sal + gua A reao tambm chamada de fenmeno qumico (formao de novas substncias).

PRINCIPAIS TIPOS DE REAES QUMICAS Reaes de SnteseSo tambm chamadas de reaes de adio. quando o nmero de substncias que reagem maior que o nmero de substncias formadas. A + B Reagente AB Produto Qumica - M1

34

Tecnologia

ITAPECURSOS

Exemplos: H2 H2 + Cl2 + 1/2O2 2HCl H2O BaCO3

BaO + CO2

Reaes de Anlise ou Decomposio o inverso da reao de sntese. O nmero de substncias no reagente menor que o nmero de substncias no produto. AB Reagente Exemplos: H2O(l) H2(g) + 1/2 O2(g) CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) Anlise = formao de substncias simples Decomposio = formao de pelo menos uma substncia composta A+B Produto

Reaes de Simples Troca a reao que ocorre entre uma substncia simples e uma substncia composta, originando uma nova substncia simples e outra substncia composta. A + BC B + AC Exemplos: Na + HNO3 NaNO3 + 1/2 H2 Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu

Reaes de Dupla Troca a reao entre duas substncias compostas, originando duas novas substncias compostas. AB + CD AC + BD BaCl2 + H2SO4 BaSO4 + 2HCl HCl + NaOH NaCl + H2O

Reaes de Oxi-reduoComo vimos no captulo anterior, nmero de oxidao ou NOX, a carga do tomo, sendo que est relacionada com o poder de combinao dos tomos. O NOX aumenta, quando o tomo perde eltrons: dizemos que o elemento sofreu oxidao, sendo ento um elemento oxidado. Cu+2 aumentou o NOX sofreu oxidao (perdeu eo-) Cu 2eo NOX = 0 NOX = +2 O NOX reduz quando o tomo ganha eltrons: dizemos que o elemento sofreu reduo, sendo ento um elemento reduzido. S + 2eo S-2 reduziu o NOX sofreu reduo (ganhou eo-) NOX = 0 NOX = -2 A reao de oxi-reduo quando existe um tomo sofrendo oxidao e outro sofrendo reduo. Cu + S oxidao Cu+2 + S-2 reduo Qumica - M1

35

Tecnologia

ITAPECURSOS

Principais NOX:H +1 (combinado com ametal) e -1 (combinado com metal) O -2 (xido), -1 (perxido), -1/2 (superxido) Coluna IA Coluna IIA Coluna IIIA Coluna VIA Coluna VIIA +1 +2 +3 -2 (no oxigenado) -1 (no oxigenado) Ca = 0 NaCO-3 total NOX = -1 x = +6 Na = +1 O = -2 +1 + x - 6 = -1 NaCO-23+1

Elemento ou substncia simples, NOX = 0 Substncia composta, NOX = carga total H2SO4 total NOX = 0 H = +1 O = -2+1

+2 + x - 8 = 0-2 H2SO4

x = +4

Observao: Um elemento que sofre oxidao, causa reduo no outro e dizemos ento que um agente redutor. Um elemento que sofre reduo, causa oxidao no outro e dizemos que um agente oxidante. Oxidao ou Elemento oxidado Reduo ou Elemento reduzido Aumenta NOX Reduz NOX Perda de eltrons Ganho de eltrons Agente redutor Agente oxidante

Balanceamento de EquaesNo acerto de uma equao, importante observar que o nmero de eltrons envolvidos na oxidao deve ser igual ao nmero de eltrons envolvidos na reduo. Regra de Balanceamento 1) Achar o NOX de cada tomo de uma reao. 2) Verificar qual sofre oxidao (aumenta o NOX) e qual sofre reduo (reduz o NOX). 3) Fazer a variao do NOX e simplificar se possvel. 4) Cruzar o NOX, de modo que o nmero da variao do NOX da oxidao coeficiente do redutor e o nmero da variao do NOX da reduo o coeficiente do oxidante. 5) Depois, deve-se terminar o balanceamento, por tentativa. Exemplos: a) KMnO4 NOX + H2O2 + H2SO4 K2SO4 + MnSO4 + H2O + O2 O=0

K = +1 H = +1 H = +1 K = +1 O = -2 H = +1 O = -2 0 = -1 0 = -2 O = -2 S = +6 O = -2 Mn = +7 S = +6 S = +6 Mn = +2 Os elementos que variaram o NOX, foram os seguintes: Mn +7 para +2 sofrendo reduo (agente oxidante) O -1 para 0 sofrendo oxidao (agente redutor)

Fazer a variao dos NOX e cruzar os resultados obtidos. Vamos fazer o equilbrio do lado dos reagentes. Mn +2 O 0 para +7 variando de 5 para -1 variando de 1, como so 2 O no H2O2 a variao = 2. Qumica - M1

36

Tecnologia

ITAPECURSOS

D=7-2=5

D = -1 - 0 = 1 (x2)

+7 -1 +2 0 KMnO4 + H2O2 + H2SO4 K2SO4 + MnSO4 + H2O + O2 5 2

Depois de cruzar o NOX, equilibrar por tentativa. 2 KMnO4 + 5 H2O2 + 3H2SO4 K2SO4 + 2 MnSO4 + 8 H2O + 5O2 b) MnO4- + NO2- + H2O MnO2 + NO3- + OH

