Unidade II

QUÍMICA GERAL E INORGÂNICA

Prof. Luiz Carlos Martins das Neves

Funções inorgânicas

É um conjunto de substâncias com propriedades químicas semelhantes, denominadas propriedades funcionais;

Eletrólitos: são substâncias que, quando dissolvidas em água, conduzem a corrente elétrica;

Não eletrólitos: não conduzem a corrente elétrica.

Funções inorgânicas

Seguindo o critério baseado na dissociação/ionização, Arrhenius propôs a Teoria da Dissociação Eletrolítica, onde divide as substâncias em grupos com características distintas:

Ácidos

Bases

Sais

Óxidos

Definição de ácidos

Segundo Arrhenius, ácidos são substâncias que, quando em solução aquosa, se dissociam, originando exclusivamente H+ como íons positivos. Na realidade, o H+ se associa a uma molécula de água, formando o H3O+.

Ionização de um ácido

HCl     +     H2O          Cl1-     +     H301+

H2SO4     +     2 H2O       SO42-    +     2H3O1+

Hidrogênios ionizáveis

Os hidrogênios que fornecem H3O+ são chamados de hidrogênios ionizáveis.

São aqueles que se ligam ao elemento mais eletronegativo na molécula do ácido.

H3PO4 + H2O 2H3O+ + HPO32-

apenas 2H+

H3PO2 + H2O H3O+ + H2PO21-

apenas 1H+

Classificação dos àcidos

Presença ou não de oxigênio

Oxiácidos: presença de oxigênio na molécula.

Exemplos: H2SO4 , HNO3

Hidrácidos: oxigênio não presente na molécula.

Exemplos: HCl, HCN

Classificação do ácidos

número de hidrogênios ionizáveis

Monoácidos: presença de 1 H ionizável.

HCl          H+     +     Cl-

Diácidos: presença de 2 H ionizáveis.

H2SO4          2 H+     +     SO42-

Triácidos: presença de 3 H ionizáveis.

H3PO4          3 H+     +     PO43-

Grau de ionização

alfa (%) = (nº moléculas ionizadas / nº moléculas dissolvidas) x 100

ácidos fortes (alfa maior que 50%): HI, HBr, HCl, HNO3, H2SO4.

ácidos médios (alfa entre 5 e 50%): H3PO4, HF.

ácidos fracos (alfa menor que 5%): H2S, H, HCN. ácidos orgânicos.

Formulação do ácidos

Juntam-se tantos H+ quanto forem necessários para neutralizar a carga do ânion. Para um ânion com carga x-, se utilizam x hidrogênios para formular o ácido.

Hx Ax-

Exemplos:    NO31-             HNO3

                  SO42-          H2SO4

                  PO43-           H3PO4

Nomenclatura oficial

Hidrácidos

Ácidos ____________________ + ídrico

Radical do Elemento

Oxiácidos

ico (+ oxigênio)

Ácido _______________ +

Radical do Elemento oso (- oxigênio)

Nomenclatura oxiácidos

Ácido per ..... ico

Ácido ..... ico

Ácido ..... oso

Ácido hipo .... oso

EX.

HClO4 perclórico 

HClO3  clórico

HClO2  cloroso 

HClO hipocloroso

MenosOxigênios

Nomenlcatura pela hidratação

Quando se trata de ácidos que diferem entre si pelo número de hidratação, a nomenclatura pode se basear neste critério.

  Nível de hidratação do

ácido  

Prefixo

Máximo  Orto

Intermediário   Meta

     Mínimo  Piro

Nomenlcatura pela hidratação

O prefixo orto é dispensável e somente indica que tal ácido pode gerar outro por desidratação. O prefixo meta indica que tal ácido foi obtido pela retirada de uma molécula de água de uma molécula do orto. O prefixo piro indica que tal ácido foi obtido pela retirada de uma molécula de água de 2 moléculas do orto.

ácido (orto)fosfórico: H3PO4

ácido metafosfórico: HPO3  (H3PO4 – 1 H2O )

ácido pirofosfórico: H4P2O7  (2 H3PO4 ou H6P2O8 - 1 H2O)

Nomenclatura pela tabela de ânions

A nomenclatura também pode se basear na tabela de ânions. Este tipo de abordagem  serve para hidrácidos e oxiácidos. Ao se dar nome a um ácido, deve-se levar em consideração a terminação do nome do ânion que origina o ácido.

