QFL2143_Comp_Oxigenados_2013

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1 
COMPOSTOS OXIGENADOS COMPOSTOS OXIGENADOS 
Classificação Estrutural dos Compostos Oxigenados dos blocos s e p 
Bi Pb TI Ba Cs 
Xe I Te Sb Sn In Sr Rb 
Se As Ge Ga Ca K 
S P Si AI Mg Na 
C B Be Li 
18 17 16 15 14 13 2 I 
Rede iônica 
(caráter iônico aumenta 
 para a esquerda) 
Oligoméricos 
(covalente 
polar) 
N O F 
Cl 
Br 
Moleculares 
 (covalentes) 
COMPOSTOS OXIGENADOS 
Bloco p: considerações sobre o raio atômico, a eletronegatividade e 
a estrutura do óxido 
Bi Pb TI 
Xe I Te Sb Sn In 
Se As Ge Ga 
S P Si AI 
C B 
18 17 16 15 14 13 
N O F 
Cl 
Br 
CO2 
- ligação C=O mais forte que C-O 
- ligação Si=O mais fraca que Si-O 
porque ligação pp-pp fraca 
Quanto menor a diferença de 
eletronegatividade entre o 
elemento e o oxigênio, maior 
o caráter covalente da ligação. 
 
A força da ligação pp-pp 
diminui quando aumenta 
o raio atômico do elemento 
maior raio orbitais mais 
difusos menor sobreposição 
ligações mais fracas 
raio atômico 
ra
io
 a
tô
m
ic
o
 
SiO2: fórmula mínima 
sólido formado por unidades tetraédricas [SiO4] 
 ligadas pelos vértices 
COMPOSTOS OXIGENADOS 
Bloco p: considerações sobre o raio atômico, a eletronegatividade e 
a estrutura do óxido 
Observações: 
 ligação C-C é mais que 50% mais forte que a ligação Si-Si; 
 Ligação C-H é aproximadamente 40% mais forte que ligação Si-H; 
 Ligação C-O é 10% mais fraca que a ligação Si-O... Por que? 
Ligação Energia 
(kJ/mol) 
Comprimento 
(pm) 
Ligação Energia 
(kJ/mol) 
Comprimento 
(pm) 
 
C-C 356 154 Si-Si 226 234 
C-H 413 Si-H 298 
C-O 336 Si-O 368 
COMPOSTOS OXIGENADOS 
Bloco p: considerações sobre o raio atômico, a eletronegatividade e 
a estrutura do óxido 
 Ligação C-O é 10% mais fraca que a ligação Si-O... Por que? 
S P Si AI 
C B 
18 17 16 15 14 13 
N O F 
Cl 
contribuição da ligação dp-pp 
(além da ligação s Si-O) 
Interação dp-pp entre átomo do 
terceiro período e átomos do 
segundo período aumenta da 
direita para a esquerda 
Orbital d do Si Orbital p do O 
COMPOSTOS OXIGENADOS 
Bloco p: considerações sobre o raio atômico, a eletronegatividade e 
a estrutura do óxido 
Outras evidências da formação da ligação dp-pp: 
Trisililamina, N(SiH3)3 
Geometria trigonal plana 
Não reage como base de Lewis 
 
Trimetilamina, N(CH3)3 
Geometria piramidal 
Reatividade: base de Lewis 
Orbital híbrido sp2 do Nitrogênio 
forma 3 ligações s com os 
átomos de Silício; o orbital 2p 
não hibridizado no Nitrogênio se 
sobrepõe ao orbital 3d do Silício ligação dp(Si)-pp(N) 
Interpretação 
para o fato 
experimental: 
2 
COMPOSTOS OXIGENADOS 
Bloco p: considerações sobre o raio atômico, a eletronegatividade e 
a estrutura do óxido 
Outras evidências da formação da ligação dp-pp entre elementos do dos 
segundo e terceiros períodos: 
Ligação S-O nos óxidos e ácido sulfúrico: 
 
Ligação P-O nos óxidos e ácido fosfórico: 
ametista 
rubi 
COMPOSTOS 
OXIGENADOS 
Cu+2 azul 
CuAl6(PO4)4(OH)8
∙4H2O 
Turquesa 
Fe+2/Ti+4 azul Al2O3 Safira 
Cr+3 vermelho Al2O3 Rubi 
Cr+3 verde Be3Al2Si6O18 Esmeralda 
Fe+2/Fe+3 azul Be3Al2Si6O18 Água-marinha 
Fe+2/Fe+3 púrpura SiO2 Ametista 
CROMÓFORO COR FÓRMULA GEMA 
Gemas: cristais coloridos por impurezas 
COMPOSTOS 
OXIGENADOS 
NO2 
Na2O 
SiO2 
P4O10 
Caráter ácido, básico ou anfótero dos 
óxidos dos elementos dos blocos s e p 
At Po Bi Pb Tl 
I Te Sb Sn In 
Br Se As Ge Ga 
Cl S P Si Al 
F O N C B 
Ba Cs 
Sr Rb 
Ca K 
Mg Na 
Be Li 
 óxidos anfóteros em todos os estados da oxidação; 
 
 óxidos anfóteros quando em seus estados de oxidação 
 mais baixos e óxidos ácidos quando em seus estados de 
 oxidação mais elevados 
Óxidos ácidos Óxidos básicos 
Caráter ácido, básico ou anfótero dos 
óxidos dos elementos dos blocos s e p 
Óxidos ácidos 
 
SO3(aq) + H2O(I)  H2SO4(aq)  H+(aq) + HSO4-(aq)  
 
 2 H+(aq) + SO42-(aq) 
 
 
SO3(aq) + OH-(aq)  HSO4-(aq)  H+(aq) + SO42-(aq) 
 