MnO4 Mn N

+

NO2-

+7

+3

+4

+5

+

H2O

MnO2

+

NO3-

+

OH-

+7 +3

para +4 para +5

sofrendo reduo, agente oxidante sofrendo oxidao, agente redutor

Observar que o que interessa o NOX de cada tomo e que nesta equao todo H tem NOX = +1 e todo O tem NOX = -2. (S variaram o Mn e o N). D=7-4=3 D=5-3=2 +7 MnO4+ +3 NO2+ H2O +4 MnO2 3 MnO4+ NO2+ H2O 2MnO2 + + +5 NO32 3NO3+ OH+ OH-

Depois de cruzar os NOX das variaes s contar os tomos colocando os dois membros, reagente e produto, com a mesma quantidade. 2MnO4+ 3NO2+ H2O 2MnO2 + 3NO3+ OH-

Esto faltando os coeficientes da H2O e do OH-, neste caso em que as substncias possuem carga s equilibrar as cargas do reagente com o produto. Chamar coeficiente da H2O de x e do OH- de y. 2MnO4+ 3NO2+ xH2O 2MnO2 + 3NO3+ yOH-

2.(-1) + 3(-1) + x(0) = 2(0) + 3(-1) + y(-1) -2 - 3 + 0 = 0 - 3 - y y=2 2 MnO42MnO4+ + 3NO23NO2+ + xH2O 1H2O 2MnO2 2MnO2 + + 3NO33NO3+ + 2OH2OHpor tentativa: x = 1

Coeficientes do reagente: 2, 3, 1 Coeficientes do produto: 2, 3, 2

Qumica - M1

37

Tecnologia

ITAPECURSOS

REAES IMPORTANTES: Reaes Comuns:a) Com Oxignio a.1) Reao de combusto do metal com oxignio. 2 Fe + O2 2 FeO a.2) Reao de combusto do ametal com oxignio. S + O2 SO2 O oxignio reage com quase todos os elementos. b) Com Hidrognio b.1) Reao de ametal com hidrognio, formando hidrcidos. H2 + I2 2 HI b.2) Reao de metal com hidrognio, formando hidretos metlicos. 2 Na + H2 2NaH c) Com H2O c.1) Metais alcalinos e alcalinos terrosos, formando hidrxidos e liberando gs hidrognio. Ca + 2H2O Ca(OH)2 + H2 c.2) Metais comuns, formando xidos Fe + H2O calor FeO + H2 c.3) Metais nobres, no reagem com a gua. c.4) Hidretos alcalinos e alcalinos terrosos, formando hidrxido e liberando gs hidrognio. NaH + H2O NaOH + H2

CONDIES PARA A OCORRNCIA DE REAES Uma reao s ser espontnea se:1) Um metal s desloca outro se for mais reativo que ele. Ordem crescente de reatividade dos metais: Metais Nobres Metais Alcalinos e Alcalinos Terrosos Au, Pt, Ag, Hg, Cu, Bi, H, Pb, Sn, Ni, Co, Fe, Zn, Mn, Al, Mg, Ca, Sr, Ba, Li, Na, K, Rb, Cs. 2) Um ametal s desloca outro se for mais reativo que ele. Ordem crescente de reatividade dos no-metais: P, C, S, I, Br, Cl, N, O, F. a) xido cido + gua cido CO2(g) + H2O(l) H2CO3(aq) b) xido bsico + gua Base MgO(s) + H2O(l) Mg(OH)2(aq) c) xido bsico + xido cido Sal MgO(s) + CO2(g) MgCO3(s) d) xido cido + Base Sal + gua CO2(g) + Mg(OH)2(aq) MgCO3(s) + H2O(l) e) xido base + cido Sal + gua MgO(s) + H2CO3(aq) MgCO3(s) + H2O(l) f) Metal + cido Sal + Hidrognio Mg(s) + H2SO4(aq) MgSO4(aq) + H2(g) g) Metal Alcalino + gua Base + Hidrognio Li(s) + H2O(l) LiOH(aq) + 1/2 H2(g)

38

Qumica - M1

Tecnologia

ITAPECURSOS

REAES PARA IDENTIFICAO DOS GASESH2, O2 e CO2 1) Gs Hidrognio O H2 um gs inflamvel, na presena de O2, ele explode. Se aproximarmos um palito de fsforo aceso em um recipiente com gs hidrognio ocorre uma exploso, + devido reao H2(g)1/2O2(g) H2O(l) (reao de combusto) 2) Gs Oxignio O O2 um gs comburente, aumenta a chama. Ao aproximar um palito de fsforo aceso em um recipiente com gs oxignio, a chama aumenta. Na2O2(s) + H2O(l) 2NaOH(aq) + 1/2 O2(g) Se aproximar uma chama ela vai aumentar devido a liberao de gs oxignio. 3) Gs Carbnico Se aproximarmos uma chama perto do CO2, no vai ocorrer nada pois o CO2 no combustvel e nem comburente. Para identificar s reagir o CO2 com gua de cal (Ca(OH)2(aq)); haver formao de um precipitado branco CaCO3(s). CO2(g)+ Ca(OH)2(aq) CaCO3(s) + H2O(l) precipitado branco