Terminação do ânion

terminação do nome do ácido

ETO ÍDRICO

ATO ITO

ITO OSO

Interatividade

Todas as substâncias azedas estimulam a secreção salivar, mesmo sem serem ingeridas. Esse é o principal motivo de se utilizar vinagre ou limão na preparação de saladas, pois o aumento da secreção salivar facilita a ingestão. No vinagre e no limão aparecem substâncias pertencentes à função:

a)base ou hidróxido.

b)sal.

c)óxido.

d)aldeído.

e)ácido.

Resposta

Todas as substâncias azedas estimulam a secreção salivar, mesmo sem serem ingeridas. Esse é o principal motivo de se utilizar vinagre ou limão na preparação de saladas, pois o aumento da secreção salivar facilita a ingestão. No vinagre e no limão aparecem substâncias pertencentes à função:

a)base ou hidróxido.

b)sal.

c)óxido.

d)aldeído.

e)ácido.

Definição de base

De acordo com Arrhenius, base ou hidróxido é toda substância que, dissolvida em água, dissocia-se fornecendo como ânion exclusivamente OH- (hidroxila).

NaOH Na+ + OH-

Ca(OH)2 Ca2+ + 2OH-

Al(OH)3 Al3+ + 3OH-

     

Classificação das bases

número de OH1- presente na fórmula:

monobase: 1 OH1- , NaOH, KOH

dibase: 2 OH1- , Ba(OH)2, Fe(OH)2

tribase: 3 OH1- , Cr(OH)3, Al(OH)3

tetrabase: 4 OH1- , Pb(OH)4, Sn(OH)4

Solubilidade das bases

São solúveis: as de metais alcalinos, metais alcalino-terrosos e o hidróxido de amônio (que é uma base fraca e volátil).

insolúveis: todas as demais.

EX.

KOHMonobaseForteSolúvel

Al(OH)3

TribaseFracaInsolúvel

Classificação das bases

Quanto ao Grau de Dissociação:

Fortes: Os hidróxidos de metais alcalinos(1A) e metais alcalinos terrosos (2A).

EX. NaOH, KOH, Ba(OH)2

Fracas: Nesse grupo incluem-se o hidróxido de amônio (NH4OH) e as demais bases.

Característica gerais das bases

Apresentam sabor adstringente;

Deixam vermelha a solução de fenolftaleína, e azul o papel de tornassol;

Neutralizam ácidos formando sal e água.

Formulação

Adicionam-se tantos OH1- quantos forem necessários para neutralizar a carga do cátion.

Bx+ (OH)x

K1+          KOH - hidróxido de potássio

Ba2+       Ba(OH)2– hidróxido de bário

Al3+        Al(OH)3– hidróxido de alumínio

Nomenclatura

Hidróxido de _________________

Nome do Elemento

NaOH hidróxido de sódio

KOH hidróxido de potássio

Nomenclatura

Para bases de cátions que possuem duas valências possíveis, utiliza-se a terminação ico para a maior e oso para a menor valência. Aconselha-se, ao invés disso, a utilização de algarismos romanos para indicar a valência.

CuOH      hidróxido cuproso   ou        hidróxido de cobre I

CuOH2     hidróxido cúprico  ou             hidróxido de cobre II

Fe(OH)2   hidróxido ferroso   ou          hidróxido de ferro II

Fe(OH)3   hidróxido férrico    ou          hidróxido de ferro III 

O hidroxônio de amônio

É a única base não metálica e só existe em solução. É obtida pelo borbulhamento de amônia em água.

NH3     +     H2O          NH41+ + OH1-

NH3 + H2O NH4OH

Interatividade

Identifique a alternativa que apresenta dois produtos caseiros com propriedades alcalinas (básicas):

a)Detergente e vinagre.

b)Sal e coalhada.

c)Leite de magnésia e sabão.

d)Bicarbonato e açúcar.

e)Coca-Cola e água de cal.

Resposta

Identifique a alternativa que apresenta dois produtos caseiros com propriedades alcalinas (básicas):

a)Detergente e vinagre.

b)Sal e coalhada.

c)Leite de magnésia e sabão.

d)Bicarbonato e açúcar.

e)Coca-Cola e água de cal.

Definição de sais

Segundo Arrhenius, sais são substâncias que, quando em solução aquosa, liberam: pelo menos um íon positivo diferente do H1+ e  pelo menos um íon negativo diferente do OH1-:

CaCl2          Ca2+     +     2 Cl1-

Na2SO4          2 Na1+     +     SO42-

     

Reação de neutralização

Como os sais são provenientes de reações de neutralização entre ácidos e bases, o ânion se origina do ácido e o cátion da base.

