quimica_quimica_inorganica-industrial _ Passei Direto

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Escola Estadual de
Educação Profissional - EEEP
Ensino Médio Integrado à Educação Profissional
Curso Técnico em Química
Química Inorgânica Industrial
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Governador
Vice Governador
Secretária da Educação
Secretário Adjunto
Secretário Executivo
Assessora Institucional do Gabinete da Seduc
Coordenadora da Educação Profissional – SEDUC
Cid Ferreira Gomes
Domingos Gomes de Aguiar Filho
Maria Izolda Cela de Arruda Coelho
Maurício Holanda Maia
Antônio Idilvan de Lima Alencar
Cristiane Carvalho Holanda
Andréa Araújo Rocha
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Escola Estadual de Educação Pro�ssional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Pro�ssional 
Técnico em Química Química Inorgânica Industrial –
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Escola Estadual de 
Educação Profissional - EEEP
Ensino Médio Integrado à Educação Profissional 
Curso Técnico em Química 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
QUÍMICA INORGÂNICA INDUSTRIAL 
TEXTOS DE APOIO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 2012/1 
 
 
 
 
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Técnico em Química Química Inorgânica Industrial –
 
Sumário 
 
1. Configuração eletrônica e Tabela Periódica......................................................07 
2. Propriedades Periódicas......................................................................................09 
2.1 Carga Nuclear Efetiva.........................................................................................11 
2.2 Raio Atômico........................................................................................................12 
2.3 Energia de Ionização............................................................................................13 
2.4 Afinidade Eletrônica............................................................................................18 
2.5 Eletronegatividade...............................................................................................20 
Exercícios....................................................................................................................21 
2.6 Raio Iônico............................................................................................................22 
2.7 Regras de Fajans .................................................................................................22 
2.8 Hidrólise de Cátions.............................................................................................23 
Exercícios....................................................................................................................28 
3.Teoria da Ligação de Valência..............................................................................29 
3.1 Hibridação dos Orbitais Atômicos....................................................................30 
3.1.1 Hibridação do tipo sp .....................................................................................31 3
3.1.2 e sp.........................................................32 Ligações π: Hibridação do tipo sp2
3.1.3 Expansão do Octeto.........................................................................................34 
3.2 Teoria da Repulsão dos pares de elétrons da Camada de Valência...............37 
3.3 Ressonância.........................................................................................................42 
4. Conceitos Ácido-Base...........................................................................................43 
4.1 Arrhenius a Bronsted-Lowry............................................................................43 
4.2 O Conceito Ácido-Base de Lewis.......................................................................45 
Exercícios...................................................................................................................49 
5. Compostos de Coordenação.................................................................................50 
5.1 Histórico...............................................................................................................50 
5.2 Classificação dos Ligantes e Nomenclatura de Complexos............................53 
5.3 Isomeria em Compostos de Coordenação.......................................................57 
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Escola Estadual de Educação Pro�ssional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Pro�ssional 
Técnico em Química Química Inorgânica Industrial –
 
5.4 A Teoria da Ligação de Valência Aplicada a Compostos de Coordenação..58 
5.5 A teoria do Campo Cristalino (TCC)...............................................................61 
5.6 A Origem das Cores dos Compostos de Coordenação Segundo a TCC.......66 
Exercícios...................................................................................................................69 
6. Gases......................................................................................................................72 
6.1 Estrutura, Propriedade, Obtenção e Aplicação...............................................72 
6.1.1 Oxigênio............................................................................................................72 
6.1.2 Nitrogênio.........................................................................................................77 
6.1.2.1 Ciclo do Nitrogênio.......................................................................................78 
6.1.2.2 Amônia...........................................................................................................79 
6.1.2.3 Sais de Amônio..............................................................................................82 
6.1.2.4 Hidrazina.......................................................................................................82 
6.1.2.5 O Processo Haber-Bosch..............................................................................83 
6.1.2.6 Ureia...............................................................................................................85 
6.1.2.7 Óxidos de Nitrogênio....................................................................................86 
6.1.2.8Óxido Nitroso................................................................................................86 
6.1.2.9 Óxido Nítrico ...............................................................................................86 
6.1.3 Hidrogênio........................................................................................................88 
6.1.3.1 Características Gerais .................................................................................88 
6.1.3.2 orrências....................................................................................................88 Oc
6.1.3.3 Preparação do Hidrogênio...........................................................................88 
6.1.3.4 Preparação do Hidrogênio a partir da água...............................................88 
6.1.3.5 Preparação do Hidrogênio a pelo seu deslocamento de ácidos................90 
6.1.3.6 Preparação do Hidrogênio, pelo seu deslocamento em soluções ácidas...90 
 6.1.3.7 Preparação Comercial do Hidrogênio.........................................................91 
 6.1.3.8 Reações de Hidrogênio.................................................................................92 
6.1.3.9 Propriedades Físicas e Isótopos do Hidrogênio..........................................93 
6.1.3.10 Uso do Hidrogênio.......................................................................................93 
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Técnico em Química Química Inorgânica Industrial –
 