Solubilidade dos saisOs sais quando precipitam, so insolveis. Os ctions e nions agrupados abaixo, originam sais insolveis: Ctions nions Ag+, Cu+, Pb+2 C -, Br-, I+, Zn+2, Pb+2 Ag S-2 Ag+, Ca+2, Ba+2, Sr+2, Pb+2 Ag+, Ca+2, Ba+2, Pb+2 Ag+, Ba+2, Sr+2, Pb+2 SO4-2 CO3-2 CrO4-2

MOL - GASES - ESTEQUIOMETRIACONCEITOS FUNDAMENTAIS MOLO termo mol significa a quantidade de matria tais como tomos, molculas ou ons. tambm chamado de nmero de Avogadro. 1 mol = 6,02 x 1023 unidades (pode arredondar para 6 x 1023) uma unidade quantitativa, tal qual 1 dzia = 12 unidades, 1 cento = 100 unidades, etc. Assim, tem-se 1 mol = 6,02 x 1023 unidades = 6 x 1023 unidades. Dessa forma: H = tomo H2 = molcula (combinao de tomos) Cl = tomo Cl2 = molcula H2SO4 = molcula 1 mol tomos = 6,0 x 1023 tomos 1 mol Na = 6,0 x 1023 Na 1 mol de molculas = 6,0 x 1023 molculas 6,0 x 1023 molculas de H2O 1 mol de H2O 2 mol de tomos de H = 2 x 6,0 x 1023 tomos de H 1 mol de tomos de O = 6,0 x 1023 tomos de O. Qumica - M1

39

Tecnologia

ITAPECURSOS

MASSA MOLAR (M)A massa molar a massa de um mol de uma determinada substncia qumica. m = massa atmica ou molecular M = massa molar Massa atmica do Na = 23 u 1 mol de Na tem 6,02 x 1023 tomos de Na 1 mol de Na tem massa molar de 23g/mol m (Na) = 23u H2SO4 M (Na) = 23 g/mol Massa molecular do CO2 = 44u 1 mol de CO2 tem 6,02 x 1023 molculas de CO2 1 mol de CO2 tem massa molar de 44 g/mol m(CO2) = 44u M(CO2) = 44 g/mol

m = massa molecular = 98 u = massa de uma molcula M = massa molar = 98 g/mol = massa de 1 mol de molculas = 6,02 x 1023 molculas 2 tomos de H 1 tomo de S 4 tomos de O total de 7 tomos

1 molcula de H2SO4 apresenta:

1 mol de molculas de H2SO4 apresenta:

2 mol de tomos de H = 2 x 6,02 x 1023 tomos de H 1 mol de tomos de S = 6,02 x 1023 tomos de S 4 mol de tomos de O = 4 x 6,02 x 1023 tomos de O total de 7 mol de tomos = 7 x 6,02 x 1023 tomos

GASESSubstncias gasosas ocupam todo o volume do recipiente, apresentam baixa densidade e alta energia cintica. Volume de um gs (V) Corresponde ao volume do recipiente. Unidade = m3 1 m3 = 103L = 1000 mL 1 dm3 = 1 L 1 cm3 = 10-3 L = 1 mL 1 L = 1000mL Presso (P) Presso a fora exercida pela molcula por unidade de rea P = F/A Quanto maior o movimento das molculas, maior o nmero de colises, maior ser a presso. Unidade = atm 1 atm = 760 mm Hg Temperatura (T) A temperatura corresponde energia cintica mdia das partculas ou ento, mede o estado de agitao das molculas. Unidade = K - Kelvin K = C + 273

40

Qumica - M1

Tecnologia

ITAPECURSOS

Hiptese de Avogadro Volumes iguais de gases quaisquer, nas mesmas condies de temperatura e presso, possuem o mesmo nmero de molculas. CO2(g) O2(g)

Se ambos possuem o mesmo volume, a mesma temperatura e a mesma presso, logo, tero o mesmo nmero de molculas.

Leis dos Gases: Lei de Boyle - ou Isotrmica Para uma temperatura constante o volume inversamente proporcional presso. T = constante P a P(atm) 1 2 3

1 , logo, PV = constante P1V1 = P2V2 VV(L) 3 1,5 1 PxV 3 3 3 3 2 1

P(atm)

1 Lei de Charles - ou Isobrica Para uma presso constante, o volume diretamente proporcional temperatura. V1 V V2 V(L) = constante = P = constante V a T, logo, T1 T T2 3 V(L) 1 2 3 T(K) 100 200 300 V/T 0,01 0,01 0,01 100 200 300 Lei de Gay-Lussac - ou Isovolumtrica (Isocrica) Para um volume constante, a presso diretamente proporcional temperatura. V = constante P a T, logo, P(atm) 1 2 3 T(K) 100 200 300P P1 P2 = constante = T T1 T2

2

3

V(L)

2 1 T(K)

P(atm) 3 2 1

P/T 0,01 0,01 0,01

100 200 300

T(K)

Equao Geral dos Gases Para uma mesma massa gasosa, temos que:P2 V2 P1 V1 PV = constante T = T2 T 1

Sendo massa gasosa constante nmero de mol do gs constante. Qumica - M1

41

Tecnologia

ITAPECURSOS

Equao de Clapeyron Vimos que

PV = constante para nmero de mol constante. T PV Se variar o n de mol, varia na mesma proporo, logo: T PV a n, chamando R de constante dos gases, teremos: T PV = nR ou PV = nRT equao de Clapeyron, sendo: T atm x L mmHg x L ou R = 62,3 mol x K mol x K

R = 0,082

Volume Molar CNTP = Condies Normais de Temperatura e Presso Nas CNTP P = 1 atm T = 0 C = 273 K Como PV = nRT 1 x V = n x 0,082 x 273, temos: 1 mol de gs nas CNTP, possui volume de 22,4 litros.

