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26/11/2015 Estudando: ENEM Química Cursos Online Grátis | Prime Cursos https://www.primecursos.com.br/openlesson/10077/102353/ 1/10 ESTUDANDO: ENEM - QUÍMICA 16. OUTRAS FUNÇÕES INORGÂNICAS – SAIS E ÓXIDOS Você já se perguntou de que é feito o nosso planeta? Certamente de uma quantidade incontável de substâncias, simples e compostas, certamente organizadas num emaranhado de misturas, homogêneas e heterogêneas. E se pudéssemos simplificar as coisas dividindo todos estes compostos em grupos. Nestes grupos estariam substâncias semelhantes, com estrutura e propriedades muito parecidas. A princípio esta organização em grupos nos ajuda a compreender a dinâmica das transformações químicas uma vez que podemos associar a identidade funcional de cada grupo (H+ nos ácidos e OH nas bases, por exemplo) com as principais reações que eles costumam realizar. Desse modo podemos prever se vai ou não haver reação e qual o possível composto formado quando misturamos duas substâncias diferentes. Nós já vimos dois destes grupos no capítulo anterior (ácidos e bases) e certamente poderíamos contar mais uma dezena de outras funções químicas. Neste capítulo veremos outras duas importantes funções: os sais e os óxidos. Estas, ao lado de ácidos e bases, formam o que chamamos de funções inorgânicas e incluem em seu conjunto boa parte das substâncias presentes no dia a dia, desde medicamentos e produtos alimentícios a materiais de construção de alta tecnologia e poluentes atmosféricos. Estes compostos são constituídos basicamente de carbono e por serem a base do desenvolvimento da vida em nosso planeta são chamadas de funções orgânicas. Ferrugem, caverna e corais Sais Você já deve ter visto na TV ou em jornais inúmeras peças de propaganda de produtos alimentícios alegando serem mais saudáveis por possuírem quantidades razoáveis de vitaminas e sais minerais. De fato, como as vitaminas, os sais minerais se constituem num grupo de alimentos que ajudam a regular o funcionamento do nosso organismo e precisam estar presentes na dieta de qualquer ser vivo. Por exemplo, a ausência de sais de cálcio pode provocar má formação dos dentes e da estrutura óssea das crianças. O excesso também é perigoso, o consumo exagerado de sais de sódio (inclusive o sal de cozinha e adoçantes dietéticos à base de ciclamato) pode levar a crises de hipertensão podendo inclusive provocar um AVC (Acidente Vascular Cerebral), como um derrame por exemplo. Outros sais ainda são utilizados pela indústria de alimentos como conservantes, como é o caso dos nitratos e nitritos, que podem ter consequências sérias para a saúde. Enfim, esta função química acompanha a humanidade a tanto tempo quanto ácidos e bases, e durante a evolução das nossas sociedades aprendemos a utilizálo inclusive em aplicações tecnológicas. Algumas rudimentares, como a simples conservação de alimentos (carne do sol, bacalhau salgado, etc.), outras mais avançadas como a confecção de lentes e a fabricação de explosivos. Neutralização total: Por definição um sal é uma substância que em solução aquosa se dissocia liberando um cátion diferente do H+ e um ânion diferente do OH. Isto ocorre porque o sal é o principal produto da neutralização de um ácido por uma base de modo que H+ e OH se juntam para formar água sobrando os respectivos contraíons. Por exemplo, ao reagir ácido muriático (HCl ácido clorídrico) com a soda cáustica (NaOH hidróxido de sódio) teremos como produto final água e o sal de cozinha (NaCl cloreto de sódio) 26/11/2015 Estudando: ENEM Química Cursos Online Grátis | Prime Cursos https://www.primecursos.com.br/openlesson/10077/102353/ 2/10 Se efetivamente todo o ácido for consumido por uma quantidade exata de base o meio resultante