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Funções inorgânicas Funções Inorgânicas E Reações Químicas Conjunto de substâncias que apresentam propriedades químicas semelhantes, denominadas propriedades funcionais. As substâncias inorgânicas podem ser classificadas em cinco funções: Ácidos Bases Sais Óxidos Hidretos Funções químicas Ácidos Pela definição de Arrhenius: são substâncias compostas que, em solução aquosa, liberam como único íon cátion o H+ (definição antiga) ou o Hidroxônio H3O + (definição recente). Ionização de um Ácido HCl H+ + Cl- HCl + H2O H3O + + Cl- H2SO4 + 2H2O 2H3O + + SO4 2- H3PO4 + 3H2O 3H3O + + PO4 3- Classificação dos Ácidos Quanto à presença ou ausência de Oxigênio Hidrácidos = não contém oxigênio (HCl, H2S, HBr) Oxiácidos = contém oxigênio (H2SO4, H3PO4, HClO4) Quanto ao número de elementos Químicos Binário (HCl, HBr, HF) Ternário (H2SO4, H3PO4, HCN) Quanto ao número de Hidrogênios Ionizáveis: Monoácidos (HCl, HI, HNO3) Diácidos (H2SO4, H2S, H2C2O4) Triácidos (H3PO4, H3BO3, H3BO2) Tetrácidos (H4P2O7, H4SiO4) São hidrogênios ligados a átomos extremamente eletronegativos. Hidrogênios ionizáveis Exceções H3PO3 + 2H2O 2H3O + + HPO3 2- apenas 2H+ H3PO2 + H2O H3O + + H2PO2 1- apenas 1H+ Fósforo (P) ou Arsênio (As) Grau de Ionização (a) Ácidos fracos: 0< a < 5% Ácidos moderados: 5% a 50% Ácidos fortes : 50% < a < 100% Nº de Mols Ionizados a = Nº Inicial de Mols Quanto a força: Hidrácidos HxE: Fortes: HCl, HBr, HI Moderado: HF *Os demais são fracos!!! Oxiácidos: HxEOy 0 fraco Ex.: HClO 1 moderado Ex.: H3PO4 2 forte Ex.: H2SO4y-x Nomenclatura Oficial: Hidrácidos Seguem a seguinte regra: Ácido + ídrico Radical do Elemento * Exceção: H2CO3 é fraco, embora (y - x) = 1. Nº de oxidação do elemento central Prefixo Sufixo +1 ou +2 hipo oso +3 ou +4 ------------- oso +5 ou +6 ------------- ico +7 per ico HCl HF H2S HI ácido clorídrico ácido fluorídrico ácido sulfídrico ácido iodídrico Exemplos: Obs.: B+3 , Si+4 e C+4 recebem o sufixo ICO O somatório dos números de oxidação em uma molécula neutra = 0 Nos oxiácidos, o H = +1 e O = -2. Oxiácidos Seguem a seguinte regra: -H2SO3 ácido sulfuroso -HNO3 ácido nítrico -HClO ácido hipocloroso -H2CO3 ácido carbônico -H3BO3 ácido bórico -HClO4 ácido perclórico Exemplos: y +5 O cálculo do nº de oxidação é realizado através do somatório dos produtos das atomicidades de cada elemento pelos seus respectivos números de oxidação. +1 +4 +3 +7 2 x (+1) + 1 x (y) + 3 x (-2) = +4 +1 -2 Ácido + prefixo + radical + sufixo nomenclatura Quanto ao grau de hidratação Estudo de nomenclatura em diferentes moléculas que possuem o mesmo elemento central (P, B, Si,S...) com número de oxidação fixo. Os oxiácidos são oriundos de reações entre óxidos ácidos e água. P2O5 + H2O H2P2O6 ( 2) = HPO3 ácido metafosfórico P2O5 + 2 H2O H4P2O7 ácido pirofosfórico P2O5 + 3 H2O H6P2O8 ( 2) = H3PO4 ácido ortofosfórico ou ácido fosfórico + 5 + 5 + 5 Quanto à volatilidade Ácidos fixos: Possuem elevados pontos de ebulição. Principais ácidos fixos: H2SO4, H3PO4 e H3BO3. Ácidos voláteis: Possuem baixos pontos de ebulição. Principais ácidos voláteis: HF, HCl, HBr, HI, H2S, HCN, HNO2 e HNO3. Ácidos importantes: H2SO4 – Ácido Sulfúrico S + O2 SO2 SO2 + ½O2 SO3 SO3 + H2O H2SO4 *É usado para medir o desenvolvimento industrial de um país. HCl – Ácido Clorídrico (ácido muriático) É utilizado na limpeza de peças metálicas e de superfícies de mármore. É encontrado no suco gástrico humano. HNO3 – Ácido Nítrico É muito usado na a produção de nitrocompostos, fertilizantes, entre outros. CH3 + 3HNO3 -NO2 CH3 NO2- NO2 + 3H2O TNT Apresentam sabor azedo; Alteram a cor de indicadores; Neutralizam bases formando sal e água (reação de neutralização); Conduzem eletricidade em solução aquosa. Características gerais dos ácidos H3PO4 – Ácido Fosfórico É um ácido moderado usado na indústria de vidros, preparo de águas minerais e nos refrigerantes de “cola”. Seus fosfatos são usados como adubo. *Seus fosfatos fazem parte da formulação de muitos fertilizantes. Bases ou Hidróxidos De acordo com Arrhenius, base ou hidróxido é toda substância que, quando dissolvida em água, dissocia-se fornecendo exclusivamente OH- (hidroxila) como único ânion. Características gerais das bases Apresentam sabor adstringente; Alteram a cor de indicadores; Neutralizam ácidos formando sal e água (reação de neutralização); Conduzem eletricidade em solução aquosa. Quanto à quantidade de hidroxilas Classificação das Bases 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 (Força das Bases) Bases Fortes: Formadas pelos elementos dos grupos 1 e 2. Exceção: Mg(OH)2 → Fraca Bases Fracas: As demais. Observação: Quanto à solubilidade Alto grau: Bases do grupo 1 e NH4(OH); Baixo grau : Bases do grupo 2; Insolúveis: As demais. * NH3 + H2O NH4OH Ametais; Ligações covalentes; Solução aquosa; Volátil. Nomenclatura de Bases Formadas por elementos com nox fixo Hidróxido de .....(nome do metal)...... NaOH Hidróxido de Sódio KOH Hidróxido de Potássio Ca(OH)2 Hidróxido de Cálcio Ba(OH)2 Hidróxido de Bário Al(OH)3 Hidróxido de Alumínio Formadas por elementos com nox variável (geram mais de uma base): Hidróxido de ...(nome do cátion + carga do cátion – algarismo Romano) Fe(OH)2 Hidróxido de ferro II Fe(OH)3 Hidróxido de ferro III Hidróxido ...(nome do cátion + ICO – maior nox ou OSO – menor nox) Fe(OH)2 Hidróxido ferrOSO Fe(OH)3 Hidróxido férrICO Sais Compreende aos compostos iônicos que quando dissociados em água, liberam pelo menos um cátion diferente de H+ e um ânion diferente de OH-. NaCl Na+1 + Cl-1 KBr K+1 + Br-1 CaCl2 Ca +2 + 2 Cl-1 Na2SO4 2 Na +1 + SO4 -2 NH4Cl NH4 +1 + Cl-1 Classificação dos sais quanto à presença de oxigênio: Oxissais → Apresentam oxigênio em sua constituição molecular. Ex: Na2SO4, Al3PO4. Halóides → Não apresentam oxigênio em sua constituição molecular.´Ex: KBr, MgI. O sal é formado através de uma reação entre um ácido e uma base (reação de neutralização); nela, os íons H+ provenientes do ácido e os íons OH- oriundos da base se combinam para formar a água, enquanto o cátion da base e o ânion do ácido geram o sal propriamente dito.