P = presso (atm) V = volume (L) n = n de mol do gs T = temperatura em K R = constante dos gases

ESTEQUIOMETRIA Leis Ponderais Lei de Lavoisier ou Lei da Conservao da Massa. Em uma reao, a massa do reagente sempre igual massa do produto. CaCO3(s) 100g CaO(s) + CO2(g) 56g + 44g 112g + 88g mProd m Prod. mReag =

m Reag. = Decompondo 200g

Lei de Proust ou Lei das Propores Definidas As reaes ocorrem, tendo as substncias reagidas, propores fixas e definidas. CaCO3(s) 100g decompe x2 200g decompe 112g CaO(s) 56g + e x2 e 88g 44g CO2(g)

Se x2

Exemplos: 1 - Considere a equao de decomposio da NH3. 2 NH3(g) N2(g) + 3 H2(g) 2 mol de NH3 decompem-se em 1 mol de N2 e 3 mol de H2 34g de NH3 decompem-se em 28g de N2 e 6g de H2 2 volumes de NH3 decompem-se em 1 volume de N2 e 3 volumes de H2 (volume proporcional ao nmero de mol) Obs: A proporo em volume s pode ser aplicada para substncias gasosas com presso e temperatura constantes.

42

Qumica - M1

Tecnologia

ITAPECURSOS

2 - Quantos mol de oxignio seriam necessrios para formar 10 mol de sulfato de sdio, a partir de sulfito de sdio? 1) Montar a equao. Na2SO3 + O2 Na2SO4 sulfato de sdio 2) Equilibrar o nmero de moles. 2Na2SO3 + O2 2Na2SO4 1 mol 2 mol 3) Fazer a proporo de moles com moles. 1 mol O2 (equao) 2 moles Na2SO4 (equao) x 10 moles x = 5 moles de O2 3 - Quantos mol de oxignio seriam necessrios para formar 426 gramas de sulfato de sdio, a partir de sulfito de sdio? 2 Na2SO3 + O2 2 Na2SO4 1 mol 284g gramas Na2SO4 284g 426g x = 1,5 mol de O2

mol de O2 (equao) 1 mol x mol

4 - Na reao de 112g de ferro com H2SO4, que volume de hidrognio ser liberado nas CNTP? Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 56g 1 mol = 22,4L Ateno: volume nas CNTP 1 mol de gs possui volume de 22,4 litros. massa Fe 56g 112g volume H2 (CNTP) 22,4L (1 mol de H2(g)) x x = 44,8 litros de H2

5 - Qual o volume de NH3 nas CNTP produzido, na reao de 4 litros de N2? N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) (CNTP) volume N2 volume NH3 22,4L 4 2 x 22,4L x x=

4 x 2 x 22,4 = 8L de NH3 22,4

Qumica - M1

43

Tecnologia

ITAPECURSOS

QUMICA ORGNICAINTRODUO QUMICA ORGNICAI - INTRODUO:Antigamente, compostos orgnicos eram aqueles encontrados ou produzidos por organismos vivos, graas a ao de uma fora, denominada fora vital. Foi em 1828, que Friedrich Whler provou que a fora vital no existia, ao aquecer cristais do sal inorgnico cianato de amnio e este originar a uria, composto encontrado na urina.

O

NH4OCN

D

H2N

Curia

NH2

cianato de amnio

Com isso, hoje podemos dizer que compostos orgnicos so compostos que contm carbono. Os outros elementos pertencentes aos compostos orgnicos, so chamados de organgenos: H, C, N, P, O, S, F, Cl, Br, I.

II - PROPRIEDADES GERAIS DOS COMPOSTOS ORGNICOS1 - So termicamente instveis, pois sofrem decomposio pela ao do calor. Se aquecermos excessivamente a glicose ( C6H12O6 ), ela se transforma em carvo (C(s)) e gua (H2O(g)). C6H12O6 D 6C(s) + 6H2O(g)

2 - Sofrem combusto, ou seja, reagem com oxignio (O2), formando gs carbnico (CO2) ou monxido de CH2 CH2 carbono (CO) e gua (H2O); so combustveis. Ex.: Combusto do lcool etlico: C2H5OH(l) + 3O2(g) D 2CO2(g) + 3H2O(g)

3 - Apresentam ponto de fuso e ebulio baixos. 4 - Possuem ismeros (mesma quantidade de C, H, O). Ex: CH3 CO CH3 e CH3 = CH2 - CHO 5 - Formam polmeros Associao de pequenas molculas (monmeros), formando grandes molculas (polmeros) Ex.: etileno (CH2CH2)n polietileno usado na fabricao de mangueiras, sacos plsticos.Policloreto de vinila

CH2 CHClcloreto de vinila

(CH2CHCl)n

PVC usado na fabricao de canos.

