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Prof. Sérgio Yoshio Funções Inorgânicas Yoshio
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Funções químicas Yoshio
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. Yoshio
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Ácidos Ácidos de Arrhenius: são substâncias compostas que em solução Aquosa liberam como único e exclusivo cátion o Hidroxônio (H3O+ ou H+). Ionização de um Ácido HCl + H2O H3O+ + Cl- H2SO4 + 2H2O 2H3O+ + SO42- H3PO4 + 3H2O 3H3O+ + PO43- Yoshio
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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+ Yoshio
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Classificação dos Ácidos
Quanto a presença ou ausência de Oxigênio Hidrácidos (HCl, H2S, HBr) Oxiácidos (H2SO4, H3PO4, HClO4) Quanto ao número de Hidrogênios Ionizáveis: Monoácidos (HCl, HI, H3PO2) Diácidos (H2SO4, H2S, H3PO3) Triácidos (H3PO4, H3BO3, H3BO2) Tetrácidos (H4P2O7) Yoshio
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Quanto ao Grau de Ionização (a)
Ácidos fracos: 0< a < 5% Ácidos moderados: 5% £ a £ 50% Ácidos fortes : 50% < a < 100% Nº de Mol Ionizados a = Nº Inicial de Mols Ácido fraco: HClO Ácido moderado: H3PO4 Ácido forte : H2SO4 HClO4 Yoshio
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Quanto ao Grau de Ionização (a)
Hidrácidos: Fortes: HCl, HBr, HI Moderado: HF *Os demais são fracos!!! Oxiácidos: HxEOy 0 fraco Ex.: HClO y-x 1 moderado Ex.: H3PO4 2 forte Ex.: H2SO4 Yoshio
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Nomenclatura Oficial:
Hidrácidos Seguem a seguinte regra: Ácidos ídrico Radical do Elemento Oxiácidos Seguem a seguinte regra: ico (+ oxigênio) Ácido __________________ + Radical do Elemento oso (- oxigênio) Yoshio
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Nomenclatura Oxiácidos:
Ácidos padrões: (Ác ico) H3BO3 H2CO3 HNO3 H3PO4 H2SO4 HClO3 (+1 oxig.)Ác.Per.....ico (Padrão) Ác ico (-1 oxig.)Ác oso (-2 oxig.)Ác. Hipo.....oso Ex: HClO4 – ác. Perclórico HClO2 – ác. Cloroso HClO – ác. Hipocloroso Yoshio
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Exemplo: Yoshio H2S H2SO3 H2SO4 Ácido sulfídrico Ácido sulfuroso
*Para ácidos do enxofre usamos o radical em latim “sulfur”. Ácido sulfuroso H2SO4 Ácido sulfúrico Yoshio
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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; Yoshio
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H2SO4 – Ác. Sulfúrico (ácido ou água de bateria)
Ácidos importantes: H2SO4 – Ác. Sulfúrico (ácido ou água de bateria) É um líquido incolor e oleoso de densidade 1,85 g/cm3, é um ácido forte que reage com metais originando sulfatos além de ser muito higroscópico. Pode ser obtido a partir das seguintes reações: S + O2 SO2 SO2 + ½O2 SO3 SO3 + H2O H2SO4 *É usado para medir o desenvolvimento industrial de um país. Yoshio
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2) HCl – Ác. Clorídrico (ácido muriático)
Ácidos importantes: 2) 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. *A limpeza de superfícies com ácido clorídrico é chamada de decapagem. Yoshio
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3) HNO3 – Ác. Nítrico (áqua fortis)
Ácidos importantes: 3) 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. CH3 -NO2 CH3 NO2- NO2 + 3HNO3 + 3H2O TNT *As manchas na pele são causadas pela reação xantoprotéica. Yoshio
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4) H3PO4 – Ác. Fosfórico (Acidulante INS-338)
Ácidos importantes: 4) H3PO4 – Ác. Fosfórico (Acidulante INS-338) É um líquido xaporoso obtido pela oxidação do fósforo vermelho com ácido nítrico concentrado. É um ácido moderado usado na industria 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”. Yoshio
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Bases Yoshio NaOH Na+ + OH- Ca(OH)2 Ca2+ + 2OH-
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- Possuem OH- (direita); Metais; Lig. Iônicas; Sólidas; Fixas. Ca(OH)2 Ca2+ + 2OH- Al(OH)3 Al3+ + 3OH- Yoshio
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Bases (exceção) Yoshio * NH3 + H2O NH4OH Ametais; Lig. covalentes;
Solução aquosa; Volátil. Yoshio
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Nomenclatura Yoshio NaOH hidróxido de sódio
Nome do Elemento NaOH hidróxido de sódio Fe(OH)2 hidróxido de ferro II Fe(OH)3 hidróxido de ferro III Yoshio
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Classificação Yoshio 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 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. Yoshio