 
- E-O-H + ou -(E-O) – H + 
Caráter ácido, básico ou anfótero dos 
óxidos dos elementos dos blocos s e p 
Óxidos básicos 
 
CaO(s) + H2O(I)  Ca2+(aq) + 2 OH-(aq) 
 
 
CaO(s) + 2 H+(aq)  Ca2+(aq) + H2O(I) 
 
 
 
+ E – O(+) – H ou + E – (OH) - 
água 
(fenolftaleína) 
CaO + água 
(fenolftaleína) 
CaO 
3 
Caráter ácido, básico ou anfótero dos 
óxidos dos elementos dos blocos s e p 
Óxidos anfóteros 
 
Al2O3(s) + 6 H+(aq)  2 Al3+(aq) + 3 H2O(I) (básico) 
 
 
 
Al2O3(s) + 2 OH-(aq) + 3 H2O(I) 2 [Al(OH)4]-(aq) (ácido) 
 
Química dos Elementos 
BAUXITA 
Hematita (Fe2O3): óxido básico 
Sílica (SiO2): óxido ácido 
Hidróxido de alumínio (Al(OH)3): 
 anfótero 
H2O 
 lama 
vermelha 
 lavagem 
calcinação 
 Al2O3 
Al(OH)3 
bauxitaaaaaaa 
resfriamento 
resfriamento 
H2O 
aquecimento 
H2O 
NaOH 
aquecimento 
clarificação 
precipitação 
 evaporação 
digestão 
lavagem 
da lama 
CaO 
Al(OH)3 
Al2O3 
bauxita 
Eletrólise 
Al(OH)3 
Caráter ácido, básico ou anfótero dos 
óxidos dos elementos do bloco d 
ÁCIDO 
ANFOTÉRICO 
BÁSICO 
Relação entre a acidez dos oxoácidos dos elementos dos 
bloco p e a estrutura da molécula 
Regras de Pauling: 
 
 EOp(OH)n 
 
 pKa1 ~ 8 - 5p 
 
se poliprótico (n>1): 
 pKa2 = pKa1 + 5 
Óxido de Berílio 
BeO: preparado a partir da reação do elemento com O2 
 atmosférico: 
 2Be + O2 2BeO D 
- estrutura: 4:4 do ZnS (wurtzita) 
 
- óxido anfotérico: em meio ácido – [Be(OH2)4]2+ 
 
 em meio básico – [Be(OH)4]-2 
 
- usado como material refratário (P.F. ~2.500°C) 
4 
Óxido de Boro 
B2O3 - preparação: 
 
Na2B4O7.10H2O B(OH)3 “HBO2” B2O3 
 
 
 
H+ 100°C 
D rubro 
bórax ácido 
ortobórico 
ácido 
metabórico 
Desidratação do ácido bórico 
H3B3O6 
H3BO3 
Óxido de Boro 
Aplicações do B2O3: 
 
- vidros do tipo borossilicatos (mais resistentes ao choque 
 térmico e ao calor). Ex.: vidro marca Pyrex contém 14% 
 de B2O3 
 
Óxido de Boro 
Ácido Ortobórico 
molécula triangular plana 
sólido branco 
- ligações de hidrogênio 
- estrutura lamelar 
- solúvel em água 
B(OH)3 + H2O [B(OH)4]- + H+ pKa = 9.25 
 
 
2B(OH)3 + [B(OH)4]- [B3O3(OH)4]-+ 3H2O pKa = 6.84 
 
 
altas conc. metaborato 
polimérico 
Ácido Lewis Base Lewis 
B OH
HO
HO
Óxido de Boro 
Ortoboratos: contém unidades discretas BO33- 
 exemplo: Mg3(BO3)2 
Metaboratos: grande variedade de anéis e cadeias 
 constituídas por unidades [BO3] (trigonal 
 planar) e/ou [BO4 ] (tetraédrica). 
 Exemplos:1 – cadeia de unidades [BO3] 
2 – anel de unidades [BO3] 
3 – cadeia com unidades [BO3] e [BO4 ] 
4 – bórax: 2 unidades [BO3] + 2 unidades [BO4 ] 
 bórax em água: 2 B(OH)3 + 2 B(OH)4- 
B O
O
O
–
O
B
–
O
O
– OO
O
O
O
O
O O
O
B
B
B
B
O
O O
O O O
B
BB
O
B O
B
OB
O B
O
BO
OH
OH
HO
HO
B
B
B
B
O O
OO
O
OH
OH
OH
HO
B
O B
O
BO
B
O
BO
O B
O
–
O
O
–
O
–
_
_ _
_
_
_
_
ortoborato
metaborato em cadeia formado por unidades BO3
metaborato cíclico constituído
por unidades BO 3
metaborato complexo formado
por 4 unidades BO3 e um BO 4
tetraborato (constituinte do bórax) hexaborato
2–
Óxido de Boro 
Íon BO2
- 
Íon BO2
- 
Óxidos de Carbono 
Monóxido de carbono 
 
- produzido na combustão incompleta 
 de carbono e hidrocarbonetos; 
- produzido em grandes quantidades como gás de síntese; 
- produção em laboratório: 
C 
O 
H 
OH 
H2SO4 conc. 
CO(g) + H2O 
- gás incolor, inodoro, parcialmente solúvel em água, óxido 
 neutro e muito tóxico 
5 
Óxidos de Carbono 
- CO: gás muito tóxico 
HEMOGLOBINA 
 
Metaloproteína de ferro 
transportadora de O2 
ANEL HEME 
Óxidos de Carbono 
Utilizações do CO: 
 
- combustível (queima libera considerável quantidade de 
 energia: 
 2CO(g) + O2 (g)  2CO2 (g) DH° = - 565 kJ/mol 
 
- gás de síntese (H2 + CO) empregado em Química 
 Orgânica Industrial (síntese aldeídos, 
 metanol e gasolina) 
 