 
6.1.4 Água ................................................................................................................94 
6.1.4.1 Propriedades da Água.................................................................................94 
6.1.4.2 Ponto de Fusão e Ponto de Ebulição...........................................................94 
 6.1.4.3 capacidade Térmica......................................................................................95 
 6.1.4.4 PH da Água....................................................................................................95 
 6.1.4.5 Água Dura ....................................................................................................96 
 6.1.4.6 Água Pesada..................................................................................................97 
 6.1.4.7 Água Potável.................................................................................................97 
 6.1.5 Enxofre.............................................................................................................98 
 6.1.5.1 Ciclo do Enxofre...........................................................................................98 
 6.1.5.2 Compostos de Redução do Enxofre............................................................99 
 6.1.5.3 Dióxido de Enxofre.....................................................................................100 
 6.1.5.4 Ácido Sulfúrico...........................................................................................101 
 6.1.5.5 Aplicação Industrial...................................................................................104 
 6.1.6 Cloro-Soda.....................................................................................................105 
 6.1.6.1 Processo de Produção................................................................................106 
 6.1.6.1.1 Soda e cloro..............................................................................................106 
 6.1.6.1.2 Barrilha....................................................................................................107 
 6.1.6.1.3 Processo Solvay.......................................................................................107 
 6.1.6.1.4 Bicarbonato de Sódio..............................................................................108 
 7. Metais e Metalurgia...........................................................................................109 
 7.1 Ocorrência e Distribuição dos Metais............................................................109 
 7.2 Minerais............................................................................................................109 
 7.3 Metalurgia.........................................................................................................110 
 7.4 Pirometalurgia..................................................................................................111 
 7.5 Pirometalurgia do Ferro.................................................................................112 
 
 
 
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 7.6 Formação do Aço........................................................................................................1 14
 
 7.7 Hidrometalurgia...........................................................................................................115 
 
 7.7.1 Hidrometalurgia do alumínio...................................................................................1 16
 
 7.8 Eletrometalurgia..........................................................................................................116 
 
 7.8.1 Eletrometalurgia do Sódio.......................................................................................117 
 
 7.8.2 Eletrometalurgia do Alumínio..................................................................................117 
 
 7.9 Eletrorefinamento do Cobre........................................................................................119 
 
 8. Química de Alguns Metais de Transição......................................................................120 
 
 8.1 Cromo.............................................................................................................................121 
 
 8.2 Ferro.................................................................................................................... ......121 .....
 
 8.3 Cobre..............................................................................................................................1 23
 
 9. Aula Esperimental...........................................................................................................1 24
 
 Referências Bibliográficas............................................ ...... ............. ..............................193 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Técnico em Química Química Inorgânica Industrial –
 
 
 
 
 
 
 
QUÍMICA INORGÂNICA INDUSTRIAL 
APRESENTAÇÃO 
 
 
 
A Química Inorgânicaé uma ciência que se ocupa da investigação experimental e interpretação 
teórica das propriedades e reações de todos os elementos e seus compostos exceto os hidrocarbonetos 
e muitos de seus derivados. 
Para garantir o domínio e a abrangência do assunto, este material está focado nas tendências em 
reatividade, estrutura e propriedades dos elementos e seus compostos em relação à sua posição na 
tabela periódica. Essas tendências periódicas gerais são à base do entendimento inicial. 
Os compostos inorgânicos variam dos sólidos iônicos, que podem ser descritos pelas aplicações 
simples da eletrostática clássica, aos compostos covalentes e aos metais, que são mais bem descritos 
pelos modelos que têm sua origem na mecânica quântica. Para a racionalização e a interpretação da 
maioria das propriedades inorgânicas, usamos os modelos qualitativos baseados na mecânica 
quântica, como as propriedades dos orbitais atômicos e seu uso para formar orbitais moleculares. 
 Dois tipos de reações fundamentais ajudam a sistematizar a química inorgânica. As reações de 
ácidos e bases resultantes da transferência de um próton ou compartilhamento de pares de elétrons e 
aquela que ocorre pela oxidação e pela redução. Os complexos metálicos, nos quais um único átomo 
central metálico ou íon está rodeado por vários átomos ou íons, têm um papel importante em química 
inorgânica, especialmente para os elementos do bloco d. 
Compreender essa importância no contexto da indústria química inorgânica é também objeto desse 
material, através do conhecimento das principais matérias-primas e a ocorrência dos elementos na 
superfície terrestre e de alguns processos produtivos relevantes e tecnologias utilizadas pela indústria. 
A partir desse conhecimento podemos relacionar aspectos microscópicos da matéria a questões 
tecnológicas e ambientais; Discutir os aspectos relevantes da Química Inorgânica referentes às 
propriedades, aplicações e obtenção dos principais compostos inorgânicos. Familiarizando os 
estudantes com a literatura da área e com os processos industriais inorgânicos. 
No final de cada capitulo você encontrará uma lista de exercícios, os quais servem para consolidar o 
seu entendimento. 
Finalizando esta apresentação vejamos o que Shriver e Atkins (2003) relatam sobre o 
desenvolvimento da química inorgânica. 
....“Grandes áreas da química inorgânica permanecem inexploradas, assim compostos inorgânicos 
novos e incomuns estão constantemente sendo sintetizados. A síntese inorgânica exploratória 
continua a enriquecer o campo com compostos que nos fornecem perspectivas novas sobre estruturas, 
ligação e reatividade. 
A indústria química é fortemente dependente da química inorgânica. Esta é essencial para a 
formulação e o melhoramento de materiais modernos, como catalisadores, semicondutores, guias de 
luz, dispositivos ópticos não lineares, supercondutores e materiais cerâmicos avançados. O impacto 
ambiental da química inorgânica também é imenso. Nesse contexto, a função abrangente dos 
íons de metal em plantas e animais conduz à rica área da química bioinorgânica...”.