[ Os sais formam cristais e possuem alto ponto de fusão e dureza reduzida, quando dissolvidos em água ou fundidos, conduzem eletricidade, pois seus íons constituintes funcionam como eletrólitos. Classificação dos sais quanto ao nº de elementos: Sais Binários → apresentam dois elementos químicos em sua composição. Ex: KCl, MgF2, AlBr3. Sais Ternários → apresentam três elementos químicos em sua composição. Ex: K2SO3, Ca2P2O7, NaNO2. Sais Quaternários → apresentam quatro elementos químicos em sua composição. Ex: Ca(OCN)2. Classificação dos sais quanto à natureza dos íons: Sais Neutros (Normal) → não apresentam em sua composição nem H+ e nem OH-. Ex: NaCl, Ba(NO3)2. Ba(OH)2 + 2HNO3 Ba(NO3)2 + 2H2O Ácido + Base Sal + Água Reação de Neutralização HCl + NaOH NaCl + H2O Salificação Neutralização CUIDADO: Lembre que H3PO3 e H3PO2 possuem dois e um hidrogênio ionizável, respectivamente, logo, os sais derivados desses ácidos, como, por exemplo, CaHPO3 e NaHPO2 são neutros. Sais Ácidos (Hidrogeno-sal) → apresentam em sua composição dois cátions, sendo um deles o H+, e um só tipo de ânion, diferente de OH-. Ex: NaHCO3, K2HPO4. NaOH + H2CO3 NaHCO3 + H2O 2KOH + H3PO4 K2HPO4 + 2H2O • Sais Básicos (Hidróxi-sal) → apresentam em sua composição dois ânions, sendo um deles o OH-, e um só tipo de cátion,sendo diferente de H+. • Ex: Ba(OH)I, Pb(OH)2SO4. Ba(OH)2 + HI → Ba(OH)I + H2O Pb(OH)4 + H2SO4 → Pb(OH)2SO4 + 2H2O Sais Duplos (Misto) → apresentam em sua composição dois cátions diferentes de H+ ou dois ânions diferentes de OH-. H3AsO4 + NaOH + Ba(OH)2 → NaBaAsO4 + 3H2O Ex: NaBaAsO4, AlSCl. HCl + H2S + Al(OH)3 → AlSCl + 3H2O Sais Hidratados → apresentam em sua composição moléculas de água agregadas ao retículo cristalino. Ex: CuSO4.5 H2O, CoCl2.2 H2O. Nomenclatura Nomenclatura: Para sais halóides (metais de nox fixo): Nome do ametal + eto de nome do metal. Ex: CaI2 → Iodeto de cálcio NaCl → cloreto de sódio NaBr → brometo de sódio BaS → sulfeto de bário Nomenclatura: Para sais halóides (metais de nox variável): Nome do ametal + eto + nome do metal + sufixo [(oso) = menor nox; (ico) = maior nox]. Nome do ametal + eto de + nome do metal com o nox representado em algarismo romano. FeS → sulfeto ferroso ou sulfeto de ferro II. Fe2S3 → sulfeto férrico ou sulfeto de ferro III. PbF2 → fluoreto plumboso ou fluoreto de chumbo II. PbF4 → fluoreto plúmbico ou fluoreto de chumbo IV. Nomenlatura: Para oxissais. Prefixo + nome do elemento central + sufixo de nome do cátion(metal). Somatório dos nox = 0 ácido / sal ácido sal Nox do elemento central Prefixo sufixo sufixo +1 e +2 hipo oso Ito +3 e +4 ----------- oso Ito +5 e +6 ----------- ico ato +7 per ico ato [C+4, Si+4, B+3 = ato] NaClO4 perclorato de sódio KBrO hipobromito de potássio Ca(IO3)2 iodato de cácio BaSO3 sulfito de bário LiBO3 borato de lítio Fe(AsO3)2 arseniato de ferro II ou arseniato ferroso Sn3(PO4)4 fosfato de estanho IV ou fosfato estanhoso • Nomenlatura: para sais duplos. NaBaAsO4 arseniato de sódio e bário. AlSCl cloreto sulfeto de alumínio. Nomenlatura: para hidrogeno-sal. [mono, di, tri ...] + hidrogeno + nome do ânion de + nome do metal. Nome do ânion + [mono, di, tri ...] + ácido de + nome do metal. Obs: quando um hidrogeno-sal for gerado através de uma reação envolvendo um diácido e uma monobase, este poderá receber a seguinte nomenclatura: Bi + nome do ânion de + nome do metal NaHCO3 (mono)hidrogeno carbonato de sódio. NaHCO3 carbonato (mono)ácido de sódio. NaHCO3 bicarbonato de sódio. Nomenlatura: para hidroxi-sal • mono, di, tri ...] + hidroxi + nome do ânion de + nome do metal. • Nome do ânion + [mono, di, tri ...] + básico de + nome do metal. Pb(OH)2SO4 dihidroxi sulfato de chumbo IV dihidroxi sulfato plúmbico. Pb(OH)2SO4 sulfato dibásico de chumbo IV ou sulfato dibásico plúmbico. Al(OH)2ClO2 dihidroxi clorito de alumínio clorito dibásico de alumínio. CuSO4. 