- como agente redutor: 
 
 Fe2O3(s) + 3CO(g) 2Fe(s) + 3CO2(g) 
 
 CuO(s) + CO(g) Cu(s) + CO2(g) 
D 
D 
Óxidos de Carbono 
Dióxido de Carbono 
 
- produzido na combustão completa 
 do carbono e de hidrocarbonetos 
 
- principal fonte industrial: co-produto da síntese de H2 
 CH4 + 2H2O  CO2 + 4H2 
 
- óxido ácido, incolor, inodoro e “gás estufa” 
HCO3
- 
nucleófilo 
Dióxido de Carbono 
Mecanismo de hidratação do CO2: 
 
Em pH<8, ocorre preferencialmente a reação direta da água com CO2 
 
CO2(aq) + H2O H2CO3(aq) (lenta) 
 
H2CO3(aq) + OH
– HCO3
–(aq) + H2O (instantânea) 
 
–d[CO2]/dt = k [CO2] k = 0,03 s
–1 
 
 
Em pH>10, ocorre predominantemente a reação do CO2 com OH
– 
 
CO2(aq) + OH
–(aq) HCO3
–(aq) (lenta) 
HCO3
–(aq) + OH–(aq) CO3
2–(aq) + H2O (instantânea) 
–d[CO2]/dt = k [CO2][OH
–] k = 8.500 s–1 
Dióxido de Carbono 
HCO3
- 
H2CO3 
CO3
2- 
Dióxido de Carbono 
Íon OH- (proveniente da 
hidrólise da água) 
coordenado a íon Zn2+ 
Enzima Anidrase carbônica: 
presente nos glóbulos 
vermelhos onde catalisa a 
hidratação do CO2 para gerar 
ânion bicarbonato. 
H2O + CO2 → HCO3- + H
+ 
Considerando o pH fisiológico, a presença da enzima aumenta 107 vezes a 
velocidade da reação. 
6 
Óxidos de Carbono 
Utilizações do CO2: 
 
-em refrigeração na forma de gelo-seco 
 
- carbonatar bebidas como refrigerantes, cervejas etc. 
 
- na fabricação de uréia (fertilizante; resina-formaldeído); 
 
CO2 + 2NH3 NH4CO2NH2 CO(NH2)2 + H2O 
 
180°C 
pressão 
uréia 
Dióxido de Carbono 
Destino aproximado das vendas internas em 2008 
Fonte: Anuário da Abiquim 
 
 
 
0.8%
3.3%
1.7%
3.9%
8.6%
82%
81,7 % 
Processos 
químicos 
8,6 % 
Bebidas 
3,9 % 
Soldagem e corte 
 1,7 % 
 Tratamento de metais 
 e metalurgia 
3,3 % 
Outros 
0,8 % 
Tratamento de 
efluentes 
Carbonatos dos metais alcalinos e 
alcalino terrosos 
Com metais alcalinos: 
 
formam carbonatos solúveis; 
 
carbonatos se fundem antes de sofrerem decomposição formando o respectivo 
óxido (temperaturas > 1000oC); 
 
formam hidrogenocarbonato (HCO3
-) em solução e no estado sólido (exceção: 
LiHCO3 só existe em solução); 
 
estruturas cristalinas do NaHCO3 e KHCO3 envolvem formação de ligações de 
hidrogênio entre os ânions; 
 
a solubilidade dos sais de HCO3
- e CO3
2- aumenta à medida que aumenta o raio 
iônico do metal; 
 
 sal de HCO3
-, quando aquecido brandamente, forma o carbonato 
 metálio e libera dióxido de carbono: 
 
 2 Na
+ + 2 HCO3- Na2CO3 + H2O + CO2 
Com metais alcalino terrosos: 
formam carbonatos insolúveis (KPS): 
 
MgCO3 (3,5 x 10
-8); CaCO3 (2,8 x 10
-9); SrCO3 (1,1 x 10
-10); BaCO3 (5,1 x 10
-9) 
 
 
 
 
Carbonatos dos metais alcalinos e 
alcalino terrosos 
Ca2+ 
CO3
2- 
Íons de metais alcalinos terrosos formam sulfatos, 
carbonatos, fosfatos e fluoretos pouco solúveis. A 
formação desses sais são responsáveis pela 
formação das jazidas comercialmente exploradas 
CaMg(CO3)2 
Com metais alcalino terrosos: 
carbonatos sofrem decomposição formando o respectivo óxido; 
 
 TEMPERATURA DE DECOMPOSIÇÃO DE CARBONATOS: 
 
 
 
 
 
 
 
formam hidrogenocarbonatos (HCO3
-) somente em solução: 
 
 
 
Raio iônico 
estabilidade térmica 
 Ca2+ + 2 HCO3- CaCO3 + H2O + CO2 
Processo Solvay: 
produção de carbonato de 
sódio (BARRILHA) 
CO2 
CO2 
1) NaCl(aq) + NH3(g) + CO2(g) + H2O(l) → NaHCO3(s) + NH4Cl(aq) 
2) 2 NaHCO3(s) → Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(l) 
3) CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g) 
4) CaO(s) + 2 NH4Cl(aq) → CaCl2(aq) + 2 NH3(g) + H2O(l) 
7 
No Brasil: barrilha produzida pela Companhia Nacional de Álcalis (Arraial do Cabo – 
RJ) até 2006. Hoje Brasil importa barrilha. 
Processo Solvay: responsável pelo abastecimento de ¾ do consumo 
mundial de BARRILHA 
e o restante? 
 