III - PROPRIEDADES DO CARBONO1 - Smbolo 12 6C + p1 = N de prtons = 6 e0 = N de eltrons = 6

eltrons de valncia = 4 valncia principal = 4

A = N de massa - 12 u Z = N atmico = 6

distribuio eletrnica = 1s22s22p2

44

Qumica - M1

Tecnologia

ITAPECURSOS

2 - Arranjo do carbono 4 ligaes simples (4 ligaes sigma) 2 ligaes duplas (2 ligaes sigma e 2 pi)

C

C

1 ligao dupla e 2 ligaes simples (3 sigma e 1 pi) 1 ligao tripla e 1 ligao simples (2 ligaes sigma e 2 pi)

C

C

3 - Quanto ao tipo de ligao Carbono saturado: aquele que s possui ligaes simples em torno de si. Carbono insaturado: possui ligao dupla ou trplice em torno de si. 4 - Quanto ao nmero de ligaes Carbono primrio Carbono tercirio - ligado s a 1 carbono - ligado a 3 carbonos Carbono secundrio - ligado a 2 carbonos Carbono quaternrio - ligado a 4 carbonos 5 - Quanto aos grupos ligados Carbono Assimtrico ou Carbono Quiral aquele ligado a quatro grupos diferentes.CH3 CH3

1CH3

1

2C CH3

2

3CH2

3

4

4CH

5CH3

5

1 - carbono primrio 2 - carbono quaternrio 3 - carbono secundrioH CH3 C* Cl OH

4 - carbono tercirio 5 - carbono primrio

IV - CADEIAS CARBNICASAs cadeias so formadas pela associao de tomos de carbono. As cadeias carbnicas correspondem ao esqueleto da molcula.

Classificao das cadeias1 - Quanto ao tipo de ligaes Saturadas possuem apenas ligaes simples entre os tomos de carbono.CH3 CH2 C O H

CH3 CH2 CH2 CH3

Insaturadas

possuem ligaes duplas ou triplas, entre carbonos.CH3 CH CH2; CH C CH2 CH CH CH3

2 - Quanto disposio dos tomos Normal possuem apenas carbonos primrios e secundrios (duas extremidades). _ _ CH3 CH2 CH=CH2 Ramificada _ _ _ CH3 CH2 CH2 CH3

possuem pelo menos 1 carbono tercirio e/ou quaternrio. A cadeia possui ramos.CH3

CH3 CH CH3

CH2 CH3;

CH3 C CH3

CH2 CH CH3

CH3

Qumica - M1

45

Tecnologia

ITAPECURSOS

3 - Quanto ao fechamento da cadeia Acclicas so cadeias abertas

Cclicas

so cadeias fechadas

=4 - Quanto natureza dos tomos Homogneas no seu interior s possuem tomos de carbono 5 - Compostos aromticos Existem cadeias cclicas muito importantes que tm o anel benznico; so os componentes aromticos.

Exemplos: insaturada ramicada acclica homognea insaturada ramicada cclica homocclica homognea Obs.: Cadeia cclica e ramicada pode ser chamada de mista. Heterogneas Possuem heterotomo entre os Carbonos. Exemplo: O ; CH3NHCH2CH3 Podemos fazer uma nova classicao: Alifticos - Cadeias abertas

Alicclicos - Cadeias fechadas, sem o anel benznico.

Aromticos - Cadeias com anel benznico.

V - FRMULA MNIMA OU EMPRICA E FRMULA MOLECULAR 1 - Frmula Mnima ou Emprica a frmula onde existe a menor proporo de tomos em uma determinada estrutura da substncia. Exemplos: C3H8; HClO4; C3H6O2

2 Frmula Molecular aquela que indica o nmero de tomos que uma molcula possui. Portanto a frmula mnima a frmula molecular simplicada, podendo ser iguais. Exemplos: C6H12, HClO4

46

Qumica - M1

Tecnologia

ITAPECURSOS

3 - Clculo de Frmula Mnima e MolecularA) A partir das massas dos tomos Exemplos: 36g de carbono reagem com 6g de hidrognio e 48g de oxignio. Qual ser sua frmula mnima e sua frmula molecular, sabendo-se que a molecular possui peso de 180g? 1) Dividir a massa de cada tomo pela sua massa atmica (ir encontrar o nmero de mol de cada tomo). C - 36 : 12 = 3 mol H - 6 : 1 = 6 mol O - 48 : 16 = 3 mol 2) Dividir todos pelo menor resultado encontrado. C-3:3=1 H-6:3=2 O-3:3=1 Encontra-se a proporo mnima dos tomos, ou seja, a frmula mnima ou emprica: CH2O. 3) Para achar a frmula molecular s encontrar a massa da frmula mnima e ver quantas vezes a molecular maior. Frmula mnima - CH2O Massa da frmula mnima - 12 + 1 x 2 + 16 = 30g Massa da frmula molecular (foi dado) - 180g Ento: = 180/30 = 6 A frmula molecular seis vezes a mnima (CH2O)6 = C6H12O6 B) A partir da composio centesimal A soma das porcentagens tem que ser igual a 100%. Caso no for, considerar o que falta para completar 100% a quantidade de oxignio. Exemplo: Um composto apresenta 53,33% de carbono e 11,11% de hidrognio. Sendo seu peso molecular igual a 90g, qual ser a frmula emprica e a frmula molecular? 1) 53,33% de C 11,11% de H 64,44% = total, faltam 35,56% para completar 100%, que do oxignio. 2) Dividir a porcentagem de cada tomo pelo sua massa atmica e ir encontrar o nmero de mol de tomos. C = 53,33 : 12 = 4,44 mol H = 11,11 : 1 = 11,11 mol O = 35,56 : 16 = 2,22 mol 3) Dividir todos pelo menor valor encontrado C = 4,44 : 2,22 = 2 H = 11,11 : 2,22 = 5 O = 2,22 : 2,22 = 1 Encontra-se a proporo mnima dos tomos, ou seja, a frmula emprica C2H5O. 4) Achar a massa da frmula emprica. C2H5O = 12 x 2 + 1 x 5 + 16 = 45g A frmula molecular tem massa de 90g (dado do exerccio) 90/45 = 2 (a frmula molecular duas vezes a frmula mnima). (C2H5O)2 = C4H10O2

