apostila - ácido e bases

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QUÍMICA GERAL – FUNÇÕES INORGÂNICAS
1. ÁCIDOS
1.1 - Teoria de Arrhenius
São compostos covalentes que, quando em presença de água, sofrem ionização liberando como único cátion íons H+ (hidrônio).
Exemplo:
HCl → H++ Cl-
H3PO4 → 3H+ + PO43-
1.2 - Classificação		
a) QUANTO AO NÚMERO DE HIDROGÊNIOS IONIZÁVEIS
• monoácido: a molécula contém um hidrogênio ionizável (exemplos: HCl, HNO2);
• diácido: a molécula contém dois hidrogênios ionizáveis (exemplos: H2S, H2CO3);
• triácido: a molécula contém três hidrogênios ionizáveis (exemplo: H3PO4);
• tetrácido: a molécula contém quatro hidrogênios ionizáveis (exemplo: H4P2O7).
B) PRESENÇA DE OXIGÊNIO NA MOLÉCULA	
A molécula de um ácido pode apresentar ou não o elemento oxigênio. Assim, temos:
• hidrácido: a molécula não contém oxigênio (exemplos: HCl, H2S);
• oxácido: a molécula contém oxigênio (exemplos: HNO3, H2SO4).
C) FORÇA
Quando dissolvemos um ácido em água, verificamos que as moléculas sofrem ionização. Entretanto, ao
analisarmos a solução resultante, constatamos que nem todas as moléculas se encontram ionizadas.
Vamos supor que 1000 moléculas de um ácido qualquer HA foram colocadas em água e apenas 250 se encontram ionizadas. Se relacionarmos o número de moléculas ionizadas com o número de moléculas total, teremos:
Essa relação recebe o nome de grau de ionização (α) e indica a força de um ácido. Assim, quanto maior o valor de α, mais forte é o ácido:
	· ácidos fortes α superior a 50%;
· ácidos moderados = α entre 5% e 50%;
· ácidos fracos = α inferior a 5%.
	
1.3 NOMENCLATURA
a) HIDRÁCIDOS 	
	
	Exemplo:
HCl → Ácido clorídrico;
HBr → Ácido Bromídrico;
HF → Ácido Fluorídrico;
HI → Ácido Iodídrico;
H2S → Ácido Sulfídrico;
HCN → Ácido Cianídrico.
b) HIDRÁCIDOS E OXIÁCIDOS
Genericamente, a fórmula de um ácido pode ser representada por HA, sendo A o ânion formado por um ou
mais elementos. Veja a relação entre os nomes do ânion e do ácido correspondente e alguns exemplos:
	