deve ser neutro, ou seja, nem ácido nem básico, com pH e pOH iguais a 7. Por causa disto dizemos que ocorreu uma neutralização total. Sais normais: fórmulas e nomenclaturas: Sal normal, ou sal neutro, é o produto da neutralização total de um ácido por uma base. A formulação deste sal é feita combinando o cátion da base com o ânion proveniente do ácido de origem: NaCℓ ⇒ cloreto de sódio Para dar nome ao sal tomamos como referência o nome do ácido que lhe deu origem, trocando a terminação do nome conforme a tabela abaixo e adicionamos o nome do cátion proveniente da base, por exemplo: Ácido Clorídrico + Hidróxido de Ferro II (Ferroso) ⇒ água + Cloreto de Ferro II (Ferroso) Exemplos de nomes de sais neutros A seguir apresentamos alguns dos principais cátions e ânions e suas fórmulas moleculares. 26/11/2015 Estudando: ENEM Química Cursos Online Grátis | Prime Cursos https://www.primecursos.com.br/openlesson/10077/102353/ 3/10 Principais Cátions Principais ânions Estas tabelas são particularmente úteis quando pretendemos estabelecer a fórmula de um sal à partir de seu nome. Para tanto definimos a espécie química que vamos utilizar e usamos as cargas para estabelecer as atomicidades dos elementos, isto é, considerando que o sal deve ser eletricamente neutro a carga positiva do cátion deve ser cancelada pela carga negativa do ânion conforme mostra o esquema abaixo. C+y + Ax ⇒ CxAy (nome do ânion) de (nome do cátion) Vejamos alguns exemplos de como utilizar as tabelas para encontrar a fórmula à partir do nome ou o nome à partir da fórmula: Exemplo: carbonato de cálcio 26/11/2015 Estudando: ENEM Química Cursos Online Grátis | Prime Cursos https://www.primecursos.com.br/openlesson/10077/102353/ 4/10 ânion: carbonato — CO32 cátion: sódio — Na+1 Na+1 + CO32 ⇒ Na2(CO3)1 ⇒ Na2CO3 Exemplo: Fe2(SO4)3 ânion: Férrico (Ferro III) — Fe3+ cátion: Sulfato — SO42 O nome do sal é sulfato de ferro III ou sulfato férrico. Neutralização parcial ⇒ Neutralização parcial do ácido: Alguns ácidos possuem mais de um hidrogênio ionizável como, por exemplo, o ácido carbônico (H2CO3). Isto quer dizer que ao serem dissolvidos em água é possível que algumas moléculas mantenham alguns dos seus hidrogênios ligados ao ânion, veja o exemplo: Quando em contato com uma base é possível que o sal seja formado pela combinação do cátion da base com o ânion que não foi completamente ionizado: O NaHCO3 é um sal ácido, ou hidrogenossal, pois apresenta hidrogênio ionizável Neutralização parcial da base: O Mg(OH)Cℓ é um sal básico, pois apresenta hidroxila (OH). Este processo é chamado de neutralização parcial e pode acontecer tanto com ácidos polipróticos (mais um hidrogênio ionizável) como com bases com mais de uma hidroxila. O resultado é um sal com características ácidas ou básicas chamados de hidrogenosais (sais ácidos) ou hidroxi sais (sais alcalinos) a depender de qual espécie química foi apenas parcialmente neutralizada. Sais ácidos e sais básicos: fórmulas e nomenclatura Tanto a formulação quanto a nomenclatura dos sais produzidos em neutralizações parciais são muito semelhantes. A diferença se encontra no fato de que devemos indicar o número de hidrogênios não ionizados, no caso de hidrogenosais, e hidroxilas não dissociadas, no caso de hidroxisais. No caso dos hidrogenosais ainda existe a possibilidade de se usar uma nomenclatura alternativa, o hidrogeno carbonato de sódio pode também ser chamado de bicarbonato de sódio, sal muito utilizado como antiácido em diversos medicamentos. Exemplos: NaH2PO4 – dihidrogenofosfato de sódio ou fosfato diácido de sódio NaHCO3 Hidrogeno carbonato de sódio ou carbonato monoácido de sódio ou bicarbonato de sódio. Ca(OH)Cℓ cloreto (mono) básico de cálcio ou (mono) hidroxicloreto de cálcio Mg(OH)Cℓ hidróxicloreto