Minério TRONA: sólido constituído de carbonato e bicarbonato de 
 sódio hidratado 
USOS do Na2CO3 
~50% para 
produção de vidro 
produção de 
sabão 
Abrandamento 
da água 
Fermento 
químico como 
NaHCO3 
Extintor de Pó 
Químico 
(NaHCO3) 
“Água dura” : água natural que possui cátions (Ca2+, Mg2+) 
provenientes de minerais que interferem na ação de sabões e 
causam problemas em caldeiras industriais 
Dureza da Água 
Água dura temporária: 
presença de íons carbonato 
e hidrogenocarbonato (pode 
ser eliminada por meio de 
aquecimento da água) 
 
Água dura permanente: 
presença de íons sulfato 
(não pode ser eliminada por 
aquecimento) 
Sabões: 
 CH3(CH2)16COO-Na+ (s)  CH3(CH2)16COO-(aq) + Na+(aq) 
 
 
 íon pode ser precipitado por Ca2+, Mg2+ 
Dureza da Água 
Teste simples para identificar a dureza da água: teste da espuma 
Sujeira 
 oleosa Sabões e detergentes: 
moléculas anfifílicas 
hidrofílica hidrofóbica 
Dureza da Água 
Caldeira industrial: 
- água dos rios: Ca2+ + 2 HCO3- 
- aquecimento: Ca2+ + 2 HCO3- CaCO3 + H2O + CO2 
 
 
 “escamas de caldeira”
 
ou SO42- 
Cano de água com 
 depósito de calcário 
CaCO3 
 na natureza 
Estalagmites e estalactites 
“água dura temporária” 
Resinas de troca iônica 
Dureza da Água
Poros 
Polimero 
-SO3
-Na+ -SO3
- 
-SO3
-Na+ -SO3
- 
 + Ca2+(aq)  2 Na+(aq) Ca2+ + 
Dureza da Água 
Métodos para diminuir a dureza da água 
 
 1. Adição de cal extinta: Ca(OH)2 Ca2+ + 2 OH- 
 
 2. complexação com tripolifosfato de sódio (Na5P3O10) 
 
 
 
 
 
 3. Uso de resinas de troca iônica 
 
 
P
O
O
O O
O
O
P
O O
O
O
P
52 R-SO3
-Na+ + Ca2+(aq)  (R-SO3
-)2Ca + 2 Na
+(aq) 
8 
Óxidos de Silício 
cristobalita Quartzo 
FASE MAIS 
ESTÁVEL 
NAS 
CONDIÇÕES 
AMBIENTAIS 
tridimita 
SiO2 
9 formas polimorfas + 
2 formas não-cristalinas 
870oC 
(1 atm) 
1470oC 
(1 atm) 
1710oC 
Sílica 
fundida 
Óxidos de Silício 
Unidades discretas de [SiO4] ORTOSSILICATOS: 
SiO4
4- Exemplo: zircônia (ZrSiO4) 
 e topázio 
Si2O7
6- = pirossilicato 
DISSILICATOS: 
Óxidos de Silício 
Fórmula geral (SiO3)n
2n- SILICATOS CÍCLICOS: 
Si3O9
6- = trissilicato 
Si6O18
12- = hexassilicato 
Exemplo: berilo 
 Be3Al2(Si6O18) 
Esmeralda 
Be3Al2Si6O18/Cr
3+ 
Água marinha 
Be3Al2Si6O18/Fe
2+/Fe3+ 
Óxidos de Silício 
SILICATOS EM CADEIA: 
SiO3
2- = metassilicato 
Unidades [SiO4] compartilham 2 vértices 
Silicatos poliméricos unidimensionais 
Si4O11
6- 
Unidades [SiO4] compartilham 2 ou 3 vértices 
Exemplo: 
Família dos asbestos/amianto 
resistência ao calor, força mecânica 
Óxidos de Silício 
SILICATOS LAMELARES: 
(Si2O5)n
2n- 
Silicatos poliméricos bidimensionais 
Exemplos: 
Caulinita (1:1) 
Crisotila (1:1) 
Talco (1:2) 
Vermiculita (1:2) 
Mica (1:2) 
Unidades [SiO4] compartilham 3 vértices 
1:2 ou T:O:T 
1:1 
ou 
T:O 
Óxidos de Silício 
SILICATOS TRIDIMENSIONAIS: 
SiO2
 Substituição isomórfica 
do Si 4+ por Al3+: 
feldspatos 
zeólitas 
ultramarinhos 
Unidades [SiO4] compartilham 4 vértices 
Excesso de carga negativa 
na estrutura  inserção 
de cátion para balanço 
de carga elétrica! 
9 
Óxidos de Silício 
SILICATOS TRIDIMENSIONAIS: 
ZEÓLITAS Estrutura porosa 
Trocador de cátions 
Adsorvente 
Unidades [SiO4] compartilham 4 vértices 
Cada traço na estrutura: 
liga o centro de dois 
tetraedros vizinhos 
Óxidos de Silício 
SILICATOS TRIDIMENSIONAIS: 
ZEÓLITAS 
Estrutura porosa 
Trocador de cátions 
Adsorvente 
Poros com dimensões moleculares 
(zeólitas são peneiras moleculares) 
Óxidos de Silício 
SILICATOS TRIDIMENSIONAIS: 
ZEÓLITAS 
Sintéticas: 
importantes catalisadores 
sólidos ácidos para o 
CRAQUEAMENTO DO 
PETRÓLEO 
faujasita 
Outros usos: remediação ambiental, separação de isômeros etc. 
Óxidos de Silício 
SILICATOS TRIDIMENSIONAIS: 
ZEÓLITAS 
Peneiras Moleculares para 
secagem de gases, 
secagem de líquidos e 
separação de misturas de gases 
Manter solvente 
orgânico livre de 
água (zeólita 4A) 
Colunas para 
secagem de gases 
Zeólita + 
aglutinante = 
sólidos na 
forma de 
esferas, 
bastonetes etc. 
Tipos de dióxido de Silício (sílica) 
Sílica cristalina: 
quartzo, cristobalita e tridimita. Usado para 
produção de vidro, cerâmicas (tijolos para 
fornos etc.), silicato de sódio, Silício, 
compostos de silício (silano, clorosilanos, 
silicones etc.), quartzo sintético (material 
piezoelétrico). 
Sílica cristalina: arranjo 
ordenado das unidades [SiO4] 
Sílica não-cristalina: 
sílica vítrea (usada para fazer material para 
laboratório, material óptico como lentes e 
celas, invólucro de lâmpadas) e 
sílica amorfa (gemas como opala; sílica gel). 
Sílica não-cristalina: arranjo 
desordenado das unidades [SiO4] 
Sílica de origem sintética: sílica gel (produto da condensação do ácido 
silícico, pequenas partículas agregadas) 
Tipos de dióxido de Silício (sílica) 
Sílica não-cristalina: 
Exemplos de sílica amorfa 
Obtenção: acidificação de uma 
solução concentrada de silicato 
de sódio (pH < 4). 
(SiO4)
4- 
 