	
2. BASES (HIDRÓXIDOS)
2.1. Teoria de Arrhenius
São compostos iônicos que, quando em presença de água, sofrem dissociação, liberando como único ânion íons OH- (hidroxila).
2.2. Classificação
a) NÚMERO DE ÍONS HIDRÓXIDOS (OH-) POR FÓRMULA
• monobase: apresenta um íon OH- (exemplos: NaOH, KOH);
• dibase: apresenta dois íons OH- (exemplos: Ca(OH)2, Zn(OH)2);
• tribase: apresenta três íons OH- (exemplos: Al(OH)3, Fe(OH)3).
b) SOLUBILIDADE EM ÁGUA
Entende-se por solubilidade a propriedade que as substâncias apresentam de se dissolverem em outras. Assim, temos:
• bases solúveis: dissolvem-se em água;
• bases insolúveis: não se dissolvem em água. Todas as bases de cátions da família 1 (alcalinos) e NH4OH são solúveis. As demais são pouco solúveis.
c) FORÇA
Conforme o grau de dissociação iônica ( α), as bases são classificadas em:
• fortes: apresentam α elevado e próximo de 100%;
• fracas: apresentam α baixo e próximo de 0%.
Todas as bases de cátions da família 1 (alcalinos) e 2 (alcalinos terrosos) são fortes. As demais são fracas.
2.3 Nomenclatura das bases
A fórmula geral de uma base pode ser representada por B(OH)y, sendo B o cátion de carga y.
Como todas as bases possuem o grupo OH o que difere uma da outra é exatamente o cátion. Portanto, o nome de uma base é função do cátion.
A nomenclatura das bases, ao contrário da dos ácidos, é muito simples, pois basta escrever a palavra hidróxido seguida da preposição de e do nome do cátion correspondente. Veja:
NaOH: hidróxido de sódio
Ca(OH)2: hidróxido de cálcio
Alguns metais formam cátions com cargas diferentes, dando origem a bases diferentes. Para diferenciá-las, indica-se a carga do cátion em numeral romano à frente do nome ou, então, usa-se a terminação ico para o cátion de maior carga e oso para o de menor carga.
Fe(OH)2: hidróxido de ferro II ou hidróxido ferroso e Fe(OH)3: hidróxido de ferro III ou hidróxido férrico
3. Indicadores
Para identificar ácido e base, pode-se usar uma substância que muda de cor na presença desses compostos. Tal substância é denominada indicador.
O indicador mais comum para ácidos e bases é a fenolftaleína, cuja solução é incolor.
Adicionando-se gotas de fenolftaleína (incolor) em um ácido (incolor), a solução continua incolor.
Entretanto, em uma base (incolor) a solução fica vermelha.
QUÍMICA GERAL – FUNÇÕES INORGÂNICAS
3. SAIS
Definição: São substâncias iônicas que possuem, pelo menos, um cátion diferente de H+ e um ânion diferente de OH- ou O2-. 
Os sais podem ser formados a partir de reação de neutralização ocorrida entre ácidos e bases de Arrhenius.
Exemplos:
HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)
Ácido + Base → Sal + Água
3.1. Classificação dos sais
Classificamos os sais pelos seguintes critérios:
1) Presença de oxigênio
• sal oxigenado (oxissal): o oxigênio participa da sua estrutura (exemplos: KNO3, Na2SO4);
• sal não-oxigenado: o oxigênio não participa da sua estrutura (exemplos: NaCl, NH4Br).
2) Número de elementos constituintes
• sal binário: sal constituído por dois elementos (exemplos: KCl, Na2S);
• sal ternário: sal constituído por três elementos (exemplos: NaNO3, K2CO3);
• sal quaternário: sal constituído por quatro elementos (exemplos: NH4ClO3 ).
3) Presença de água no retículo cristalino
• sal hidratado: sal que apresenta moléculas de água intercaladas em seu retículo cristalino; as moléculas de água constituem a chamada água de cristalização ou água de hidratação (exemplos: CaCl2.2H2O, CuSO4.5H2O, MgSO4.7H2O);
• sal anidro: não apresenta água de cristalização (exemplos: NaCl, MgSO4, NaKCO3).
3.2Nomenclatura dos sais
Os sais podem ser representados pela fórmula geral Bxy-Ayx+ , sendo B um cation diferente de H+ e A um ânion diferente de OH-. O índice do cátion é dado pela carga do ânion, e o índice do ânion é dado pela carga do cátion, de tal forma que o conjunto é eletricamente neutro.
Assim, para obtermos o nome de um sal a partir de sua fórmula, basta escrevermos o nome do ânion seguido da preposição de e do nome do cátion. Veja:
Como ocorre com as bases, se um elemento formar cátions com cargas diferentes, usamos algarismos romanos para diferenciá-los ou, ainda, as terminações oso para o de menor carga e ico para o de maior carga. Por exemplo, o níquel (Ni) forma os cátions Ni2+, que recebe o nome de cátion niqueloso ou níquel II, e Ni3+, cátion niquélico ou níquel III. Assim:
4. Óxidos
Óxidos são compostos formados por dois elementos (compostos binários), e o mais eletronegativo desses elementos deve ser o oxigênio: 
Assim, compostos binários formados por flúor e oxigênio não são considerados óxidos, pois o flúor é mais eletronegativo que o oxigênio: OF2 e O2F2 são fluoretos de oxigênio e não óxidos de flúor.
4.1 Classificação dos óxidos
Podemos classificar os óxidos em:
1) Óxidos básicos
Reagem com água, formando uma base, e reagem com ácidos, formando sal e água. Para formar uma base, é necessário um cátion, portanto estes óxidos são todos iônicos. Exemplos:
2) Óxidos ácidos
Reagem com água, formando ácido, e reagem com base, formando sal e água; estes óxidos são todos moleculares. Exemplos:
Os óxidos ácidos são também chamados anidridos
4.2 Nomenclatura dos óxidos
Nomeamos os óxidos de acordo com os grupos de divisão:
• óxidos moleculares (o oxigênio liga-se a um não-metal ou hidrogênio): escrevemos a palavra óxido seguida da preposição de e do nome do elemento associado ao oxigênio; antes da palavra óxido e do nome do elemento, colocamos os prefixos mono, di, tri, tetra, penta, etc. para indicar a quantidade de átomos de oxigênio e do elemento existentes na fórmula:
• óxidos iônicos (o oxigênio liga-se a um metal): escrevemos a palavra óxido seguida da preposição de e do nome do elemento associado ao oxigênio. Na2O: óxido de sódio CaO: óxido de cálcio 
Caso o elemento, metal, forme dois cátions diferentes, a distinção é feita da mesma forma que para as bases e para os sais: FeO: óxido de ferro II ou óxido ferroso Fe2O3: óxido de ferro III ou óxido férrico
EXERCÍCIOS – ÁCIDOS E BASES 
1) Defina ácidos e bases segundo Arrhenius. 
2) Escreva osnomes dos seguintes ácidos:
	a) HCl 
	b) HClO 
	c) H2S
	d) H2SO4
	e) HNO3
	f) H2CO3
3) Escreva a equação de ionização para cada um dos ácidos da questão anterior.
4) Escreva o nome das seguintes bases:
	a) LiOH
	b) Ba(OH)2
	c) CuOH
	d) Cu(OH)2
	e) Al (OH)3
5) Escreva a equação de dissociação iônica para cada uma das bases da questão anterior.
6) Dados os cátions e ânions Mg2+, K+ , SO4 2- e NO3-, monte as fórmulas de possíveis ácidos ou bases.
7) Classifique os ácidos segundo o número de elementos, presença de oxigênio e número de hidrogênios ionizáveis 
a) HBr 
b) H2SO4 
c) H3PO4 
d) HNO3 
	8) Dê o nome aos cátions: 
a) NH41+ 
b) Zn2+ 
c) Fe2+ 	
d) Na1+ 
	9)Dê nome aos ânions: 
a) ClO31- 
b) CO32- 
c) SO42-
d) NO3-
	10)Indique a representação e a carga dos ânions: 
a) Cianeto 
b) Nitrito 
c) Hidróxido 
d) Fosfato 
	11) Dê as fórmulas das seguintes bases: 
a) Hidróxido de bário 
b) Hidróxido de cádmio 
c) Hidróxido de alumínio 
d) Hidróxido de cálcio 
12) Complete o quadro abaixo:	
	Substância
	Classificação quanto ao número de OH-
	Solubilidade em água
	Classificação quanto a força
	NH4OH
	
