Funções Inorgânicas FAP

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Funções Inorgânicas
Prof. Juan Rachid
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Função
Conjunto de compostos com propriedades semelhantes.
Funções Inorgânicas:
Ácidos
Hidróxidos (Bases)
Sais
Óxidos
Hidretos
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Conceitos Básicos
Solução não eletrolítica: má condutora de corrente elétrica. Formada por solutos não ionizáveis.
	Ex: solução aquosa de sacarose (açúcar)
Solução eletrolítica: condutora de corrente elétrica. Formada por solutos ionizáveis (eletrólitos).
	Ex: solução aquosa de cloreto de sódio (sal de cozinha).
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Conceitos Básicos
Dissociação iônica: separação de íons em solução aquosa.
Solutos iônicos.
NaCl(aq)→Na+(aq) + Cl-(aq) 
Ionização: formação de íons em solução aquosa.
Solutos moleculares. 
HCl(aq) →H3O+(aq)+ Cl- (aq)
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Arrhenius
Mais ‘simples’, válida apenas para soluções aquosas.
Hidróxidos (Bases) : produzem OH-
Ácidos: produzem H3O+ ou H+
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Óxidos
Compostos binários onde o oxigênio é o elemento mais eletronegativo.
Óxidos iônicos: CaO, Fe2O3, Mn2O7
Óxidos moleculares: CO, SO3, Cl2O7
Atenção: OF2 NÃO É ÓXIDO!
Na maioria dos óxidos o oxigênio tem nox=-2, exceto em peróxidos (-1 ou O2-2) e em superóxidos (-0,5 ou O2-1).
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Óxidos
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Óxidos
Notação: E2+xOx-2
Na maioria dos óxidos o oxigênio tem nox (número de oxidação igual a -2).
Nox = carga, real ou aparente, que um elemento adquire quando realiza uma ligação.
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Nomenclatura de Óxidos
Prefixos: indicar através de prefixos o número de átomos de oxigênio e do elemento. Usada em óxidos moleculares
O prefixo mono(1) para o elemento não é usado.
Elementos metálicos com um só nox (1A, 2A, 3A, Ag e Zn) não se usa prefixo.
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Nomenclatura
CaO: óxido de cálcio, cal virgem.
Al2O3: óxido de alumínio
SO2: dióxido de enxofre
SO3: trióxido de enxofre
Cl2O7: heptóxido de dicloro
CO: monóxido de carbono
CO2: dióxido de carbono
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Nomenclatura
Óxidos com elementos que possuem mais de um nox:
Óxido de -------------- (nox em romanos)
Óxido ----------------- ICO (maior nox)
 Óxido ----------------- OSO (menor nox)
Obs: Se o elemento possuir mais de dois nox (7A e Mn) usar HIPO(menor) e PER(maior) como prefixos.
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Nomenclatura
SO2: Óxido de enxofre (IV) ou anidrido sulfuroso.
SO3: Óxido de enxofre (VI) ou anidrido sulfúrico.
FeO: Óxido de ferro (II) ou óxido ferroso.
Fe2O3: Óxido de ferro (III) ou óxido férrico.
Cl2O7:Óxido de Cloro(VII) ou Anidrido Perclórico
Cl2O:Óxido de Cloro(I) ou Anidrido Hipocloroso
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Classificação
Básicos: reagem com água formando hidróxidos (bases). Principais 1A e 2A. Ex: CaO + H2O  Ca(OH)2
Ácidos (anidridos): reagem com água formando ácidos. Principais ametais e Cr+6 , Mn+6 e Mn+7.
 Ex: SO3 + H2O  H2SO4
 Ex: 2CrO3 + H2O  H2Cr2O7 
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Classificação
Anfóteros: podem ter caráter ácido ou básico. Reagem com ácidos ou bases fortes.
 Ex: Al2O3, ZnO, PbO2, PbO, Fe2O3.
Neutros: não possuem caráter ácido ou básico. Ex: CO, N2O e NO.
Salinos ou duplos: união de dois óxidos. 
 Ex: Fe3O4 (FeO + Fe2O3), Pb3O4.
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Classificação
Peróxidos: óxidos onde o oxigênio tem nox = -1 ou O2-2.
 Ex: H2O2 (peróxido de hidrogênio ou água oxigenada).