H+(aq) 
Si(OH)4(aq) [= SiO2.2H2O] 
H+(aq) 
Condensação do ácido silícico 
SiO
O
O
Si
H
O Si
O
O Si
Si
O
Desidratação SÍLICA GEL 
Sólido poroso; 
alta área 
10 
Partículas 
de sílica 
água 
Sílica de origem sintética: sílica gel (produto da condensação do ácido 
silícico, pequenas partículas agregadas) 
Tipos de dióxido de Silício (sílica) 
Sílica não-cristalina: 
Exemplos de sílica amorfa 
Superfície 
da partícula 
de sílica 
hidratada 
Superfície 
da partícula 
de sílica 
desidratada 
Grupos silanol 
Sílica de origem sintética: sílica gel 
Tipos de dióxido de Silício (sílica) 
Sílica não-cristalina: 
Exemplos de sílica amorfa 
Agente secante; 
 catalisador 
ou suporte p/ 
catalisadores; 
Suporte cromatográfico 
Sílica gel (agente 
secante) contendo 
um indicador de 
umidade (cloreto de 
cobalto(II) 
DESSECADOR 
catálise 
Coluna cromatográfica 
Óxidos de Silício - Vidros 
Q
u
ím
ic
a
 d
o
s
 E
le
m
e
n
to
s
 
Definição: vidro é um sólido amorfo com ausência completa de ordem a longo alcance e 
periodicidade, exibindo uma região de transição vítrea. 
Qualquer material (inorgânico, orgânico ou metal), formando por qualquer técnica, que 
exibe um fenômeno de transição vítrea é um VIDRO (Shelby, 1997). 
Óxidos de Silício - Vidros 
Cristal de SiO2 Vidro de SiO2 
O 
Si 
“…window glass 
cannot flow at room 
temperature in 
human time scales!” 
 
(Do cathedral glasses 
flow?—Additional remarks, 
E. Zanotto, 1999) 
Definição de ácido e base no modelo 
LUX-FLOOD 
Ácido: receptor de óxido 
Base: doador de óxido 
 
CaO + SiO2  CaSiO3 
 base ácido produto de 
 neutralização 
 
Óxidos de Silício - Vidros 
 Ácido: receptor de óxido 
Base: doador de óxido 
 
Na2O + SiO2  Na2SiO3 
 base ácido produto de 
 neutralização 
Na2CO3(s)  Na2O(s) + CO2(g) 
Vidro comum: areia (~80%) + barrilha (~12%) + óxido de cálcio 
“VIDRO SOLÚVEL”: 
30-40% SiO2 + 10-20% Na2O + 60-40% H2O 
Aquecimento dos sólidos em forno a aproximadamente 1400oC e 
solubilização em água quente e sob pressão. 
USOS: detergente líquido industrial e doméstico, fabricação de 
adesivos, colas, selantes etc. 
11 
Propriedade Composição 
Transparência à radiação 
infravermelho 
Grandes quantidades As2O3 
Habilidade para absorver nêutrons Grandes quantidades CdO 
Vidros de chumbo: habilidade p/ 
absorver raios-X ou gamma 
1 SiO2 + 4 PbO 
Coeficientes de expansão térmica 
pequeno: borossilicatos (“Pyrex”) 
SiO2 + B2O3 + pequenas 
quantidades de Al2O3 
Brilho, útil para estruturas ópticas 
(cristal) 
SiO2 + Na2CO3 + grandes 
quantidades de PbO 
Vidros especiais 
Vidros comuns 
CoO 
Cr2O3 
FeO Cu2O 
Óxido de 
urânio 
Composição de 90% dos vidros 
(para garrafas, janelas etc.): 
SiO2, Na2O (proveniente da barrilha) e pequena 
quantidade de CaO. . 
Vidros e reatividade 
Materiais de sílica reagem com F2 e HF (gasoso ou em solução): 
 
SiO2(s) + 2 F2(g)  SiF4(g) + O2(g) 
 
SiO2(s) + 4 HF(g)  SiF4(g) + 2 H2O 
 
SiO2(s) + 6 HF(aq)  H2[SiF6](aq) + 2 H2O 
 
Materiais de sílica reagem com soluções de hidróxidos: 
 
SiO2(s) + NaOH(aq) silicatos solúveis 
 óxido ácido 
 
Solução de ácido 
fluorídrico 
SILICONES 
SiCl4 + CH3MgCl  CH3SiCl3 + MgCl2 
 reagente de Grignard 
 
CH3SiCl3 + CH3MgCl  + MgCl2 
 
OH 
OH 
H2O 
HO Si
R
OH
R
HO Si
R
OH
R
HO Si
R
O
R
Si
R
R
OH
+ 
HO Si
R
O
R
Si
R
R
OH
+ 
HO Si
R
OH
R
POLÍMERO 
 
 
 
