Professor: Rubens Barreto

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1 Professor: Rubens Barreto
Disciplina: Química Professor: Rubens Barreto IV Unidade

2 Funções Inorgânicas (I Parte)

3 Ácidos e Bases Soluções eletrolíticas e soluções não eletrolíticas
Definição operacional dos ácidos e bases Indicadores ácido-base Ácidos, bases e condutividade elétrica (Equações de dissociação ) 207

4 Conceito de ácidos e bases de Arrenhius
Ácido é todo composto que, dissolvido em água, origina H+ como único cátion. Base é todo composto que, dissolvido em água, origina OH- como único ânion.

5 Características gerais dos ácidos
Apresentam sabor azedo; Desidratam a matéria orgânica; Neutralizam bases formando sal e água.

6 Classificação dos Ácidos
Presença ou ausência de Oxigênio Hidrácidos (não oxigenados) - HCl, H2S, HBr Oxiácidos (oxigenados) - H2SO4, H3PO4, HClO4

7 Nomenclatura Oficial Hidrácidos Seguem a seguinte regra:
Ácido ídrico Radical do Elemento

8 Nomenclatura Oficial Oxiácidos HNO3 - ácido nítrico
+ Ou - oxigênio HNO3 - ácido nítrico HClO3- ácido clórico H2SO4 - ácido sulfúrico H3PO4 - ácido fosfórico

9 HClO4 Ácido perclórico HClO3 Ácido clórico HClO2 Ácido cloroso HClO Ácido hipocloroso - H2SO4 Ácido sulfúrico H2SO3 Ácido sulfuroso - HNO3 Ácido nítrico HNO2 Ácido nitroso - H3PO4 Ácido fosfórico H3PO3 Ácido fosforoso H3PO2 Ácido hipofosforoso per ico + O ...ico - O ...oso hipo oso

10 Sua vez... Seguindo as regras anteriores, resolva os exercícios 05, 06 e 07 da página 213 do livro didático. 411 E 412

11 Alguns ácidos importantes
H2SO4– Ác. Sulfúrico (ácido ou solução de bateria) É um líquido incolor e oleoso de densidade 1,85 g/cm3, é um ácido forte que reage com metais originando sulfatos. Pode ser obtido a partir da seguinte reação: SO3 + H2O  H2SO4 209

12 HCl – Ác. Clorídrico (ácido muriático)
Solução de hidreto de cloro em água. Apresenta forte odor, além de ser sufocante. É utilizado na limpeza de peças metálicas e de superfícies de mármore. É encontrado no suco gástrico humano. HNO3 – Ác. Nítrico ( áqua fortis) Líquido incolor fumegante ao ar que ataca violentamente os tecidos animais e vegetais, produzindo manchas amareladas na pele. É muito usado em química orgânica para a produção de nitrocompostos.

13 H3PO4 – Ác. Fosfórico (Acidulante INS-338)
É um líquido xaroposo obtido pela oxidação do fósforo vermelho com ácido nítrico concentrado. É um ácido moderado usado na indústria de vidros, preparo de águas minerais e nos refrigerantes de “cola”. Seus fosfatos são usados como adubo. *Seus fosfatos fazem parte da formulação do fertilizante “NPK”.

14 Fórmulas estruturais dos ácidos oxigenados
Escrever o símbolo do elemento que está no centro da fórmula molecular. 2. Colocar um oxigênio entre cada hidrogênio e o átomos central. 3. Ligar os oxigênios restantes, se houver, ao elemento central.

15 Ionização de ácidos - Ácidos são substâncias moleculares que, ao se dissolverem em água, sofrem ionização originando H+ como único íon positivo. H30+

16 monoácidos, diácidos, triácidos e tetrácidos.
Outra classificação dos ácidos : De acordo com o número de hidrogênios ionizáveis → monoácidos, diácidos, triácidos e tetrácidos. Ionização em etapas – Quando o um ácido libera mais de um H+, na verdade ele o faz em etapas, liberando um por vez.

17 A escala de pH A medida do grau de acidez de uma solução é definida pelo teor de íons hidrônio, H3O+(aq), livres por unidade de volume que ela apresenta, o que é denominado potencial hidrogeniônico (pH). Quanto menor o pH de uma solução maior o seu grau de acidez.