Superóxidos: óxidos onde o oxigênio tem nox = -0,5 ou O2-1.
 Ex: KO2 (superóxido de potássio)
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“Contextualizando...”
Cal virgem ou Óxido de Cálcio (CaO):
Obtenção: calcinação (pirólise) do carbonato de cálcio (calcário).
CaCO3  CaO + CO2
Aglomerante para argamassas.
Doces cristalizados.
Obtenção do álcool anidro e da cal hidratada (liberação de calor).
Tratamento de efluentes e água.
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Chuva Ácida
Fontes naturais: decomposição da matéria orgânica, vulcanismo, relâmpagos, respiração ... (pH ~ 6).
Fontes antrópicas: reações de queima/combustão ... (pH < 5,6)
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Formação de Cavernas
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Água Oxigenada
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Monóxido de Carbono
Combustão Completa x Incompleta
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
CH4 + 3/2 O2 → CO + 2H2O
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Funções inorgânicas
Função Ácido
H
Cℓ
H
O
H
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Funções inorgânicas
Função Ácido
H+
Cℓ-
H
O
H
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Funções inorgânicas
Função Ácido
H+
Cℓ-
H
O
H
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Funções inorgânicas
Função Ácido = compostos moleculares
Equação de ionização do ácido clorídrico:
HCℓ + H2O  (H3O)+ + Cℓ-
HIDRÔNIO
CLORETO
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Funções inorgânicas
Função Ácido
Fórmula geral:
H+1xA-x
hidrogênio
ânion
Número de átomos de hidrogênio
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Funções inorgânicas
Função Ácido (Arrhenius)
H2SO4
ácido sulfúrico
HCℓ
ácido clorídrico
“muriático”
HNO3
ácido nítrico
H3PO4
ácido fosfórico
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Funções inorgânicas
Função Ácido (Arrhenius)
Classificação
I) Presença de oxigênio: hidrácidos e oxiácidos;
II) Número de hidrogênios ionizáveis: monoácido, diácido, triácido, tetrácido;
III) Grau de ionização: forte, moderado e fraco.
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Funções inorgânicas
Função Ácido (Arrhenius)
Força
Hidrácidos:
HCℓ, HBr e HI = fortes;
HF = moderado;
Demais = fracos
Oxiácidos:
n = Diferença entre a qt. de O’s e H’s.
Se n = 
0	fraco
1	moderado
>1	forte
Obs.: H2CO3 e orgânicos são fracos
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Funções inorgânicas
Função Ácido (Arrhenius)
Nomenclatura
Hidrácidos: terminação ÍDRICO
 Oxiácidos: 
 terminação OSO (menor nox) ou ICO (maior nox)
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Exemplos
H2SO4 = Ácido Sulfúrico
HNO2 = Ácido Nitroso
HMnO4 = Ácido Permangânico
H2Cr2O7 = Ácido Dicrômico ou Bicrômico
H3PO4 = Ácido Ortofosfórico ou Fosfórico
Reagem um/dois mol = Crômio e Boro
Reagem com 1, 2 ou 3 moléculas de água: P, As, Si, Sb.
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Características gerais dos ácidos
Apresentam sabor azedo;
Desidratam a matéria orgânica;
Deixam incolor a solução alcoólica de fenolftaleína;
Neutralizam bases formando sal e água;
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Ácidos importantes
1) H2SO4– Ác. Sulfúrico(ácido ou solução de bateria)
 É um líquido incolor e oleoso de densidade 
1,85 g/cm3, é um ácido forte que reage com metais originando sulfatos. Chuva Ácida.
	Pode ser obtido a partir da seguinte reação:
SO3 + H2O  H2SO4
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2) HCl – Ác. Clorídrico (ácido muriático)
	Solução de hidreto de cloro em água. Apresenta forte odor, além de ser sufocante. É utilizado na limpeza de peças metálicas e de superfícies de mármore. É encontrado no suco gástrico humano.
3) HNO3 – Ác. Nítrico ( áqua fortis)
 Líquido incolor fumegante ao ar que ataca violentamente os tecidos animais e vegetais , produzindo manchas amareladas na pele. É muito usado em química orgânica para a produção de nitrocompostos (explosivos).