5H2O sulfato de cobre II pentaidratado. CaCl2. 6 H2O cloreto de cálcio hexaidratado. Nomenlatura: para sais hidratados Nome do sal + [mono, di, tri, tetra, penta, hexa,....] + idratado. Regras de Solubilidade em Água Compostos Sólúveis Insolúveis (principais excessões à regra) Nitratos (NO3 -), Nitritos (NO2) - Cloratos (ClO3 -), Permanganatos (MnO4) - ------------------------------------ Cloretos (Cl-) , Brometos (Br-) AgCl, PbCl2, Hg2Cl2, AgBr, PbBr2, Hg2Br2. Iodetos (I-) SnI4, HgI2, BiI2. Sulfatos (SO4 -2) Ag2SO4, SrSO4, BaSO4, PbSO4. Acetatos (CH3COO -) CH3COOAg Sais de metais alcalinos e de amônio Li2CO3 Fluoretos (F-) MgF2, CaF2 e SrF2. Percloratos (ClO4) - KClO4 e Hg2(ClO4)2 Tiocianatos (SCN)-, Tiossulfato (S2O3) -2 AgSCN, Pb(SCN)2, Pb(SCN)4, Hg(SCN)2, Hg2(SCN)2, Ag2S2O3, PbS2O3, ........ Compostos Insolúveis solúveis (principais excessões à regra) Hidróxidos e óxido metálico Os dos metais alcalinos, cálcio, bário, estrôncio e de amônio. Boratos, Cianetos, Oxalatos, carbonatos, Ferrocianetos, ferriciane- tos, Silicatos, Arsenitos, Arseniatos, Fosfitos, Fosfatos, Sulfitos e sulfetos. Os dos metais alcalinos e de amônio. são compostos binários (formados por dois elementos), onde, o oxigênio, é o elemento mais eletronegativo. Fórmula geral: W+y O-2 = W2Oy Óxidos OBs.: O Flúor por ser o elemento mais eletronegativo, quando combinado ao oxigênio não formará um óxido. OF2 e O2F2 Deve-se simplificar os índices pelo maior divisor comum, afim de se obter os menores valores possíveis. Ex.: NO ; Cl2O ; N2O ; CO2 ; NaO ; CaO ; FeO ; Fe2O3 ; Mn2O7. Óxidos básicos: São óxidos formados por elementos (metais) com nox = +1 ou +2. ácidosbásicos anfóteros neutros duplos peróxidos superóxidos Classificação dos óxidos Exceções: [Pb+2, Zn+2, Sn+2, Sb+2 = (anfóteros)]. Nomenclatura: para óxidos onde o cátion apresenta nox fixo. Óxido de + nome do elemento ligado ao oxigênio. óxido de sódio óxido de cálcio óxido de potássio óxido de alumínio Na2O CaO K2O Al2O3 • Nomenclatura: Para óxidos onde o cátion apresenta nox variável . [mon, di, tri ...] + óxido de [mono, di, tri...] + [nome do elemento ligado ao oxigênio] O prefixo mono pode ser omitido. óxido + nome do elemento ligado ao oxigênio + sufixo [(oso) - menor nox; (ico) - maior nox] óxido de + nome do elemento ligado ao oxigênio com o nox representado em algarismo romano. FeO - monóxido de mono ferro ou óxido ferroso ou óxido de ferro II. Fe2O3 - trióxido de diferro ou óxido de férrico ou óxido de ferro III. Cu2O – monóxido de dicobre ou óxido cuproso ou óxido de cobre I. CuO – monóxido de monocobre ou óxido cúprico ou óxido de cobre II. Reações: óxido básico + H2O base óxido básico + ácido sal e H2O Na2O + H2O 2Na(OH) CaO + 2HCl CaCl2 + H2O Fe2O3 + 