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Química geral Página 1 Disciplina: Química Geral Elaborado pelo: dr Elídio Alfredo Nhacutone Contacto (nitro.nhacutone@gmail.com; 829415999/845897467) ÁCIDOS E BASES ÁCIDOS A definição de ácido de Arrhenius Ácidos são compostos que em solução aquosa se ionizam, produzindo como ião positivo apenas o catião hidrogénio (H + ). Exemplos: Classificação dos ácidos a) De acordo com o número de hidrogénios ionizáveis: Monoácidos: na ionização, a molécula produz apenas 1 H+ (HCl, HNO3 etc.). Diácidos: na ionização, a molécula produz 2 H" (H2SO4, H2CO3 etc.). Triácidos: na ionização, a molécula produz 3 H" (H3PO4, H3BO3 etc.). Tetrácidos: na ionização, a molécula produz 4 H+ (H4P2O7, H4SiO4 etc.). NB: Os ácidos com 2 ou mais hidrogênios ionizáveis são denominados poliácidos. b) De acordo com a presença de oxigénio na molécula Hidrácidos: não contêm oxigénio (HCl, HBr, H2S etc.). Oxiácidos: contêm oxigénio (HNO3, H2SO4, H3PO4 etc.). c) De acordo com o grau de ionização Ácidos fortes: quando α > 50%. Exemplos: HCl (α = 92%), H2SO4 (α = 61%) etc. Ácidos moderados ou semifortes: quando 5 < α > 50%. Exemplos: HF (α = 8%), H3PO4 (α = 27%) etc. Ácidos fracos: quando α < 5%. Exemplos: HCN (α= 0,008%), H2CO3 (α = 0,18%) etc. Nomenclatura dos ácidos a) Hidrácidos O nome é feito com a terminação ídrico: Química geral Página 2 b) Oxiácidos Quando o elemento forma apenas um oxiácido, usa-se a terminação ico: Quando o elemento forma dois oxiácidos: Quando o elemento forma três ou quatro oxiácidos: BASES OU HIDRÓXIDOS Definição de base de Arrhenius Bases ou hidróxidos são compostos que, por dissociação iónica, liberam, como ião negativo, apenas o anião hidróxido (OH - ), também chamado de oxidrila ou hidroxila. Exemplos: Química geral Página 3 De modo geral, as bases são formadas por um metal, que constitui o radical positivo, ligado invariavelmente ao OH - . A única base não-metálica importante é o hidróxido de amônio (NH4OH). Classificações das bases a) De acordo com o número de hidroxilas (OH-) Monobases: possuem apenas uma oxidrila (OH-). Exemplos: NaOH, NH4OH etc. Dibases: possuem duas OH-. Exemplos: Ca(OH)2, Fe(OH)2 etc. Tribases: possuem três OH-. Exemplos: Al(OH)3, Fe(OH)3 etc. Tetrabases: possuem quatro OH#. Exemplos: Sn(OH)4, Pb(OH)4 etc. NB: Não existem bases com mais de quatro oxidrilas por molécula. b) De acordo com o grau de dissociação Bases fortes: são aquelas cujo grau de dissociação é praticamente 100%. É o caso dos hidróxidos dos metais alcalinos, como NaOH, KOH etc., e dos metais alcalino- terrosos, como Ca(OH)2, Ba(OH)2 etc., que já são iónicos por natureza. O Mg(OH)2 é uma excepção à regra, pois constitui uma base fraca. Bases fracas: cujo grau de dissociação é, em geral, inferior a 5%. É o caso do hidróxido de amónio (NH4OH) e dos hidróxidos dos metais em geral (excluídos os metais alcalinos e alcalino-terrosos), que são moleculares por sua própria natureza. Nomenclatura das bases a) Quando o elemento forma apenas uma base b) Quando o elemento forma duas bases Em lugar das terminações ico e oso, podemos usar também um algarismo romano indicando o número de oxidação do elemento. Química geral Página 4 COMPARAÇÃO ENTRE ÁCIDOS E BASES Na Química, ácidos e bases podem ser considerados substâncias com características opostas, fato que pode ser percebido se observarmos suas propriedades funcionais, como mostramos a seguir. SAIS Sais são compostos formados juntamente com a água na reacção de um ácido com uma base de Arrhenius. A reacção entre um ácido e uma base de Arrhenius — chamada de reacção de neutralização ou de salificação — forma um sal, além da água: Sais são também conhecidos como compostos iónicos que possuem, pelo menos, um catião diferente do H + e um anião diferente do OH - . Por exemplo: Química geral Página 5 Fórmula geral dos sais normais Um sal normal é formado por um catião B, proveniente da base, e um anião A, proveniente do ácido, segundo o esquema: Exemplos: Os índices são simplificados, sempre que possível. Por exemplo: Nomenclatura dos sais normais O nome de um sal normal deriva do ácido e da base que lhe dão origem. Assim, para obter o nome de um sal, basta alterar a terminação do nome do ácido correspondente; Esquematicamente, o nome de um sal normal é: Outros tipos de sais A família dos sais é muito grande e bastante diversificada. Outros tipos de sal são apresentados a seguir. a) Sais ácidos ou hidrogeno-sais; São sais que apresentam hidrogénios ionizáveis em suas estruturas. Por exemplo: Química geral Página 6 NB: Esses sais são provenientes da neutralização parcial de seus ácidos de origem. b) Sais básicos ou hidroxi – sais: São sais que apresentam oxidrilas em suas estruturas. Por exemplo: Al(OH)2Cl (cloreto dibásico de alumínio ou dihidróxi – cloreto de alumínio) Esses sais são provenientes da neutralização parcial de suas bases de origem. Por exemplo: Al(OH)3 + HCl Al(OH)2Cl + H2O c) Sais duplos ou mistos: São sais derivados de dois ácidos (ou duas bases) diferentes. Por exemplo: KNaSO4 — sulfato duplo de sódio e potássio CaClBr — cloreto – brometo de cálcio Óxidos Definição de óxido Óxidos são compostos binários nos quais o oxigénio é o elemento mais electronegativo, ou ainda óxidos são compostos binários do oxigénio com qualquer outro elemento químico, excepto o flúor. Fórmula geral dos óxidos Considerando um elemento químico E, de número de oxidação +z, e lembrando que o oxigénio tem número de oxidação -2, temos: Classificação dos Óxidos ÓXIDOS BÁSICOS – Óxidos básicos são óxidos que reagem com a água, produzindo uma base, ou reagem com um ácido, produzindo sal e água. Os óxidos básicos são formados por metais com números de oxidação baixos (+1,+2ou+3). São compostos sólidos, iónicos, que encerram o anião oxigénio (O 2- ) e apresentam pontos de fusão e de ebulição elevados. Química geral Página 7 ÓXIDOS ÁCIDOS OU ANIDRIDOS - são óxidos que reagem com a água, produzindo um ácido, ou reagem com uma base, produzindo sal e água. Os óxidos ácidos ou são formados por não-metais (e, nesse caso, são compostos geralmente gasosos) ou por metais com números de oxidação elevados, como, por exemplo, CrO3, MnO3, Mn2O7 etc ~ ÓXIDOS ANFÓTEROS – podem se comportar ora como óxido básico, ora como óxido ácido. Apresentando um carácter intermediário entre o dos óxidos ácidos e o dos óxidos básicos, os óxidos anfóteros só reagem com outra substância de carácter químico pronunciado: ou ácido forte ou base forte. É, por exemplo, o que acontece com o óxido de zinco (ZnO): ÓXIDOS INDIFERENTES OU NEUTROS – são óxidos que não reagem com água, nem com ácidos nem com bases. Assim, os óxidos neutros não apresentam nem carácter ácido nem carácter básico. São poucos os óxidos dessa classe. Os mais comuns são: Química geral Página 8 Nomenclatura dos Óxidos Nomenclatura dos óxidos básicos Quando o elemento forma apenas um óxido, diz-se: Quando o elemento forma dois óxidos, diz-se: Quando o elemento forma dois ou mais óxidos, podemos indicar o número de oxidação do elemento por um algarismo romano:Nomenclatura dos óxidos ácidos
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