ÁCIDO     +     BASE        SAL     +     ÁGUA

HCl + NaOH NaCl + H2O

Reação de neutralização total

Neste tipo de reação, quantidades iguais, em número de mols, de H1+ e OH1- se neutralizam mutuamente.

1 H2SO4    +  2 NaOH     1 NaSO4   +  2 H2O

Sais deste tipo são classificados como normais.

Reação de neutralização parcial do ácido

1 mol de H2SO4 reagindo com 1 mol de NaOH. Como o H2SO4 possui 2 H1+ em sua molécula, o sal produto será ácido.

1 H2SO4   +   1NaOH       NaHSO4   +   H2O

Sais deste tipo são classificados como ácidos.

Neutralização parcial da base

1 mol de Ba(OH)2 reagindo com 1 mol de HCl. Como o Ba(OH)2 possui 2 OH1- em seu íon-fórmula, o sal produto será básico.

1 Ba(OH)2   +  1 HCl   1Ba(OH)Cl   +   1 H2O

Sais deste tipo são classificados como básicos.

Classificação dos sais

Quanto à presença de oxigênio:

Oxissais

CaSO4, CaCO3, KNO3

Halóides

NaCl, CaCl2, KCl

Classificação dos sais

Quanto ao número de elementos

Binários

NaCl; KBr; CaCl2

Ternários

CaSO4; Al2(SO4)3

Quaternários

NaCNO; Na4Fe(CN)6

Classificação

Quanto à presença de água

Hidratados

CuSO4.5H2O; CaSO4.2H2O

Anidro

KCl; NaCl; CaSO4

Classificação dos sais

Quanto à natureza

Neutros ou normais

NaBr; CaCO3

Hidrogenossais

NaHCO3; CaHPO4

Hidroxissais

Ca(OH)Br

Duplos ou mistos

NaKSO4; CaClBr

Nomenclatura dos sais

______________de _______________

nome do ânion         nome do cátion

Segue-se a mesma regra das terminações usada nos ácidos.

Nomenclatura dos sais

Ácido Ânion

ídrico eto

oso ito

ico ato

KCl        cloreto de potássio

NaNO2     nitrito de sódio

KNO3       nitrato de potássio

Nomenclatura dos sais

No caso de sais que na sua constituição possuam cátion que possam ter nox diferentes, deve-se utilizar algarismos romanos para identificação.

Fe(NO3)2          nitrato de ferro II

Fe(NO3)3          nitrato de ferro III No caso de o cátion possuir somente dois

nox possíveis, pode-se também optar por utilizar os sulfixos oso e ico, respectivamente para o menor e maior nox.

Fe(NO3)2          nitrato ferroso

Fe(NO3)3          nitrato férrico

Interatividade

Identifique o item que contém apenas sais:

a)H2O2,Fe2O3,NaOH.

b)NaCl,CaCO3,KMnO4.

c)H2S,HCN,Al2O3.

d)CaCl2,Ba(BrO)2,Zn(OH)2.

e)KOH,NaBr,CaCO3..

Resposta

Identifique o item que contém apenas sais:

a)H2O2,Fe2O3,NaOH.

b)NaCl,CaCO3,KMnO4.

c)H2S,HCN,Al2O3.

d)CaCl2,Ba(BrO)2,Zn(OH)2.

e)KOH,NaBr,CaCO3..

Definição de óxidos

Óxido é todo composto binário oxigenado, no qual o oxigênio é o elemento mais eletronegativo.

Como o flúor é o único átomo mais eletronegativo que o oxigênio, composto binário gerado pela ligação deste com o oxigênio não é óxido, e sim fluoreto.

Óxidos

Quando um óxido é formado pela união de oxigênio com não metal, dizemos que ele é molecular. As ligações neste tipo de óxido são covalentes.

Quando um óxido é formado pela união de oxigênio com metal, dizemos que ele é iônico.

O NOX do oxigênio nos óxidos é 2 -.

Formula geral dos óxidos

Ex:

CO2 ; CaO; Fe2O3

Ex+2 O2-

X

Nomenclatura regra geral

(Prefixo) + óxido de (prefixo) + elemento

CO monóxido de carbono

N2O5 pentóxido de dinitrogênio

P2O3 trióxido de difosforo

Nomenclatura para metais

Nox fixo (1A, 2A) – óxido de elemento

Nox – óxido de elemento + valência

Na2O óxido de sódio

Al2O3 óxido de alumínio

FeO óxido de ferro II ou óxido ferroso

Fe2O3 óxido de ferro III ou óxido férrico

Òxidos moleculares

Alguns não metais formam vários óxidos diferentes. Um destes não metais é o nitrogênio.

