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FUNÇÕES INORGÂNICAS
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Funções Químicas Função química corresponde a um conjunto de substâncias que apresentam propriedades químicas semelhantes. As substâncias inorgânicas podem ser classificadas em quatro funções: Ácidos Bases Sais Óxidos Assim, numa reação química, todos os ácidos, por exemplo, terão comportamento semelhante.
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Ácidos Ácidos de Arrhenius: são substâncias compostas que em solução aquosa liberam como único e exclusivo cátion o hidrônio (H3O+). Ionização de um Ácido HCl + H2O H3O+ + Cl- H2SO4 + 2H2O 2H3O+ + SO42- H3PO4 + 3H2O 3H3O+ + PO43-
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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. Geralmente a quantidade de hidrogênios do ácido é a mesma que pode ionizar, mas existem exceções: H3PO3 + 2H2O ® 2H3O+ + HPO32- apenas 2H+ H3PO2 + H2O ® H3O+ + H2PO21- apenas 1H+
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Classificação dos Ácidos
Quanto a presença ou ausência de carboxila (-COOH): - Orgânicos (CH3-COOH, HOOC-COOH) - Inorgânicos (H2CO3, H2S, HCN) Quanto a presença ou ausência de oxigênio: - Hidrácidos (HCl, H2S, HBr) - Oxiácidos (H2SO4, H3PO4, HClO4)
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- Binário (HCl, HBr, HF) Quanto ao número de elementos químicos:
- Ternário (H2SO4, H3PO4, HCN) - Quaternário (H4[Fe(CN)6]) Quanto ao número de hidrogênios ionizáveis: - Monoácidos (HCl, HI, H3PO2) - Diácidos (H2SO4, H2S, H3PO3) - Triácidos (H3PO4, H3BO3) - Tetrácidos (H4P2O7)
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Quanto ao Grau de Ionização ():
- Ácidos fracos: 0 < a < 5% - Ácidos moderados: 5% < α < 50% - Ácidos fortes : 50% < α < 100% Nº de Mol Ionizados a = Nº de Mol Inicial Ácido fraco: HClO Ácido moderado: H3PO4 Ácido forte : H2SO4 HClO4
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y-x - Hidrácidos: Fortes: HCl, HBr, HI Moderado: HF - Oxiácidos: HxEOy
0 fraco Ex.: HClO y-x 1 moderado Ex.: H3PO4 2 forte Ex.: H2SO4 Fortes: H2SO4, HNO3, HClO3, HClO4
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Nomenclatura Oficial Hidrácidos: Seguem a seguinte regra:
Ácido ídrico Radical do Elemento Exemplos: HCl ácido clorídrico HBr ácido bromídrico HF ácido fluorídrico HI ácido iodídrico HCN ácido cianídrico
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Oxiácidos: Seguem a seguinte regra: ico (+ oxigênio) Ácido __________________ + Radical do Elemento oso (- oxigênio) Exemplos: H2SO4 ácido sulfúrico H2SO3 ácido sulfuroso H2CO3 ácido carbônico H3BO3 ácido bórico HNO3 ácido nítrico
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Ácido Per.......ico Ácido.......ico Ácido............oso
Outros exemplos: - HClO4 - HClO3 - HClO2 - HClO Menos Oxigênios Ácido Per ico Ácido ico Ácido oso Ácido Hipo oso +7 +6,+5 +4,+3,+2 +1
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HClO4 ácido Perclórico HClO3 ácido clórico HClO2 ácido cloroso
+7 HClO4 ácido Perclórico HClO3 ácido clórico HClO2 ácido cloroso HClO ácido Hipocloroso Menos Oxigênios +5 +3 +1 +5 Exemplo: H3PO4 – ác. Fosfórico H3PO3 – ác. Fosforoso H3PO2 – ác. Hipofosforoso +3 +1
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Exemplo: H2S Ácido sulfídrico H2SO3 Ácido sulfuroso H2SO4
+2 - 2 H2S Ácido sulfídrico +2 +4 - 6 H2SO3 Ácido sulfuroso +2 +6 - 8 H2SO4 Ácido sulfúrico * Para ácidos do enxofre usamos o radical em latim “sulfur”.