4 - Frmula estrutural plana ou de Kekul. aquela que representa os traos de valncia. Exemplos:H H C H C O H C H HH H H C C C C C H H

acetona

Hidrognio = valncia 1 H Carbono = valncia 4 C Oxignio = valncia 2 O

C H

benzeno

5 - Frmula estrutural condensada a frmula de Kekul simplificada. Retiram-se os traos de valncia.

Ex.: acetona - CH3COCH3

benzeno -

ou Qumica - M1

47

Tecnologia

ITAPECURSOS

FUNES ORGNICASFuno: So grupos de compostos com propriedades semelhantes. 1. Hidrocarbonetos 2. lcoois 3. Fenis 4. teres 5. Aldedos 6. Cetonas 7. cidos Carboxlicos

8. Derivados dos cidos Carboxlicos 9. Aminas 10. Haletos

8.1 - Anidridos 8.2 - steres 8.3 - Haletos de cidos 8.4 - Amidas

1. HidrocarbonetosSo compostos formados apenas de Carbono e Hidrognio. Dividem-se em: 1.1 - Alcanos ou Hidrocarbonetos parafnicos. Obs: No possuem um grupo funcional para caracterizar a funo. Sua frmula geral CnH2n+2 Fontes naturais de obteno: petrleo, gs natural e hulha. So compostos saturados (possuem somente ligaes simples). So insolveis na H2O e solveis no lcool, ter, benzeno, etc. Em temperatura ambiente, os alcanos so: gasosos - de 1 at 4 carbonos lquidos - de 5 at 17 carbonos slidos - mais de 17 carbonos hibridao sp3

Como s possuem ligaes simples, sua frmula estrutural : So Alifticos Acclicos - alcanos Cclicos - ciclanos Nomenclatura dos Alcanos - IUPAC Inicial do nome em cadeias de 1 at 10 carbonos 1C - MET 2C - ET 3C - PROP 4C - BUT 5C - PENT 6C - HEX 7C - HEPT 8C - OCT 9C - NON 10C - DEC

C

48

Qumica - M1

Tecnologia

ITAPECURSOS

Exemplos:H

Metano, CH4, H

C HH

H

- gs dos pntanos principal componente do petrleo pode ser obtido do lixo combustvelH

H C H

Etano, C2H6, H

C H

- obtido do gs natural combustvel utilizado na produo de substncias farmacuticasH C H H

H

H C H

Propano, C3H8, H

C H

- obtido do fracionamento do petrleo um dos principais componentes do gs de cozinha.

H

H C H

H C H

H C H H,

Butano, C4H10, H

C H

- obtido do fracionamento do petrleo o principal componente do gs de cozinha.

1.2 - Alcenos ou Alquenos ou Hidrocarbonetos Etilnicos - So hidrocarbonetos que possuem uma nica ligao dupla. Sua frmula geral CnH2n. - So insolveis na H2O e solveis em solventes orgnicos. - Em temperatura ambiente, os alcenos so: gasosos - de 2 at 4 carbonos lquidos - de 5 at 15 carbonos slidos - mais de 15 carbonos - O carbono que possui dupla ter a seguinte frmula estrutural:C

hibridao sp2

CH2 CH2 ,

eteno ou etileno, na polimerizao forma o polietileno, um gs muito utilizado na

produo de sacos plsticos, baldes.CH2 = CH CH2 ;

Propeno ou propileno, gs muito utilizado na produo de artigos moldados e

fibras, por meio do polmero (polipropileno) ciclobuteno Hidrocarbonetos aromticos - So compostos que possuem, no mnimo, um anel benznico na molcula, como o benzeno e todas as substncias de comportamento qumico igual ao benzeno. - O benzeno possui 6 carbonos formando um ciclo, mononuclear, possui 3 duplas alternadas, que o anel benznico.H C HC HC C H CH CH

Muito utilizado na indstria farmacutica Solvente Extremamente inflamvel Txico

Qumica - M1

49

Tecnologia

ITAPECURSOS

CH3

CH2

CH CH3

CH3

naftalenoCH3

CH3

1,3 - dimetil benzeno ou m - dimetil benzeno ou m - xileno

1 - metil 2 - vinil benzeno ou o - metil vinil benzenoCH3

1,4 - dimetil benzeno ou p - dimetil benzeno ou p - xileno

metil benzeno ou tolueno Nomenclatura dos radicais aromticos Derivados do BenzenoCH2CH3 CH3