 
Si
R
O
R n
SILICONES 
= Unidade que finaliza a polimerização; 
razão R2SiCl2 / R3SiCl determinatamanho da cadeia 
= Unidade que permite formação de ligações 
 cruzadas (cross-links) 
O Si
R
O
O
Si
O
O
Si SiOO
R R
R
O
ÓLEO DE 
SILICONE 
Dependendo do tamanho das cadeias 
e do número de ligações cruzadas 
GRAXA DE 
SILICONE BORRACHA DE 
SILICONE 
Cl 
Cl 
Cl 
Cl 
Propriedades dos silicones: 
resistência ao calor, oxidação e produtos químicos; 
 isolante elétrico; repelente de água; anti-espumante; 
atóxico 
Exemplos emprego de silicone: 
antiaderente para edificações e tecidos; 
medicamentos antiflatulentos; batom; loção 
bronzeadora; lubrificante; polimento de carros 
e calçados; circuito elétricos; tubos para 
transfusão sangue; válvulas cardíacas; 
prótese para cirurgia plástica etc. 
SILICONES 
Força e inércia: 
 
1. alta estabilidade do esqueleto Si-O-Si-O-Si 
 (energia ligação Si-O: 502 kJ/mol) 
 
2. alta energia da ligação Si-C (289 kJ/mol) 
12 
ÓXIDOS DE NITROGÊNIO 
Gás incolor (gás hilariante) 
Sólido azul (p.f. = -100,7oC); 
dissocia reversivelmente em 
NO e NO2 
Gás castanho; molécula 
paramagnética 
NO3
- NO2 HNO2 NO N2O N2 NH2OH N2H4 NH3 
+5 +4 +3 +2 +1 0 -1 -2 -3 
N2O Óxido de dinitrogênio 
 (óxido nitroso) 
NO Monóxido de nitrogênio 
 (óxido nítrico) 
N2O3 Trióxido de dinitrogênio 
NO2 Dióxido de nitrogênio 
N2O4 Tetróxido de dinitrogênio 
N2O5 Pentóxido de dinitrogênio 
LINEAR 
PLANAR 
PLANAR 
Gás incolor ; molécula 
paramagnética 
Líquido/Gás incolor ; 
dissocia-se em NO2 
 
Sólido incolor 
ÁCIDO NÍTRICO 
Ácido forte 
Solúvel em 
 água em qualquer 
proporção 
Água Régia: Mistura de HNO3 e HCl concentrados na proporção 
 de 1:3 (v/v), respectivamente: 
 HNO3 + 3HCl  Cl2 + NOCl + 2H2O 
Dissolve o ouro e a platina: Au(s) + 4H+ + 4Cl- + NO3-  
 [AuCl4]- + NO + 2H2O 
 3Pt(s) + 4NO3- + 16H+ + 18Cl- 3[PtCl6]2- + 4NO + 8H2O  
Ácido oxidante 
quando concentrado 
 (>2 mol/L) 
HNO3 
Quando puro é um 
líquido incolor que se 
 decompõe em 
 presença da luz solar: 
4HNO3  4NO2 + O2 + 2H2O 
ÁCIDO NÍTRICO 
(A) 4 NH3(g) + 5 O2(g) 4 NO(g) + 6 H2O(l) 
catalisador 
(B) 2 NO(g) + O2(g) 2 NO2(g) 
(C) 3 NO2(g) + H2O(l) 2 HNO3(aq) + NO(g) 
DG = - 5,0 kJ (mol HNO3)
-1 
A B 
Mistura 
 amônia + ar 
Solução de 
ácido nítrico 
67% (m/m) 
ar H2O 
NO NO2 
A = oxidação catalítica da NH3 
B = oxidação do NO 
C = absorção do NO2 
C 
gases residuais 
catalisador: 
 malha de fios 
 de Pt-Rh 
ÁCIDO NÍTRICO 
 4 NH3(g) + 5 O2(g) 4 NO(g) + 6 H2O(l) 
catalisador 
Destino do HNO3 no mercado brasileiro em 2007 
ÁCIDO NÍTRICO 
Fonte: Anuário da Abiquim 
Fertilizantes 
77,4% 
Processo químico 
22,6% 
nitração de compostos aromáticos, 
produzindo explosivos (TNT) e 
corantes (anilina, precursor para 
produção de corantes); 
 
 
 
 
agente oxidante para a produção 
de monômeros como ácido 
tereftálico (TERILENE) e ácido 
adípico (NYLON – 66) 
 
 
 
OH O + 3 + 14 HNO3 
 
 
 
6 HOOC(CH2)4COOH + 14 NO + 10 H2O 
NUTRIENTES ESSENCIAIS PARA AS PLANTAS 
E SUAS FORMAS DE ASSIMILAÇÃO 
Elemento
essencial
Espécie Carregadora
do elemento
Forma de assimilação pela
planta
C CO2, HCO3
-
CO2 pelas folhas; HCO3
-
pelas raízes
O CO2, HCO3
-
, O2 O2 e CO2 pelas folhas;
HCO3
-
 e O2 pelas raízes
H H2O, HCO3
-
H2O pelas folhas; H2O e
HCO3
-
 pelas raízes
N NO3
-
, NH3, NH4
+
,
NOx
NO3
-
 e NH4
+
 pelas raízes;
NH3 e NOx pelas folhas
P H2PO4
-
, HPO4
2-
H2PO4
-
e HPO4
2-
 pelas
raízes
K K
+
K
+
 pelas raízes
S SO4
2-
, SO2, SO3, H2S SO4
2-
 pelas raízes; SO2,
SO3 e H2S pelas folhas
Ca Ca
2+
Ca
2+
 pelas raízes
Mg Mg
2+
Mg
2+
 pelas raízes
13 
50 ITENS TARIFÁRIOS DE MAIOR IMPORTAÇÃO DE PRODUTOS 
QUÍMICOS - 2010 
Fonte: Abiquim Associação Brasileira da Indústria Química 
HNO2 (ácido nitroso) 
 