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Prefixos Orto, Meta e Piro
H3PO4 +3 +5 Ácido ortofosfórico (Ácido Fundamental) - 8 HPO3 +1 Ácido metafosfórico - 6 H4P2O7 +4 +10 Ácido pirofosfórico -14 H3PO4 HPO H2O orto meta 2 H3PO4 H4P2O H2O orto piro
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Características gerais dos ácidos
Apresentam sabor azedo; Desidratam a matéria orgânica; Deixam incolor a solução alcoólica de fenolftaleína; Neutralizam bases formando sal e água.
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Bases 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- Possuem OH-; Metais; Ligações Iônicas; Sólidos; Solúveis em água: (metais alcalinos). Ca(OH)2 Ca2+ + 2OH- Al(OH)3 Al3+ + 3OH-
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Exceção: NH3(g) + H2O(L) NH4OH(aq) Não-metais; Ligações covalentes;
Solução aquosa; Volátil.
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Nomenclatura NaOH hidróxido de sódio Hidróxido de _________________
Nome do Elemento (metal) NaOH hidróxido de sódio Fe(OH)2 hidróxido de ferro II Fe(OH)3 hidróxido de ferro III
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Classificação Quanto ao número de hidroxilas: - Monobases: NaOH; NH4OH
- Dibases: Ca(OH)2; Mg(OH)2 - Tribases: Al(OH)3; Fe(OH)3 - Tetrabases: Pb(OH)4; Sn(OH)4
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Quanto ao grau de dissociação iônica:
- Fortes: Os hidróxidos de metais alcalinos (G1) e metais alcalinos terrosos (G2). - Fracas: Nesse grupo incluem-se o hidróxido de amônio (NH4OH) e as demais bases.
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Quanto à solubilidade em água:
- Totalmente solúveis: os hidróxidos dos metais alcalinos (G1) e o hidróxido de amônio (NH4OH). - Parcialmente solúveis: hidróxidos dos metais alcalino-terrosos (G2). - Insolúveis: todos os demais hidróxidos. Monobase Forte Solúvel Tribase Fraca Insolúvel KOH Al(OH)3
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Características gerais das bases
Apresentam sabor caústico; Deixam vermelha a solução alcoólica de fenolftaleína; Neutralizam ácidos formando sal e água.
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Sais Sal de Arrhenius - Composto resultante da neutralização de um ácido por uma base, com eliminação de água. É formado por um cátion proveniente de uma base e um ânion proveniente de um ácido. A reação de um ácido com uma base recebe o nome de neutralização. Ácido Base Sal Água HCl NaOH NaCl H2O
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(nome do ânion) de (nome do cátion)
Nomenclatura Obedece à expressão: (nome do ânion) de (nome do cátion) Sufixo do ácido Sufixo do ânion ídrico eto ico ato oso ito H2SO Ca(OH) CaSO H2O Ácido Sulfúrico Sulfato de cálcio (gesso)
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Sais neutros ou normais
São obtidos por neutralização total (H+ ioniz = OH-): H2CO Ca(OH) CaCO H2O 2 NaOH H2SO Na2SO H2O
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Sais Ácidos e Sais Básicos
São obtidos por neutralização parcial (H+ioniz ≠ OH-): H2CO NaOH NaHCO H2O Sal ácido ou hidrogenossal (hidrogenocarbonato de sódio) HCl Mg(OH) Mg(OH)Cl H2O Sal básico ou hidróxissal (hidróxicloreto de magnésio)
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Classificação Quanto à presença de oxigênio:
Oxissais : CaSO4 , CaCO3 , KNO3 - Halóides: NaCl , CaCl2 , KCl Quanto ao número de elementos: - Binários: NaCl , KBr , CaCl2 Ternários: CaSO4 , Al2(SO4)3 - Quaternários: NaCNO , Na4Fe(CN)6