de magnésio ou cloreto básico de magnésio. Solubilidade Quando misturado a certa quantidade de água o cloreto de sódio se dissociacompletamente liberando íons em solução aquosa e produzindo uma solução eletrolítica fortemente condutora. Já o cloreto de prata (AgCℓ) quase não se dissocia, fato evidenciado pela baixíssima condutividade e pelo corpo de fundo (material sólido depositado no fundo do recipiente) restante no sistema. Em outras palavras o cloreto de sódio é muito solúvel em água enquanto o cloreto de prata pode ser considerado praticamente insolúvel. Existe uma série de fatores que influenciam na solubilidade de um sal, como energia reticular, energia de solvatação dentre outras. Uma análise de todos estes fatores é por demais complexa e, portanto não é simples 26/11/2015 Estudando: ENEM Química Cursos Online Grátis | Prime Cursos https://www.primecursos.com.br/openlesson/10077/102353/ 5/10 prever se um sal é solúvel ou não. Para contornar esta dificuldade ao longo dos tempos os químicos testaram as solubilidades de diversos compostos e compilaram tabelas e regras que nos ajudam a saber quão solúvel é um determinado sal ou base. Solubilidade de alguns sais em água Sal duplo ou misto: é um sal que apresenta dois cátions diferentes (exceto o hidrogênio ionizável H+) ou dois ânions diferentes (exceto a hidroxila OH–). Nesse caso, a nomenclatura pode ser feita utilizandose o seguinte esquema: sal com dois cátions nome do ânion...........de..........nome dos cátions Na+ Li+ SO42– = NaLiSO4 ⇒ sulfato de sódio e lítio sal com dois ânions nome do cátion............de............nome dos ânions Ca2+ Cl– ClO– = Ca(Cl)ClO ⇒ hipoclorito cloreto de cálcio Sal hidratado: Sal hidratado apresenta, no retículo cristalino, moléculas de água em proporção definida. A água combinada dessa maneira chamase água de cristalização, e a quantidade de moléculas de água é indicada, na nomenclatura do sal, por prefixos. Exemplos: CuSO4 • 5 H2O = sulfato de cobre II pentahidratado CaSO4 • 2 H2O = sulfato de cálcio dihidratado Óxidos Poluição atmosférica, aquecimento global, chuva ácida. Estes temas estão na pauta diária de jornais e revistas e não é por acaso. O estilo de vida sustentado pela humanidade atualmente consome imensas quantidades de recursos naturais produzindo em troca lixo, e gases tóxicos. Mas o que tudo isto tem a ver com funções inorgânicas e mais especificamente com óxidos?!? Na verdade tanto os 26/11/2015 Estudando: ENEM Química Cursos Online Grátis | Prime Cursos https://www.primecursos.com.br/openlesson/10077/102353/ 6/10 gases responsáveis pelo efeito estufa quanto os que provocam a precipitação de chuva ácida são óxidos. Mas esta função química não pode ser associada apenas a problemas ambientais. A bem da verdade os óxidos estão presentes em diversas aplicações que em muito melhoram a vida do ser humano. Por exemplo, óxidos são usados como condutores em mostradores de cristal líquido, fazem parte da composição de tintas e materiais cerâmicos de alta tecnologia e até mesmo as assaduras dos bebês podem ser prevenidas com pomadas que possuem óxido de Zinco em sua composição. Pedra Pomes, Hematita e Pomada Hipoglos Definição: Os óxidos são compostos binários tendo obrigatoriamente o oxigênio como elemento mais eletronegativo. Na prática isto inclui todos os compostos formados por oxigênio e mais um outro elemento que não seja o flúor. Dentre outras possibilidades estes compostos podem ser gerados pela queima de alguns materiais (MgO, CO e CO2), pela oxidação de metais (ferrugem, Cr2O, etc.) ou pela decomposição/desidratação de alguns ácidos. Os óxidos também são a principal fonte de metais para a indústria siderúrgica, a grande maioria dos minérios tem óxidos metálicos em sua composição. Classificação