 
- É instável (exceto em soluções diluídas): 
 
 3 HNO2  HNO3 +2 NO + H2O (reação de desproporcionamento) 
 
 
 
 
 
 
- preparação: acidificação de soluções de nitritos: 
 Ba(NO2)2 + H2SO4  2HNO2 + BaSO4(s) 
 
 - propriedades oxidantes (Fe2+ a Fe3+ e I– a I2) 
 HNO2 + H
+ + e– → NO + H2O E
0 = 0,99 V 
 
 - propriedades redutoras (MnO4
– a Mn2+ e Cl2 a Cl
–) 
 NO3
– + 3H+ + 2e– → HNO2 + H2O E
0 = 0,94 V 
 
NO3
- NO2 HNO2 NO N2O N2 NH2OH N2H4 NH3 
+5 +4 +3 +2 +1 0 -1 -2 -3 
+0,996 V +0,94 V 
Aplicações: 
 
•Síntese de diazo compostos 
 
 
 
 
•Como aditivo de alimentos (inibe crescimento de bactérias e torna as 
carnes mais vermelhas) 
HNO2 (ácido nitroso) 
 
 
 
 
N
Fe
N
N N
O2
N
NH
globin
(protein)Nitrosilmioglobina (rosa) 
agentes 
redutores 
NO2
- NO 
NO 
ÓXIDOS DE FÓSFORO 
P4O6(s) + 6 H2O(l)  
 4 H3PO3(aq) 
P4(s) + 3 O2(g)  
 P4O6(s) 
P4(s) + 5 O2(g)  
 P4O10(s) 
P4O10(s) + 6 H2O(l)  
 4 H3PO4(aq) 
Uso como 
agente desidratante 
PRINCIPAIS OXOÁCIDOS DE FÓSFORO
Fórmula Nome Estrutura
H3PO4 ácido ortofosfórico
H4P2O7
ácido difosfórico
(ácido pirofosfórico)
(HPO3)3 ácido metafosfórico
H3PO3 ácido ortofosforoso
H3PO2 ácido hipofosforoso
O
OH
P
HO
HO
O
O
P
HO
HO
O
P
OH
OH
O
P
O
P
O
P
O
HO
O OH
O
OH
O
OH
P
H
HO
O
OH
P
H
H
PRINCIPAIS OXOÁCIDOS DE FÓSFORO ÁCIDO ORTOFOSFÓRICO 
Soluções altamente diluídas são atóxicas 
Ácido médio 
e triprótico 
Solúvel em 
 água em qualquer 
proporção 
Quando puro é um 
sólido de baixo 
ponto de fusão 
(42oC) 
Ácido 
 não-oxidante 
H3PO4 
14 
ÁCIDO ORTOFOSFÓRICO 
pK1 = 
7,5 x 10-3 
pK2 = 
 6,2 x 10-8 
pK3 = 
 1 x 10-12 
pHmetro < 10% 
Fósforo branco 
Ácido fosfórico 
(grau alimentar/ 
grau técnico) 
80-85% 
 compostos 
 de fósforo 
15-20% 
ROCHA 
FOSFÁTICA 
> 90% Ácido fosfórico 
(grau agrícola) 
~95% fertilizantes, 
ração animal 
ÁCIDO ORTOFOSFÓRICO 
~5% 
ÁCIDO ORTOFOSFÓRICO 
GRAU ALIMENTAR/GRAU TÉCNICO 
A B 
A = câmara de combustão do fósforo branco 
 P4(s) + 5 O2(g)  P4O10(s) 
 