CH3

fenil Derivados do naftaleno

benzil

o-toluil

m-toluil

p-toluil

a -naftil 1.3 - Alcinos ou Alquinos ou Hidrocarbonetos Acetilnicos

b-naftil

- So hidrocarbonetos acclicos contendo uma ligao tripla. Sua frmula geral CnH2n-2 - Em temperatura ambiente, os alcinos so: gasosos - de 2 at 4 carbonos lquidos - de 4 at 15 carbonos slidos - mais de 15 carbonos - O carbono que possui tripla ter a seguinte frmula estrutural C, hibridao sp. - So alifticos e acclicos. - Em relao densidade, podemos dizer que os alcinos so mais densos que os alcenos e estes mais densos que os alcanos, sendo todos menos densos que a gua. - Sobre solubilidade podemos dizer que so insolveis na H2O. A principal fonte de hidrocarbonetos o petrleo. A destilao fracionada do petrleo nos fornece: Gs de cozinha Gasolina Querosene Combustvel de avio leo lubrificante Parafina leo Combustvel Graxas Resduo (asfalto) Qumica - M1 Ex.: Cracking do C16H34catalizador

Destilao fracionada do Petrleo

C16H34

C8 C8H18 + C18H16alcano

alceno

O petrleo apresenta impurezas, como o enxofre, que um poluente atmosfrico. Oxida e reage com a H 2O, formando H2SO4 (causa chuva cida).

50

Tecnologia

ITAPECURSOS

2 - lcoois- So compostos que possuem o grupo oxidrila (-OH) ligado a um composto aliftico, saturado. - Frmula geral: ROH - Grupo funcional: OH - lcool Primrio OH ligado a um carbono primrio.

HEx.: CH3OH

H

C H

OH Metanol

combustvel, incolor e txico. Pode provocar cegueira. Pode ser obtido da destilao seca da madeira. Combustvel, anti-sptico, desinfetante e solvente. Obtido da fermentao do acar (cana-de-acar).

CH3 CH2 OH - Etanol ou lcool Etlico

CH2OH

lcool Benzlico

anti-sptico desinfetante

lcool Secundrio:OH ligado CH3 a um carbono secundrio

CH OH

CH3

lcool Tercirio: OH ligado a um carbono tercirio

CH3 CH3 C OH CH3

- So solveis em H2O. Quando aumenta o peso molecular da cadeia, tornam-se menos solveis, e quando aumenta o nmero de oxidrilas (OH), tornam-se mais solveis.CH2 CH2 OH OH CH2 CH OH OH CH2 OH

- Etileno-glicol = di-lcool, utilizado como umectante em doces, solvente e anti-congelante em radiadores de automveis.

- Glicerina ou glicerol = tri-lcool, plastificante, solvente e lubrificante.

3 - Fenis- So compostos que possuem o grupo oxidrila (OH) ligado a um composto aromtico. - Frmula Geral - Ar OH - Grupo Funcional OH - So encontrados no petrleo, hulha e madeira.OH

4 - teres- So compostos que possuem um tomo de oxignio ligado a dois radicais. - Frmula geral ROR, sendo R aromtico ou aliftico. - Podem ser: gasosos (mais simples), lquidos ou slidos (massa molecular elevada) - Maior quantidade de teres so lquidos, insolveis e menos densos que a H2O.

hidroxi-benzeno ou fenol ou cido fnico Anti-sptico, desinfetante. Utilizado na produo de corantes.OH

CH3 CH2 O CH2 CH3ter etlico ou Etoxi-etano (ter sulfrico). Anestsico, muito inflamvel.

CH2 CH O CH CH2ter vinlico - (solvente e anestsico) Qumica - M1

b - hidroxi-naftaleno ou b - naftol

51

Tecnologia

ITAPECURSOS

5 - Aldedos- So compostos orgnicos que possuem o grupo carbonila C = O na extremidade da cadeia. - Frmula geral R

C

O H

, sendo R aromtico ou aliftico

Estados fsicos

- gasosos - 1C - lquidos - acima de 1C - slidos - massa molecular elevada - so solveis em H2O

HCHO ou

H HO

C

metanal ou formaldedo O ou aldedo frmico -

Gs solvel em H2O Cheiro irritante Formol possui 37% de formaldedo e o restante H2O, utilizado na conservao de cadveres (anti-sptico e desinfetante).

CH3 CH3CH

etanal ou acetaldedo Utilizado na fabricao de espelhos, na produo de resinas e cido actico.

CHO

benzaldedo ou aldedo benzico

6 - CetonasSo compostos que possuem o grupo carbonila

C O

no meio da cadeia, ligado a um C secundrio.

Frmula geral R

C O

R , sendo R aromtico ou aliftico.O

- So lquidas, sendo as de maior massa slida. - S as cetonas mais simples so solveis em H2O.

CH3

CH CH3 O

propanona ou dimetil cetona ou acetona. Solvente de esmaltes e tintas Incolor e solvel em H2O.

O

butanodiona principal ingrediente aromatizante da margarina

7 - cidos carboxlicos So compostos orgnicos que possuem um ou mais grupos carboxilas

C

O OH

Frmula geral R

C

O

, sendo R aromtico ou aliftico.

OH cidos com apenas um grupo carboxlico so lquidos at 9 C e solveis em H2O. Acima de 9 C so slidos e insolveis em H2O.