NO;  NO2;  N2O; N2O3 ;  N2O4 ;  N2O5

Esta diversidade de fórmulas faz necessário o uso de uma nomenclatura que possa dificultar a troca de nomes. Esta nomenclatura se baseia em informar os tipos e quantidade de átomos que compõem a fórmula do óxido.

Óxidos moleculares

Nº de átomos na fórmula

Prefixo

1 mono

2 di

3 tri

4 tetra

5 penta

6 hexa

7 hepta

Nomenclatura de óxidos moleculares

O prefixo mono é dispensável quando fizer referência ao elemento que acompanha o oxigênio.

NO monóxido de mononitrogênio ou

monóxido de nitrogênio.

CO2     dióxido de carbono

SO3     trióxido de enxofre

N2O5   pentóxido de dinitrogênio

Óxidos iônicos

A nomenclatura é mais simples, só apresentando o NOX do elemento formador, em algarismos romanos, nos casos em que este não é único. Nos casos de elementos que apresentem dois NOX possíveis, as terminações oso e ico, identificam respectivamente o menor e o maior valor de NOX.

FeO  óxido de ferro II ou óxido ferroso

Fe2O3 óxido de ferro III ou óxido férrico

Óxidos ácidos ou anidridos

Podem ser obtidos por desidratação de ácidos, eles reagem com base formando sal e água.

H2SO4 - H2O SO3

H2SO3 - H2O SO2

2 HNO3 - H2O N2O5

2 HNO2 - H2O N2O3

Classificação

Óxidos ácidos

Óxidos básicos

Óxidos anfóteros

Óxidos neutros

Óxidos duplos

Peróxidos

Óxidos básicos metálicos

São formados por metais alcalinos e alcalinos terrosos e reagem com água formando bases e com ácidos formando sal e água.

Óxido básico + H2O base

2NaO + H2O 2NaOH

CaO + H2O Ca(OH)2

Òxido básico + ácido sal + H2O

MgO + 2HCl MgCl2 + H2O

Óxidos ácidos

São formados por ametais e reagem com água formando ácidos e com bases formando sal e água.

Óxido ácido + H2O ácido

CO2 + H2O H2CO3

N2O5 + H2O 2HNO3

SO3 + H2O H2SO4

Óxido ácido + base sal + H2OCO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O

Óxidos anfóteros

São óxidos de caráter intermediário entre ácido e básico. Reagem com ácidos e bases formando sal e água.

Óxido anfótero + ácido/base sal + H2O

ZnO+ 2HCl ZnCl2 + H2O

ZnO+ 2NaOH Na2ZnO2 + H2O

Óxidos neutros

São todos covalentes e não reagem com base, ácido ou água; mas podem reagir com oxigênio.

CO + H2O Não ocorre reação

NO + HCl Não ocorre reação

Óxido Neutro + O2 Oxidação Oxidação

CO + ½O2 CO2

Óxidos duplos

São óxidos que, quando aquecidos, originam dois outros óxidos.

FeO + Fe2O3 Fe3O4 (magnetita ,imã)

Peróxidos

São formados por metais alcalinos terrosos e hidrogênio e possuem oxigênio com Nox= - 1

Os peróxidos mais importantes são os de metais alcalinos e metais alcalinos terrosos. Alguns exemplos são:

metais alcalinos   Na2O2;   K2O2

metais alcalinos terrosos   CaO2 ;  BaO2   

Óxidos importantes

ZnO – óxido de Zn.

Um sólido branco de caráter anfótero.

É usado na fabricação de cremes dermatológicos, na indústria de tintas e na galvanização do ferro.

Òxidos importantes

H2O2 – peróxido de hidrogênio.

É uma solução aquosa que se decompõe facilmente em presença de luz (fotólise).

É utilizada como agente oxidante e bactericida.

H2O2 H2O + ½O2

Interatividade

Quando o solo é excessivamente ácido, agricultores procuram diminuir a acidez por meio da adição de substâncias com propriedades alcalinas. Com essa finalidade, um dos produtos utilizados é o:

a)NaCl.

b)CaO.

c)Na2SO4.

d)NH4NO3.

e)KClO4.

Resposta

Quando o solo é excessivamente ácido, agricultores procuram diminuir a acidez por meio da adição de substâncias com propriedades alcalinas. Com essa finalidade, um dos produtos utilizados é o:

a)NaCl.

b)CaO.

c)Na2SO4.

d)NH4NO3.

e)KClO4.

ATÉ A PRÓXIMA!