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4) H3PO4 – Ác. Fosfórico (Acidulante INS-338)
É um líquido xaroposo obtido pela oxidação do fósforo vermelho com ácido nítrico concentrado.
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 do fertilizante “NPK”.
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Funções inorgânicas
Indicadores ácido-base são substâncias que mudam de cor de acordo com o caráter (ácido ou básico) da solução às quais são misturadas.
Tornassol
Fenolftaleína
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Hidróxidos (Bases)
Substâncias que, em solução aquosa, sofrem dissociação produzindo ânions OH- (hidroxilas) – Arrhenius.
Ex: NaOH(aq)  Na+(aq) + OH-(aq)
 Ca(OH)2(aq)  Ca+2(aq) + 2OH-(aq)
Obs: são compostos iônicos.
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Funções inorgânicas
Função Base (Arrhenius)
NaOH
Hidróxido de sódio
Ca(OH)2
Hidróxido de cálcio
Aℓ(OH)3
Hidróxido de alumínio
NH4OH
Hidróxido de amônio
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Características gerais das bases
Apresentam sabor cáustico;
Estriam a matéria orgânica;
Deixam vermelha a solução alcoólica de fenolftaleína;
Neutralizam ácidos formando sal e água;
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Notação
E+x(OH)-1x
Ex:
 Na+1OH-1  NaOH
 Ca+2(OH)-1  Ca(OH)2
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Nomenclatura
Elementos com um só Nox:
 Hidróxidode -----------------
Elementos com dois Nox:
 Hidróxido ------------ ICO (maior nox)
 OSO (menor nox)
Hidróxido de --------- (nox em romanos)
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Exemplos
NaOH: Hidróxido de sódio, soda cáustica.
Ca(OH)2: Hidróxido de cálcio, cal hidratada ou extinta.
Fe(OH)2: Hidróxido ferroso ou hidróxido de ferro (II)
Fe(OH)3: Hidróxido férrico ou hidróxido de ferro (III)
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Força
Relacionada ao grau de dissociação, quanto mais dissociada, mais forte.
Bases fortes: metais alcalinos (1A) e alcalino-terrosos (2A), exceto Mg(OH)2.
Bases fracas: demais.
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Solubilidade em Água
Solúveis: metais alcalinos e NH4OH (hidróxido de amônio ou amoníaco).
Pouco solúveis ou insolúveis: demais.
Soluções aquosas de bases ou hidróxidos possuem pH > 7, a concentração de OH- > H+, o meio é básico ou alcalino.
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Classificação
Quanto ao Número de Hidroxilas
-Monobases: 	NaOH; kOH
Dibases: Ca(OH)2; Mg(OH)2
- Tribases: Al(OH)3; Fe(OH)3
- Tetrabases: Pb(OH)4; Sn(OH)4
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Bases importantes
1) NaOH – Hidróxido de sódio (Soda cáustica)
 É um sólido branco floculado muito solúvel em água além de extremamente cáustico.
 É usado na desidratação de gorduras, no branqueamento de fibras (celulose) e na fabricação de sabão, detergente e como desentupidor de ralos e esgotos.
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2) Ca(OH)2 – Hidróxido de cálcio 
 (cal apagada, hidratada ou extinta)
É uma suspensão aquosa de aparência leitosa, obtida a partir do CaO (cal virgem).
É usada na caiação de paredes e muros, na neutralização de solos ácidos e na fabricação de doces.
CaO + H2O  Ca(OH)2
Cal Virgem
Cal Apagada
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3) Mg(OH)2 – Hidróxido de magnésio (Leite de magnésia)
 É uma suspensão leitosa, obtida a partir do MgO.
 É usada como antiácido estomacal e também como laxante.
Mg(OH)2 + 2HCl  MgCl2 + 2H2O
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4) Al(OH)3 – Hidróxido de alumínio 
 É uma suspensão gelatinosa que pode adsorver moléculas orgânicas que por ventura estejam em solução aquosa (no tratamento da água).
 É usada como antiácido estomacal, para tingimentos e na preparação de lacas (resina ou verniz) para pintura artística.
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Sais
Compostos que, em solução aquosa, se dissociam produzindo, pelo menos, um cátion diferente de H+ e um ânion diferente de OH-.
Ex: NaCl, CaSO4, NaHCO3...