HC

O OH

ou HCOOH, cido metanico ou cido frmico. - Substncia liberada pela formiga aps sua picada, causa irritao e dor.

CH3 COOH cido etanico ou cido actico. o constituinte do vinagre. Concentrao 5% p/v em cido actico.cido benzico COOH Muito utilizado como reagente orgnico e conservante de alimentos.

O C HO C

O OH

cido oxlico Substncia venenosa presente em algumas plantas.

52

Qumica - M1

Tecnologia

ITAPECURSOS

8 - Derivados dos cidos carboxlicos8.1 - Anidridos - So compostos que resultam da desidratao dos cidos.O R C O R C O

- Frmula geral:

Sendo R aromtico ou aliftico

- So compostos mais reativos que os cidos correspondentes.OO CH3 CH3 C O C O

C

Anidrido etanico ou Anidrido acticoC

O

Anidrido benzicoO

8.2 - steres Ser ster quando substiturmos o H do grupo carboxlico de um cido (COOH) por um radical. Frmula geral R CO O R

, sendo R aromtico ou aliftico

So lquidos quando a massa molecular baixa. Quando estas se elevam muito, ficam slidos. Insolveis em H2O.HC O OCH3 COO CH2

O C O CH2 CH3

metanoato de fenila ou etanoato de benzila ou formato de fenila acetato de benzila 8.3 - Haletos de cidos

benzoato de etila

- Ser um haleto de cido quando substiturmos o grupo oxidrila (-OH) de um cido por um halognio (F, Cl, Br, l), sendo o cloro o mais importante. - Frmula geral R

C

O X

sendo R aromtico ou aliftico e X - (F, Cl, Br, l)

Possuem um cheiro muito irritante e so gases lacrimogneos.

CH38.4 - Amidas

C

O Cl

O

- cloreto de etanoila ou - cloreto de acetila

C Br

brometo de benzoila

- Ser uma amida quando substiturmos o grupo oxidrila (-OH) de um cido por um grupo amino (-NH2). - Frmula geral R

C

O NH2

, sendo R aromtico ou aliftico So lquidas as formamidas, e as outras so slidas. As amidas mais simples so solveis em H2O. Esto presentes nas protenas e em vrios medicamentos. Qumica - M1

53

Tecnologia

ITAPECURSOS

H

C

O

CH3 C

O NH2

CONH2

NH2 ou HCONH2 metanamida ou formamida

Benzamida

9 - Aminas

etanamida ou acetamida

- So compostos derivados do NH3, sendo que os hidrognios podem ser substitudos por um, dois ou trs radicais. - Frmula geral

R

NH2

- aminas primrias (um radical)

RR

NHN R

R - aminas secundrias (dois radicais)R- aminas tercirias (trs radicais) Sendo R aromtico ou aliftico

- gasosas - metilamina e etilamina Estado - lquidas - de 3 a 12 carbonos fsico - slidas - acima de 12 carbonos

CH3 NH2metilamina

NH2

aminobenzeno ou fenilamina (anilina) lquido incolor, utilizado na produo de corantes e medicamentos.

10 - Haletos ou derivados halogenados- So compostos orgnicos que possuem um ou mais halognios em suas cadeias. Frmula geral R X sendo R aromtico ou aliftico. - Os haletos mais simples so gasosos, a maioria so lquidos e os de massa molecular elevada so slidos. - So insolveis em H2O. X = F, Cl, Br, l

ClCCl4 Cl

C Cl

- tetracloreto de carbono ou tetracloro-metano. Cl Lquido incolor, insolvel na gua. Muito utilizado como solvente orgnico.

HCH3 CH2 Cl

H C Cl

H

C

H H cloreto de etila ou cloro-etano Anestsico geral. H

CH2=CHCl cloreto de vinila (policloreto de vinila - PVC)

CHCl3

Cl

C Cl

Cl

tricloro-metano ou clorofrmio Anestsico, foi proibido o uso por se mostrar carcinognico.

Cl F C Fou CF2Cl2Cl Cl Cl Cl

Cl Dicloro-diflor-metano ou Freon-12 Utilizado em sistemas de refrigerao e aerosis. Ele est proibido, pois destri a camada de oznio, formando buracos.

hexacloro-benzeno ou BHC Inseticida, proibido por Cl provocar danos ao meio ambiente.Cl

54

Qumica - M1

Tecnologia

ITAPECURSOS

11 - EnisPossuem o grupo hidroxila (-OH) ligado a um C com dupla, numa cadeia no aromtica.C C OH

HCH2 CHOH

H C C OH

CH3 CH

CH OH

H

etenol Outras funes: 12 - Nitrila 13 - Tio lcool 14 - Tio terH3CH3C

propenol

CH2 CNCH2 SH

15 - Tio fenol

SH

H3C

S

CH3

16 - Nitro composto

NO2

Qumica - M1

55

Tecnologia

ITAPECURSOS

QUMICA

Propriedades dos materiais1) (UFMG) Considere o sistema ilustrado, constitudo por gua e gelo. 4) (UFMG) Uma amostra de uma substncia pura X teve algumas de suas propriedades determinadas. Todas as alternativas apresentam propriedades que so teis para identificar essa substncia, EXCETO: a) Densidade. d) Ponto de fuso. b) Volume da amostra. e) Ponto de ebulio. c) Solubilidade