	
	
	NaOH
	
	
	
	Ca(OH)2
	
	
	
	AgOH
	
	
	
	Al(OH)3
	
	
	
	Pb(OH)4
	
	
	
Exercícios – Sais e óxidos 
1. A que função inorgânica pertence o pigmento de fórmula Pb3O4 contido no zarcão?
2. Escreva os nomes dos seguintes sais.
	a) KCl 
	b) NaBr
	c) (NH4)2S
	d) NaNO3
	e) Na2SO3
	f) MgCO3
	g) KI
	h) K3PO4
3. Escreva os nomes dos seguintes óxidos.
	a) Li2O
	b) Fe2O3
	c) Al2O3
	d) Na2O
	e) PbO2
	f) SnO2
	g) P2O3
	h) SO2
	i) SrO
4. Monte fórmulas de possíveis sais normais associando os íons Mg2+, K+, Al3+, SO4 2- e NO3-.
5. Escreva a fórmula do:
a) óxido de sódio:
b) óxido de prata:
c) óxido de alumínio:
d) óxido cobre I:
e) óxido ferro III:
6. Escreva a fórmula dos sais abaixo:
a) cloreto ferro III:
b) carbonato de cobre I:
c) sulfato ouro III:
d) fosfato de chumbo II:
e) nitrito ferro II:
7. Dado o conjunto de substâncias inorgânicas abaixo, pede-se classificá-las, conforme sua função química:
a) NaCl
b) H2CO3
c) Fe2O3
d) KOH
e) NaO
f) NaNO3
	
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