18 pH = - log [H+]  [H+] = 10–pH
A escala de pH é logarítmica, o pH é definido como o logarítmo negativo da concentração de íons H3O+, na base 10: (para simplificar consideramos H3O+ = H+) pH = - log [H+]  [H+] = 10–pH Podemos concluir que cada decréscimo de uma unidade de pH multiplica por dez vezes a concentração de H+ (e, portanto a acidez do meio).

19 A escala de pH

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21 Bases De acordo com Arrhenius, base ou hidróxido é toda substância que, dissolvida em água, dissocia-se fornecendo como ânion exclusivamente OH- (hidroxila ou oxidrila). NaOH  Na+ + OH- Ca(OH)2  Ca2+ + 2OH- Fe (OH)3  Fe3+ + 3OH-

22 Características gerais das bases
Apresentam sabor cáustico; Estriam a matéria orgânica; Neutralizam ácidos formando sal e água.

23 Bases de metais que possuem carga fixa

24 Nomenclatura Hidróxido de _________________ Nome do Elemento Ex.:
NaOH hidróxido de sódio Al(OH)3 hidróxido de alumínio

25 Bases de metais que possuem carga variável

26 Nomenclatura Hidróxido de ________________ + _______________ Nome do Elemento número em algarismo romano (entre parênteses) Ex.: CuOH hidróxido de cobre (I) Cu(OH)2 hidróxido de cobre (II)

27 Hidróxido de ________________ + _______________
Quando o metal possui apenas duas cargas, há um outro modo de denominar as bases. Hidróxido de ________________ _______________ (Radical)Elemento oso (cátion com menor carga) ico (cátion com maior carga) Ex.: Fe(OH) 2 hidróxido ferroso Fe(OH)3 hidróxido férrico

28 NH3(g) + H2O → NH4+ + OH-(aq)
Amônia (NH3) – Amoníaco NH3(g) + H2O → NH4+ + OH-(aq) Íon amônio NH4OH – hidróxido de amônio

29 Dissociação iônica das bases de metais
Em água, os hidróxidos de metais, que são substâncias iônicas, sofrem dissociação iônica, em que o íon negativo liberado é a hidroxila... As bases podem ser classificadas de acordo com o número de hidroxilas presentes em suas fórmulas. Assim, são chamadas de monobases, dibases e tribases.

30 Bases importantes NaOH – Hidróxido de sódio (Soda cáustica)
É um sólido branco floculado muito solúvel em água além de extremamente cáustico. É usado na desidratação de gorduras, no branqueamento de fibras (celulose) e na fabricação de sabão, detergente e como desentupidor de ralos e esgotos.

31 Ca(OH)2 – Hidróxido de cálcio (cal apagada, hidratada ou extinta)
É uma suspensão aquosa de aparência leitosa, obtida a partir do CaO (cal virgem). É usada na caiação de paredes e muros, na neutralização de solos ácidos e na fabricação de doces. CaO + H2O  Ca(OH)2 Cal Virgem Cal Apagada

32 Mg(OH)2 – Hidróxido de magnésio (Leite de magnésia)
É uma suspensão leitosa, obtida a partir do MgO. Usada como antiácido estomacal e também como laxante. Mg(OH)2 + 2HCl  MgCl2 + 2H2O

33 Al(OH)3 – Hidróxido de alumínio
É uma suspensão gelatinosa que pode adsorver moléculas orgânicas que por ventura estejam em solução aquosa (no tratamento da água). É usada como antiácido estomacal, para tingimentos e na preparação de lacas (resina ou verniz) para pintura artística.

34 Sua vez... Seguindo as regras anteriores, resolva os exercícios de 11 à 14 da página 219 e as questões 20 à 23 da página 221 do livro didático. Texto 222.