3H2O 2Fe(OH)3 MgO + H2SO4 MgSO4 + H2O Óxidos anfóteros: São óxidos formados por elementos com nox = +3 ou +4. São óxidos que podem se comportar ora como óxido básico, ora como óxido ácido dependendo do meio reacional. Exceções: [Pb+2, Zn+2, Sn+2, Sb+2 = (anfóteros)], [As+5, Sb+5 = anfóteros]. Nomenclatura: Usar o mesmo mecanismo apresentado nos óxidos básicos. Exemplos: Al2O3 ; ZnO ; SnO ; PbO e MnO2 A maioria dos óxidos anfóteros praticamente não reagem com a água, são insolúveis. Os óxidos anfóteros reagem com ácidos fortes e bases fortes. Reações: óxido anfótero + ácido forte sal e H2O óxido anfótero + base forte sal e H2O ZnO + H2SO4 ZnSO4 + H2O As2O5 + 2Na(OH) 2NaAsO3 + H2O Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + 3H2O Óxidos ácidos ou anidridos de ácidos: São óxidos formados por ametais ou metais com nox elevados = +5, +6 e +7. Exceções: [As+5, Sb+5 = óxidos anfóteros], [NO, N2O, CO = óxidos neutros] Nomenclatura: [mon, di, tri ...] + óxido de [mono, di, tri...] + [nome do elemento ligado ao oxigênio]; anidrido + [(prefixo) + (nome do elemento ligado ao oxigênio) + (sufixo)] conforme a tabela a seguir. Nox do elemento ligado ao oxigênio Prefixo sufixo +1 e +2 hipo oso +3 e +4 ------ oso +5 e +6 ------ ico +7 per ico Exceções: [C+4, Si+4, B+3 = ico]. CO2 – dióxido de (mono)carbono ou anidrido carbônico. Cl2O – monóxido de dicloro ou anidrido hipocloroso. Mn2O7 – heptóxido de dimanganês ou anidrido permangânico. CrO3 – trióxido de (mono)cromo ou anidrido crômico. OBs.: Para determinar o anidrido correspondente a cada ácido, basta retirar o máximo de moléculas de água do mesmo, eliminando todos os hidrogênios da molécula em questão Exemplos: [H2SO4 – H2O = SO3] [(HNO3 x 2) = H2N2O6 - H2O = N2O5] Reações: óxido ácido + H2O oxiácido óxido ácido + base sal e H2O óxido ácido + óxido básico oxissal Óxidos neutros ou indiferentes: São óxidos que não reagem com água, ácidos e bases. CO = monóxido de carbono NO = monóxido de nitrogênio (óxido nítrico) N2O = monóxido de dinitrogênio (óxido nitroso) SO2 + H2O H2SO3 SO2 + Ca(OH)2 CaSO3 + H2O P2O5+ H2O HPO3 P2O5 + 2Al(OH)3 2AlPO4 + 3H2O CO2 + CaO CaCO3 CO + ½ O2 CO2 Óxidos duplos, mistos ou salinos: São óxidos que se comportam como se fossem formados por dois outros óxidos, do mesmo elemento químico, porém, com números de oxidação diferentes. Fe3O4 = Fe2O3 + FeO Pb3O4 = 2PbO + PbO2 * O nox do metal no óxido duplo = +8/3. Mn3O4 = 2MnO + MnO2 óxido duplo + ácido forte sais do mesmo elemento com nox diferentes + H2O. Reações: Fe3O4+ 4H2SO4 FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O Peróxidos: São óxidos que possui o íon (O2) -2 onde o oxigênio possui o nox = -1. São formados pelos elementos das famílias 1 e 2. Nomenclatura: peróxido de + nome do elemento ligado ao oxigênio. H2O2 = peróxido de hidrogênio CaO2 = peróxido de cálcio Na2O2 = peróxido de sódio Superóxidos: São óxidos que possui o íon (O2) -1 onde o oxigênio possui o nox = -1/2. São formados pelos elementos das famílias 1 e 2. Nomenclatura: Superóxido de + nome do elemento ligado ao oxigênio. CaO4 = Superóxido de cálcio. NaO2 = Superóxido de sódio.
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