dos Óxidos: Os óxidos são classificados em função do seu comportamento na presença de água, bases e ácidos. ⇒ Óxidos básicos: Óxidos básicos apresentam caráter iônico, em que o metal terá geralmente “carga” +1 e +2. Exemplos: Na2O, BaO Esses óxidos reagem com água, originando bases, e reagem com ácidos, originando sal e água. Exemplos: Óxido básico + água à base Na2O + H2O ⇒ 2 NaOH Óxido básico + ácido à sal + água Na2O + H2SO4 ⇒ Na2SO4 + H2O ⇒ Óxidos ácidos: Óxidos ácidos apresentam caráter covalente e geralmente são formados por ametais. Exemplos: CO2, SO2, N2O5 Esses óxidos reagem com água, produzindo ácido, e reagem com bases, originando sal e água. Exemplos: óxido ácido + água à ácido SO2 + H2O ⇒ H2SO3 óxido ácido + base à sal + água SO2 + 2 NaOH ⇒ Na2SO3 + H2O Os óxidos ácidos, como são obtidos a partir dos ácidos, pela retirada de água, são denominados de anidridos de ácidos. Exemplos: H2SO4 H2O = SO3 (anidrido sulfúrico) 26/11/2015 Estudando: ENEM Química Cursos Online Grátis | Prime Cursos https://www.primecursos.com.br/openlesson/10077/102353/ 7/10 H2SO3 H2O = SO2 (anidrido sulfuroso) H2CO3 H2O = CO2 (anidrido carbônico) ⇒ Óxidos neutros: Óxidos neutros são covalentes, isto é, formados por ametais, e não reagem com água, ácido ou base. Os óxidos neutros são também chamados de indiferentes ou inertes (o que não quer dizer eles não sejam capazes reagir quimicamente sob determinadas condições). Os mais importantes são: CO, NO e N2O. ⇒ Óxidos anfóteros: Óxidos anfóteros comportamse como óxidos básicos na presença de um ácido, e como óxidos ácidos na presença de uma base. Veja o comportamento desses óxidos nas reações a seguir: ZnO + 2HCl ⇒ ZnCl2 + H2O ZnO + 2NaOH ⇒ Na2ZnO2 + H2O Os óxidos anfóteros mais comuns são: ZnO e Al2O3. Existem outros, menos importantes, que são formados por metais, como SnO, SnO2, PbO, PbO2, ou por semimetais, como As2O3, As2O5, Sb2O3, Sb2O5. ⇒ Óxidos duplos ou mistos: Óxidos duplos ou mistos resultam da combinação de dois óxidos de um mesmo elemento. Exemplos: Magnetita: Fe3O4 ⇒ FeO . Fe2O3 (imã natural) Zarcão: Pb3O4 ⇒ 2PbO . PbO2 (pintura de fundo) ⇒ Peróxidos: apresentam em sua estrutura o grupo (O2)2–. Os peróxidos mais comuns são formados por hidrogênio, metais alcalinos e metais alcalinoterrosos. Peróxido de hidrogênio à H2O2 → água oxigenada Peróxido de metal alcalino à Na2O2 → peróxido de sódio Peróxido de metal alcalinoterroso à CaO2 → peróxido de cálcio Os peróxidos reagem com: – água, produzindo base e peróxido de hidrogênio; – ácido, produzindo sal e peróxido de hidrogênio. Exemplo: peróxido + água → base + água oxigenada K2O2 + H2O ⇒ 2 KOH + H2O2 Nomenclatura dos Óxidos: os óxidos formados por ametais ligados a oxigênio são óxidos moleculares e têm seu nome estabelecido pela seguinte regra: Veja alguns exemplos: monóxido de carbono = CO dióxido de carbono = CO2 trióxido de enxofre = SO3 heptóxido de dicloro = Cl2O7 Os óxidos formados por metais geralmente são óxidos iônicos e neles o oxigênio apresenta carga –2. Seu nome é formado da seguinte maneira: óxido de (nome do elemento) = .......................... 26/11/2015 Estudando: ENEM Química Cursos Online Grátis | Prime Cursos https://www.primecursos.com.br/openlesson/10077/102353/ 8/10 Veja alguns exemplos: óxido de sódio = (Na+)2 O2– = Na2O óxido de cobre I = (Cu+)2O2– = Cu2O óxido de cálcio = (Ca2+)(O2–) = CaO óxido de ferro III = (Fe3+)2(O2–)3 = Fe2O3 Propriedades e aplicações de alguns óxidos ⇒ Óxido de cálcio — CaO (Cal) Na preparação da argamassa, a cal viva ou virgem (CaO) é misturada à água, ocorrendo uma reação que libera grande quantidade de calor: CaO + H2O à Ca(OH)2 + calor cal extinta ou apagada A cal virgem é obtida pelo aquecimento do CaCO3, que é encontrado na natureza como