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Classificação Yoshio Al(OH)3 KOH 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 Al(OH)3 KOH Yoshio
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Características gerais das bases
Apresentam sabor caústico; Estriam a matéria orgânica; Deixam vermelha a solução alcoólica de fenolftaleína; Neutralizam ácidos formando sal e água; Yoshio
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1) NaOH – Hidróxido de sódio (Soda caústica)
Bases importantes: 1) NaOH – Hidróxido de sódio (Soda caústica) É um sólido branco floculado muito solúvel em água além de extremamente caústico. É usado na desidratação de gorduras, no branqueamento de fibras (celulose) e na fabricação de sabões e detergentes e como desentupidor de ralos e esgotos. *Sabões e detergentes são chamados de agentes tensoativos e possuem caráter básico. Yoshio
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2) Ca(OH)2 – Hidróxido de cálcio (cal apagada, hidratada ou extinta)
Bases importantes: 2) 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 Yoshio
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3) Mg(OH)2 – Hidróxido de magnésio (Leite de magnésia)
Bases importantes: 3) Mg(OH)2 – Hidróxido de magnésio (Leite de magnésia) É uma suspensão leitosa, obtida a partir do MgO. É usada como antiácido estomacal e também como laxante. Mg(OH)2 + 2HCl MgCl2 + 2H2O *Antigamente era aplicada nas axilas para impedir a ação dos ácidos que causam odores indesejáveis. Yoshio
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4) Al(OH)3 – Hidróxido de alumínio (Maalox)
Bases importantes: 4) Al(OH)3 – Hidróxido de alumínio (Maalox) 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. *Como antiácido estomacal recebe os nomes de Mylantha plus e Gelmax . Yoshio
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Sais Yoshio Ácido + Base Sal + Água HCl + NaOH NaCl + H2O
Sal é todo composto que em água dissocia liberando um cátion de H+ e um ânion de OH-. A reação de um ácido com uma base recebe o nome de neutralização ou salificação. Ácido + Base Sal + Água Salificação HCl NaOH NaCl H2O HCl NaOH NaCl H2O Neutralização Yoshio
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Nomenclatura Yoshio ídrico eto ico ato oso ito H2SO4 + Ca(OH)2
Obedece à expressão: (nome do ânion) de (nome do cátion) Sufixo do ácido Sufixo do ânion ídrico eto ico ato oso ito H2SO4 + Ca(OH)2 H2SO4 + Ca(OH)2 H2SO4 + Ca(OH)2 CaSO4 + 2 H2O Sulfato de cálcio (gesso) Yoshio
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Sais neutros ou normais
São obtidos por neutralização total (H+ioniz = OH-): H2CO3 + Ca(OH)2 H2CO3 + Ca(OH)2 H2CO3 + Ca(OH)2 CaCO3 + 2 H2O 2 NaOH H2SO4 NaSO H2O Yoshio
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Sais Ácidos e Sais Básicos
São obtidos por neutralização parcial (H+ioniz ≠ OH-): H2CO3 + NaOH H2CO3 + NaOH H2CO3 + NaOH NaHCO3 + H2O Sal ácido ou hidrogenossal HCl + Mg(OH)2 HCl + Mg(OH)2 HCl + Mg(OH)2 Mg(OH)Cl + H2O Sal básico ou hidróxissal Yoshio
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Classificação Yoshio Quanto à Presença de Água
- Hidratados: CuSO4.5 H2O; CaSO4.2 H2O - Anidro: 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 Yoshio
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1) NaHCO3 – Bicarbonato de sódio (ENO,Sonrisal)
Sais importantes: 1) NaHCO3 – Bicarbonato de sódio (ENO,Sonrisal) 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 *Pode ser usado para neutralizar os ácidos graxos na manteiga rançosa. Yoshio
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2) CaCO3 – Carbonato de cálcio (mármore,calcáreo)
Sais importantes: 2) 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(Portland), como corretivo do solo e como fundente em metalurgia. CaCO3 CaO + CO2 *Na Espanha é encontrado na região de Aragón, daí seu nome mineral (aragonita). Na forma de estalagmites pode ser chamado de calcita (mármore Carrara). Yoshio
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3) NaNO3 – Nitrato de sódio (Salitre do Chile)
Sais importantes: 3) NaNO3 – Nitrato de sódio (Salitre do Chile) É um sólido cristalizado no sistema cúbico, além de ser um ótimo oxidante para reações químicas. É usado na fabricação de fertilizantes e explosivos. *Nos Andes era utilizado na conservação da carne por ser higroscópico. Yoshio