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Quanto à presença de água:
- Hidratados: CuSO4.5 H2O; CaSO4.2 H2O - Anidros: KCl; NaCl; CaSO4 Quanto à natureza: - Neutros ou normais: NaBr; CaCO3 Ácidos ou Hidrogenossais: NaHCO3; CaHPO4 Básicos ou Hidroxissais: Ca(OH)Br - Duplos ou mistos: NaKSO4; CaClBr
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Fórmula geral dos óxidos:
Óxido é todo composto binário oxigenado, no qual o oxigênio é o elemento mais eletronegativo. Fórmula geral dos óxidos: Ex+2 O2-X Exemplos: CO2, H2O, Mn2O7, Fe2O3
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Nomenclatura Regra geral: (Prefixo) + óxido de (prefixo) + elemento CO
P2O3 H2O monóxido de monocarbono pentóxido de dinitrogênio trióxido de difósforo monóxido de diidrogênio
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Nox fixo (G1 e G2) - óxido de elemento
Para metais: Nox - óxido de elemento + valência Na2O Al2O3 FeO Fe2O3 óxido de sódio óxido de alumínio óxido de ferro II (óxido ferroso) óxido de ferro III (óxido férrico)
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Classificação Óxidos Ácidos Óxidos Básicos Óxidos Anfóteros
Óxidos Neutros Óxidos Duplos Peróxidos Superóxidos
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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 Na2O + H2O 2NaOH CaO + H2O Ca(OH)2 CaO (cal virgem, cal viva ) Óxido básico + ácido sal + H2O MgO + 2HCl MgCl2 + H2O
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Óxidos Ácidos (anidridos)
São formados por não-metais e reagem com água formando ácidos e com bases formando sal e água. Óxido ácido + H2O ácido (CO2 – EFEITO ESTUFA) CO2 + H2O H2CO3 N2O5 + H2O 2HNO3 “chuva ácida” SO3 + H2O H2SO4 Óxido ácido + base sal + H2O CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
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Óxidos Anfóteros (anfipróticos)
São óxidos de caráter intermediário entre ácido e básico. Reagem com ácidos e bases formando sal e água. Óxido anfótero + ácido/base sal + água ZnO + 2HCl ZnCl2 + H2O ZnO + 2NaOH Na2ZnO2 + H2O Al2O3 ; ZnO ZnO (hipoglós) Al2O3 (alumina)
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Óxidos Neutros (indiferentes)
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 CO ; NO
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Óxidos Duplos (mistos)
São óxidos que, quando aquecidos, originam dois outros óxidos. M3O4 Fe, Pb, Mn Fe3O4 FeO + Fe2O3 (magnetita, imã) Fe3O4; Pb3O4; Mn3O4
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Peróxidos Peróxidos Na2O2 ; Li2O2 ; CaO2; MgO2
São formados por metais alcalinos, alcalinos terrosos e hidrogênio e possuem oxigênio com Nox = -1. M2O MO2 M. Alcalinos M. Alc. Terrosos Na2O2 ; Li2O2 ; CaO2; MgO2 H2O2 - Agente oxidante e bactericida
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Superóxidos (polióxidos)
São formados por metais alcalinos, alcalinos terrosos e hidrogênio e possuem oxigênio com Nox = - ½. M2O MO4 M. Alcalinos M. Alc. Terrosos Na2O4 ; Li2O4 ; CaO4 ; MgO4
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Classificação H, G1 e G2 13 14 15 16 17 Óxidos Anfóteros
18 2 Óxidos Básicos Óxidos Ácidos Nox ≥ +4 Óxidos Anfóteros ÓXIDO DUPLO OU MISTO = Me3O4 ÓXIDOS NEUTROS = CO, NO, N2O PERÓXIDOS= O2 SUPERÓXIDOS= ....O4 OB + H2O BASE OB + ÁCIDO SAL + ÁGUA OA + H2O ÁCIDO OA + BASE SAL + ÁGUA H, G1 e G2
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