35 Sais Neutralização Total
Quando misturamos duas soluções aquosas de, por exemplo, HCl e NaOH (considerando que nas soluções a quantidade de moléculas de HCl presente seja exatamente igual a quantidade de partículas de NaOH), ocorre uma reação entre os íons H+ e OH, formando água. Essa reação é chamada de neutralização. H+ + OH- → HOH

36 Permanecem em solução apenas os íons Na+ e Cl-.
HCl + NaOH → NaCl + HOH Sal é um composto iônico que contém cátion proveniente de uma base e ânion proveniente de um ácido Ácido + Base  Sal + Água HCl NaOH  NaCl H2O Neutralização

37 Nomenclatura A nomenclatura dos ânions é feita substituindo-se a terminação do nome do ácido pela terminação do nome do ânion, conforme a seguinte regra: Escreve-se o (nome do ânion) + de + (nome do cátion) Sufixo do ácido Sufixo do ânion ídrico eto ico ato oso ito H2SO4 + Ca(OH)2  CaSO4 + 2 H2O Sulfato de cálcio (gesso)

38 Neutralização Parcial
Considere as situações a seguir: Reação entre o ácido sulfúrico e o hidróxidode sódio na proporção de 1:2 H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2 H2O Reação entre o ácido sulfúrico e o hidróxido de sódio na proporção de 1:1 H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O Hidrogenossal

39 HCl + Ca(OH)2 → Ca(OH)Cl + H2O
Reação entre o ácido clorídrico e o hidróxido de cálcio na proporção de 2:1 2HCl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2 H2O Reação entre o ácido clorídrico e o hidróxido de cálcio na proporção de 1:1 HCl + Ca(OH)2 → Ca(OH)Cl + H2O Hidroxissal

40 Hidrogeno-sais: nomenclatura
Semelhante ao dos sais normais com o indicativo da quantidade de hidrogênios ionizáveis. NaH2PO4 – di-hidrogeno fosfato de sódio Na2HPO4 – (mono) hidrogeno fosfato de sódio NaHSO4 NaHCO3 (mono) hidrogeno sulfato de sódio – (mono) hidrogeno carbonato de sódio

41 Nomenclatura antiga... (sais ácidos)
NaH2PO4 – fosfato diácido de sódio Na2HPO4 – fosfato (mono) ácido de sódio NaHSO4 NaHCO3 sulfato de (mono) ácido de sódio - carbonato (mono) ácido de sódio

42 Quando o hidrogeno sal for originário de um ácido com dois hidrogênios ionizáveis (e somente nesses casos), pode-se substituir o prefixo mono-hidrogeno por bi. Nesse contexto, o prefixo bi não tem o significado explícito de “dois”. NaHSO4 - bissulfato de sódio NaHCO3 – bicarbonato de sódio

43 Hidroxi-sais: nomenclatura
Semelhante à nomenclatura dos hidrogeno-sais, é indicada pelos prefixos mono-hidroxi, di-hidroxi, etc. Al(OH)2Cl – di-hidroxicloreto de alumínio Al(OH)Cl2 Ca(OH)NO3 – (mono) hidroxicloreto de alumínio - (mono) hidroxinitrato de cálcio

44 Antigamente ...(sais básicos)
Al(OH)2Cl – Cloreto dibásico de alumínio Al(OH)Cl2 – Cloreto (mono) básico de alumínio Ca(OH)NO3 - Nitrato (mono) básico de cálcio

45 Sais hidratados CaSO4 . 2H2O
Um sal é chamado de Sal hidratado quando possui água de hidratação. CaSO4 . 2H2O A água que se encontra dentro do retículo cristalino é chamada de água de hidratação ou água de cristalização. Outros exemplos: Na2SO H2O CuSO4 . 5 H2O

46 Sais importantes H2CO3 NaHCO3 + H2O  NaOH + H2O+ CO2
NaHCO3 – Bicarbonato de sódio ou hidrogenocarbonato de sódio É um pó branco que perde CO2 com facilidade (efervescência). É usado como antiácido estomacal , fermento químico e nos extintores de incêndio. H2CO3 NaHCO3 + H2O  NaOH + H2O+ CO2

47 CaCO3 – Carbonato de cálcio (mármore, calcáreo)
É um sólido branco que por aquecimento perde CO2 e produz CaO (calcinação). É usado na fabricação de cimentos, como corretivo do solo, etc. CaCO3  CaO + CO2

48 = + + NaNO3 – Nitrato de sódio
É um sólido cristalizado, além de ser um ótimo oxidante para reações químicas. É usado na fabricação de fertilizantes e explosivos. Salitre NaNO3 Enxofre (S) Pólvora Negra Carvão (C) = + + chile

49 NH4Cl – Cloreto de amônio (Sal amoníaco)
É um sólido granulado obtido do líquido amoniacal das fábricas de gás. É usado na fabricação de fabricação de pilhas secas, na soldagem, na galvanização do ferro e na fabricação de tecidos.