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Sais importantes: Yoshio 4) 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. *Por ser higroscópico é utilizado na fabricação de bolachas. Yoshio
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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 Yoshio
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Nomenclatura Yoshio Regra geral:
(Prefixo) + óxido de (prefixo) + elemento CO N2O5 P2O3 H2O monóxido de monocarbono pentóxido de dinitrogênio trióxido de difosforo monóxido de dihidrogênio Nox fixo(g1e 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) Yoshio
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Classificação Yoshio Óxidos Ácidos Óxidos Básicos Óxidos Anfóteros
Óxidos Neutros Óxidos Duplos Peróxidos Superóxidos Yoshio
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Classificação Yoshio Nox ≥+4 Óxidos Anfóteros H, G1 e G2
18 1 2 Óxidos Básicos Óxidos Ácidos (anidridos) Nox ≥+4 Óxidos Anfóteros OB + H2O BASE OB + ÁCIDO SAL + ÁGUA OA + H2O ÁCIDO OA + BASE SAL + ÁGUA ÓXIDO DUPLO OU MISTO= Me3O4 ÓXIDOS INDIFERENTES OU NEUTROS= CO, NO, N2O. PERÓXIDOS= O2 SUPERÓXIDOS= ....O4 H, G1 e G2 Yoshio
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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 2NaO + H2O 2NaOH CaO + H2O Ca(OH)2 CaO (cal virgem, cal viva ) Óxido básico + ácido sal + H2O MgO + 2HCl MgCl2 + H2O Yoshio
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Óxidos Ácidos (anidridos)
São formados por ametais e reagem com água formando ácidos e com bases formando sal e água. Óxido ácido + H2O ácido CO2 + H2O H2CO3 (gás carbônico) – EFEITO ESTUFA N2O5 + H2O 2HNO3 “chuva ácida” SO3 + H2O H2SO4 Óxido ácido + base sal + H2O CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O Yoshio
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Al2O3 - ZnO Óxidos Anfóteros (anfipróticos) Yoshio
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 Al2O ZnO ZnO (hipoglós) Al2O3(alumina) Yoshio
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CO - NO Óxidos Neutros (indiferentes) Yoshio
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 Yoshio
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Fe3O4; Pb3O4; Mn3O4 Óxidos Duplos (mistos) M3O4 Yoshio Fe, Pb, Mn
São óxidos que, quando aquecidos, originam dois outros óxidos. M3O4 Fe, Pb, Mn FeO + Fe2O3 Fe3O4 (magnetita ,imã) Fe3O4; Pb3O4; Mn3O4 Yoshio
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Peróxidos M2O2 - MO2 Yoshio Ex.: 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 Ex.: Na2O2, Li2O2, CaO2, MgO2 H2O2 - Ag. Oxidante e Bactericida Yoshio
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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 Ex.: Na2O4, Li2O4, CaO4, MgO4 Yoshio
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1) ZnO – óxido de Zinco (Hipoglós)
Óxidos importantes: 1) ZnO – óxido de Zinco (Hipoglós) É um sólido branco de caráter anfótero (anfiprótico). É usado na fabricação de cremes dermatológicos, na industria de tintas e na galvanização do ferro. *A proteção de superfícies metálicas com tintas ou metais de sacrifício é chamada de proteção anódica. Yoshio
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2) Al2O3 – óxido de Alumínio (Bauxita, Alumina)
Óxidos importantes: 2) Al2O3 – óxido de Alumínio (Bauxita, Alumina) É um sólido muito duro (dureza 9) de onde é extraído por eletrólise o alumínio metálico. Na forma cristalizada é encontrado nas safiras e nos rubis. *É um óxido anfótero abrasivo que também pode ser chamado de Coríndon. Yoshio
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3) H2O2 – Peróxido de hidrogênio (água oxigenada)
Óxidos importantes: 3) H2O2 – Peróxido de hidrogênio (água oxigenada) É uma solução aquosa que se decompõe facilmente em presença de luz (fotólise). É utilizada como agente oxidante e bactericida. H2O2 H2O + ½O2 *Os recipientes que guardam a água oxigenada são opacos para impedir a entrada de luz. Yoshio
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4) Fe3O4 – Tetróxido de triferro (magnetita, imã)
Óxidos importantes: 4) Fe3O4 – Tetróxido de triferro (magnetita, imã) É um sólido escuro que apresenta características ferromagnéticas. É utilizado na fabricação de caixas de som e aparelhos eletrônicos em geral. FeO + Fe2O3 Fe3O4 *A tarja dos cartões magnéticos é constituída por este óxido . Yoshio
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pH e indicadores Yoshio
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pH e indicadores Yoshio
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