QUÍMICA GERAL E INORGÂNICA Prof. Luiz Carlos Martins das Neves 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 Menos Oxigênios

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 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: base ou hidróxido. sal. óxido. aldeído. 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: base ou hidróxido. sal. óxido. aldeído. 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. KOH Monobase Forte Solúvel Al(OH)3 Tribase Fraca Insolúvel

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): Detergente e vinagre. Sal e coalhada. Leite de magnésia e sabão. Bicarbonato e açúcar. Coca-Cola e água de cal.

Resposta Identifique a alternativa que apresenta dois produtos caseiros com propriedades alcalinas (básicas): Detergente e vinagre. Sal e coalhada. Leite de magnésia e sabão. Bicarbonato e açúcar. 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: H2O2,Fe2O3,NaOH. NaCl,CaCO3,KMnO4. H2S,HCN,Al2O3. CaCl2,Ba(BrO)2,Zn(OH)2. KOH,NaBr,CaCO3..

Resposta Identifique o item que contém apenas sais: H2O2,Fe2O3,NaOH. NaCl,CaCO3,KMnO4. H2S,HCN,Al2O3. CaCl2,Ba(BrO)2,Zn(OH)2. 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 + H2O CO2 + 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 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: NaCl. CaO. Na2SO4. NH4NO3. 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: NaCl. CaO. Na2SO4. NH4NO3. KClO4.

ATÉ A PRÓXIMA!