Podem ser obtidos numa reação de neutralização entre ácidos e bases.
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 Sais 
 Sal é todo composto que em água dissocia liberando um cátion  de H+ e um ânion  de OH-.
 A reação de um ácido com uma base recebe o nome de neutralização ou salificação.
Ácido + Base  Sal + Água
HCl + NaOH  NaCl + H2O
Salificação
Neutralização
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Obtenção
Ácidos + Bases: 
 NaOH + HCl  NaCl + H2O
 Mg(OH)2 + H2SO4  MgSO4 + 2H2O
 Ca(OH)2 + 2HNO3  Ca(NO3)2 + 2H2O
 NaOH + H2CO3  NaHCO3 + H2O
 Al(OH)3 + HCl  Al(OH)2Cl + H2O
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Nomenclatura
Nome do ânion do ácido de nome do cátion.
Obs: Ácido  Ânion
 ICO  ATO
		 OSO  ITO
 ÍDRICO  ETO
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Nomenclatura
NaCl: Cloreto de sódio
CaSO4: Sulfato de cálcio
Fe(NO2)2: Nitrito de ferro(II) ou
 nitrito ferroso
Fe(NO2)3: Nitrito de ferro (III) ou 
 nitrito férrico
NaHCO3: Bicarbonato de sódio
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Dissociação
NaCl(aq)  Na+(aq) + Cl-(aq)
Na2SO4(aq)  2Na+(aq) + SO4-2(aq)
Ca(NO3)2(aq)  Ca+2(aq) + 2NO3-(aq)
NaHCO3(aq)  Na+(aq) + HCO3-(aq)
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Solubilidade
Todos os nitratos são solúveis.
Todos os cloretos (Cl-), brometos (Br-) e iodetos (I-) são solúveis, exceto os de chumbo, prata e mercúrio.
Todos os sais comuns de metais alcalinos (1A) e amônio (NH4+) são solúveis.
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pH de soluções salinas
Depende do ácido e base de origem:
 Ácido Base pH
 Forte Forte 7(neutro)
 Forte Fraca <7(ácido)
 Fraco Forte >7(básico)
Ex: NaCl:7, NaHCO3:>7, AlCl3: <7
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Sal hidratado x Sal Anidro
 Azul Rosa
[CoCℓ4]2-(aq) + 6 H2O(ℓ)↔ [Co(H2O)6]2+(aq) + 4 Cℓ1-(aq)
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Sais importantes
NaHCO3 – Bicarbonato de sódio (ENO,Sonrisal)
	É um pó branco que perde CO2 com facilidade (efervescência).
	É usado como antiácido estomacal , fermento químico e nos extintores de incêndio.
NaHCO3 + H2O  NaOH + H2O+ CO2
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 É um sólido branco que por aquecimento perde CO2 e produz CaO (calcinação).
	 É usado na fabricação de cimentos, como corretivo do solo e como fundiste em metalurgia.
2) CaCO3 – Carbonato de cálcio (mármore,calcáreo)
CaCO3  CaO + CO2
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3) NaNO3 – Nitrato de sódio (Salitre do Chile)
 É um sólido cristalizado no sistema cúbico, além de ser um ótimo oxidante para reações químicas.
 É usado na fabricação de fertilizantes e explosivos.
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4) NH4Cl – Cloreto de amônio 
 (Sal amoníaco)
	É um sólido granulado obtido do líquido amoniacal das fábricas de gás.
	É usado na fabricação de fabricação de pilhas secas, na soldagem , na galvanização do ferro e na fabricação de tecidos.
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Hidretos
Hidretos Metálicos: compostos iônicos onde o hidrogênio é o ânion.
 Ex: NaH – Hidreto de sódio
 CaH2 – Hidreto de cálcio
Hidretos Ametálicos: compostos moleculares onde o hidrogênio é o cátion, podem ter caráter ácido ou não.
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Hidretos Ametálicos
Caráter ácido = hidrácidos
 Ex: HCl – ácido clorídrico ou cloreto de hidrogênio.
Não possuem caráter ácido.
 Ex: NH3 – Amônia
 PH3 – Fosfina 
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Fogo Fátuo
Queima espontânea de fosfina ou metano em pântanos, brejos e cemitérios.