50 NaCl = cloreto de sódio (sal de cozinha)
Usado na conservação de carne, peles e pescado. para consumo humano deve ser iodado (no sentido de evitar doenças da tireóide ,como o bócio = papo ).

51 CaSO4 = sulfato de cálcio
Principal componente do gesso ( forma hidratada ) e do giz ( forma anidra ). Utilizado também na confecção de estátuas

52 NaF = fluoreto de sódio Usado no sentido de adicionar flúor às águas de abastecimento público para diminuir a incidência de cáries. BaSO4 = sulfato de bário  Usado como contraste para radiografias do aparelho digestivo.

53 Compostos higroscópicos
São aqueles compostos capazes de absorver espontaneamente água da atmosfera. MgCl2 ; MgSO4; H2SO4 ; NaOH ...

54 Sua vez... Seguindo as regras anteriores, resolva os exercícios de 02 à 07 da página 230 do livro didático.

55 Ácidos, Bases e Sais como eletrólitos
HCl + H2O → H3O+ + Cl- NaOH Na+ + OH- NaCl Na+ + Cl- Ácidos, bases e sais são eletrólitos. Relembrando... Eletrólito é uma substância que, dissolvida em água gera íons, produzindo uma solução condutora de corrente elétrica

56 Força dos Ácidos Soluções de ácidos diferentes nem sempre apresentam a mesma condutividade elétrica porque nem todos os ácidos ionizam-se na mesma extensão. Existe uma grandeza chamada grau de ionização que é empregada pelos químicos para descrever tal diferença. O grau de ionização () indica a porcentagem das moléculas dissolvidas na água que sofreram ionização.

57 O que isso significa em termos de dissociação???
Por exemplo: Admitindo que numa solução de HCl o grau de ionização seja 92%, e na de HF seja de 8%. O que isso significa em termos de dissociação??? Qual das soluções é melhor condutora de eletricidade???

58 Número de moléculas que se ionizaram a =
Número de moléculas inicialmente dissolvidas Ácidos fortes possuem a > 50% Ácidos moderados (ou semiforte) possuem a entre 5% e 50% Ácidos fracos possuem a < 5%

59 Cálculo de grau de ionização
A cada 12,80g de iodeto de hidrogênio, HI (128g/mol), adicionado na água, verifica-se que 12,12g reagem sofrendo ionização e formando o ácido iodídrico, H3O+(aq) + I- (aq); a massa restante permanece na forma molecular. Calcule o grau de ionização do HI. A cada 3, moléculas de fluoreto de hidrogênio, HF , adicionados na água, verifica-se que aproximadamente 2, reagem sofrendo ionização e formando o ácido fluorídrico, H3O+(aq) + F- (aq); as demais permanecem na forma inicial. Calcule o grau de ionização do HF.

60 Como prever se um ácido é forte ou não?
Hidrácidos (só existem 6): Fortes: HCl, HBr, HI Moderado: HF *Os demais (HCN e H2S) são fracos!!! Oxiácidos: HxEOy 0 fraco Ex.: HClO y-x 1 moderado Ex.: H3PO4 2 forte Ex.: H2SO4

61 Uma exceção importante...
H2CO3 – O ácido carbônico é fraco, ao contrário do que prevê a regra (3 – 2 = 1; moderado). Ele sofre decomposição: H2CO3 (aq) → CO2 (g) + H2O (l) Boa parte das moléculas dissolvidas se decompõe, restando poucas moléculas de H2CO3 para sofrer ionização.

62 Força das Bases O grau de dissociação () de uma base mede sua força. O conceito é análogo ao de ionização dos ácidos. Número de fórmulas unitárias que se dissociaram a = Número de fórmulas unitárias dissolvidas no início

63 Bases Fortes são as bases dos metais alcalinos, e as de alguns metais alcalinos terrosos (Ca, Sr, Ba) Bases Fracas são as bases dos metais de transição, dos metais das famílias 13, 14 e 15 da tabela periódica, o Mg(OH)2 e o NH4OH.

64 Solubilidade dos sais Como prever se um sal é solúvel ou não?
NaCl X AgCl

65 Ânion