constituinte do mármore, do calcário e da calcita: CaCO3 Δ CaO + CO2 Em regiões agrícolas de solo ácido, a cal viva pode ser usada para diminuir sua acidez. Calagem: adição de cal ao solo para reduzir a acidez. ⇒ Dióxido decarbono — CO2 A água mineral e os refrigerantes gaseificados contêm gás carbônico, que reage com a água, produzindo um meio ácido. Observe a equação desta reação: CO2 + H2O D H2CO3 D H+ + HCO3 O CO2 é mais solúvel em água quando submetido a altas pressões. Por esse motivo, se deixarmos uma garrafa de refrigerante aberta, parte do CO2 escapa, tornando o refrigerante “choco”, ou seja, menos ácido. O CO2 sólido é conhecido como geloseco e apresenta a propriedade da sublimação, sendo usado como recurso cênico em filmes de terror e shows de rock. O geloseco(s), ao passar para o estado de vapor, arrasta consigo moléculas de água, originando uma névoa mais densa que o ar. 26/11/2015 Estudando: ENEM Química Cursos Online Grátis | Prime Cursos https://www.primecursos.com.br/openlesson/10077/102353/ 9/10 Aplicações do gelo seco (CO2(s)) Como o CO2 é um óxido ácido e reage com bases, produzindo sal e água, podemos identificar sua presença no ar expirado, borbulhandoo numa solução aquosa de Ca(OH)2(água de cal): CO2 + Ca(OH)2 ⇒ CaCO3 + H2O A solução tornase turva pela presença do sal insolúvel, o CaCO3. ⇒ Peróxido de hidrogênio — H2O2 O peróxido de hidrogênio, ou água oxigenada, é um líquido incolor, com viscosidade semelhante à de um xarope, que explode violentamente quando aquecido. As soluções aquosas diluídas de peróxido de hidrogênio são de uso comum. A solução aquosa a 3% de peróxido de hidrogênio é vendida em drogarias e utilizada como antiséptico e alvejante. Os frascos de água oxigenada normalmente são escuros ou opacos, pois a luz provoca sua decomposição: 2 H2O2(aq) Luz 2 H2O(l) + O2(g) Algumas pessoas utilizam a água oxigenada para clarear pêlos e cabelos. Soluções cuja concentração seja superior a 30% de peróxido de hidrogênio são utilizadas industrialmente como alvejante de madeiras e fibras têxteis e, também, na propulsão de foguetes. ⇒ Chuva Ácida Os óxidos de enxofre – SOX (SO2 e SO3) e os óxidos de nitrogênio – NOX (NO e NO2) são poluentes do ar. Quando eles se misturam com a umidade na atmosfera para formar os ácidos (H2SO4, HNO2 e HNO3), a chuva ácida acontece. Ventos fortes transportam o ácido, e a chuva ácida cai, tanto na forma de precipitação como na forma de partículas secas. A chuva ácida pode cair até 3.750 quilômetros de distância da fonte original da poluição. As chaminés e os automóveis do centro industrial do meiooeste causam chuva ácida que prejudica o leste dos Estados Unidos e o noroeste do Canadá. Grande parte da chuva ácida que cai na Escandinávia vem de origens européias do oeste, do Reino Unido em particular. As áreas que recebem a chuva ácida não são igualmente afetadas por ela. A capacidade de uma região de neutralizar os ácidos determina o tamanho do prejuízo em potencial. O solo alcalino neutraliza o ácido, portanto, as áreas com solos altamente alcalinos são menos prejudicadas do que aquelas áreas onde o solo é neutro ou ácido. A chuva ácida libera metais tóxicos que estavam no solo. Esses metais podem alcançar rios e serem utilizados pelo homem causando sérios problemas de saúde. O seu vapor no ar ao ser respirado causa vários problemas respiratórios. Ajuda a corroer os materiais usados nas construções como casas, edifícios e arquitetura, destruindo represas, turbinas hidrelétricas, monumentos, etc. 26/11/2015 Estudando: ENEM Química Cursos Online Grátis | Prime Cursos https://www.primecursos.com.br/openlesson/10077/102353/ 10/10 Estátuas de mármore (CaCO3) deterioradas pela ação da chuva ácida.
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