B = absorção do óxido de fósforo 
 P4O10(s) + 6 H2O(l)  4 H3PO4(aq) 
P4 
Solução de 
ácido fosfórico 
85% (m/m) 
H2O 
P4O10 
ar 
ÁCIDO ORTOFOSFÓRICO 
GRAU ALIMENTAR/GRAU TÉCNICO 
Destino do H3PO4 no mercado brasileiro em 2008 
NaHCO3 + 
Ca(HPO4) 
Fermento químico 
Detergentes 
Sais de fósforo 45,0% 
Alimentício 16,0% Açúcar e álcool 7,0% 
Tratamento de metais 
e metalurgia 7,0% 
Outros 25,0% 
Fonte: Anuário da Abiquim 
ÁCIDO ORTOFOSFÓRICO 
 GRAU AGRÍCOLA 
A = reator de digestão do minério 
 Ca5(PO4)3F(s) + 5 H2SO4(conc)  
 3 H3PO4(aq) + HF(aq) + 5 CaSO4(s) 
B = filtração para remoção do CaSO4 
C = aquecimento para concentração da solução 
D = purificação (extração com solventes etc.)A 
mistura de 
H3PO4 + HF + 
CaSO4 
D 
Solução de 
ácido fosfórico 
(grau alimentício/ 
grau técnico) 
Rocha 
fosfática 
pré-tratada 
B 
resíduo de 
CaSO4 
solução de 
H3PO4+HF 
C 
gás HF 
H2SO4 
concentrado 
Solução de 
ácido fosfórico 
(grau agrícola) 
~5% 
Fertilizantes 
91,4% 
Alimentação animal 
8,1% 
Processo químico 
0,5% 
Fonte: Anuário da Abiquim 
ÁCIDO ORTOFOSFÓRICO 
 GRAU AGRÍCOLA 
Destino do H3PO4 no mercado brasileiro em 2008 
15 
FOSFATOS E A EUTROFICAÇÃO 
(do grego: bem nutrido) 
Lago eutroficado 
Lago normal 
Fosfatos e nitratos: 
alimento para as 
plantas 
FOSFATOS 
E A 
EUTROFICAÇÃO 
Vida aquática 
privada de O2 
Fosfato proveniente 
da atividade agrícola 
Efluentes contendo 
detergentes ou esgoto 
parcialmente tratado 
Turvação Região sem 
oxigênio 
H2S 
R-SH 
NH3 
Plantas / algas 
Crescimento da população mundial 
Matéria-prima para a 
indústria 
(polímeros; 
anti-oxidantes etc.) 
Fonte de energia 
renovável 
(álcool, bio-diesel, etc.) 
Alimentação 
humana e 
animal 
PRODUÇÃO AGRÍCOLA 
PLANTAS 
ÓXIDOS DE ENXOFRE 
SO2: gás incolor (P.E.= -
10oC); odor desagradável; 
tóxico; muito solúvel em 
água; óxido ácido 
SO3: sólido incolor (P.F.= 
16,8oC); molécula cíclica 
(SO3)3; muito solúvel (reage) 
em água; óxido ácido 
SO3 + H2O(l)  
 SO4
2-(aq) + 2 H+(aq) 
SO3(s) 
SO3(g) 
SO2(aq) + H2O(l) 
 HSO3
-(aq) + H+(aq) 
 K= 1,6 x 10-2 
PRINCIPAIS 
 OXOÁCIDOS 
DE ENXOFRE 
Fórmula Nome Estrutura NOX
H2SO4
ácido
sulfúrico
6+
H2S2O7
ácido
dissulfúrico
6+
H2S2O3
ácido
tiossulfúrico
4+; 0
H2SO5
ácido peroxo–
monossulfúrico
6+
H2S2O8
ácido peroxo–
dissulfúrico
6+
H2S2O6
ácido
ditiônico
5+
H2SO3
ácido
sulfuroso
4+
H2S2O5
ácido
dissulfuroso
5+; 3+
H2S2O4
ácido
ditionoso
3+
O
S
O
OH
O
O
S
O
OH
S
S
O OH
OH
O
S
O
OH
OOH
O
S
O
OH
O
O
S
O
OH
O
O
S
O
OH
O
S
O
OH
S
O
OH
OH
O
S
O
OH
S
O
OH
S
O
OH
S
O
OH
O
S
O OH
OH
Íon perssulfato (S2O8
2-): 
forte agente oxidante 
Íon tiossulfato (S2O3
2-) 
Íon ditionito (S2O4
2-) 
16 
ÁCIDO SULFÚRICO 
H2SO4 
Ácido forte 
Solúvel em 
 água em qualquer 
proporção 
(reação altamente 
exotérmica!) 
Quando puro é um 
líquido incolor oleoso 
(P.E.=317oC) 
Ácido 
 oxidante 
Agente desidratante: 
 
 
 
 
 
 
H2SO4(conc) + C6H12O6(s)  
 sacarose 
 
 6C(s) + H2SO4.6H2O(l) 
ÁCIDO SULFÚRICO 
Solubilização do SO3 em solução de ácido sulfúrico: 
 
 SO3 (g) + H2SO4 H2S2O7 
 
 
98% (m/m) ácido pirossulfúrico 
ou “oleum” 
ÁCIDO SULFÚRICO 
Enxofre 
 elementar 
Carvão Petróleo 
Gás 
natural 
Sulfetos 
 não-ferrosos 
H2S 
sulfeto de 
hidrogênio 
S 
enxofre 
SO2 
dióxido de 
enxofre 
H2SO4 
ácido sulfúrico 
re
fi
n
o
 
p
u
ri
fi
c
a
ç
ã
o
 
ustulação oxidação 
Piritas 
ÁCIDO SULFÚRICO 
A B 
Mistura 
enxofre + ar 
 ácido sulfúrico 
fumegante 
(oleum) 
ar 
SO2 
C 
Solução 
H2SO4 98% 
SO3 
Solução de 
ácido sulfúrico 
98% (m/m) 
diluição 
A = câmara de combustão do enxofre 
 S(s) + O2(g)  SO2(g) + calor 
 
B = conversor catalítico 
 2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g) + calor 
 
C = câmara de absorção de trióxido de enxofre 
 SO3 (g) + H2SO4 H2S2O7 
CONVERSOR CATALÍTICO 
DE QUATRO LEITOS 
(catalisador: V2O5) 
SO3 não absorvido 
435°C 99,5% conversão 
420°C 
475° 93% conversão 
450°C 
510°C 84% conversão 
450°C 
600°C 63% conversão 
420°C 
Conversor 1 
Conversor 2 
Conversor 3 
Conversor 4 
SO3(g) para o 
absorvedor final 
Trocadores de 
calor (energia 
liberada $$!) 
Absorvedor 
intermediário 
Oleum 
(99,5% H2SO4) 
98% H2SO4 
SO3 
Mistura reagente 
(10% SO2 + 11% O2) 
2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g) + calor 
ÁCIDO SULFÚRICO 
Fertilizantes 
74,7% 
Processo químico 11,1% 
Tratamento de metais 
e metalurgia 3,4% 
Tratamento de água 1,4% 
Açúcar e álcool 1,2% 
Alimentício 1,2% 
Papel e celulose 2,7% 
Outros 3,5% 
Baterias automotivas 
Destino do H2SO4 no mercado brasileiro em 2008 
Têxtil 0,8% 
Fonte: Anuário da Abiquim 
17 
ÁCIDO SULFUROSO 
Íon sulfito (SO3
2-): 
soluções redutoras 
Propriedade redutora das soluções de SO2: 
 descoramento de de fibras naturais; 
anti-séptico e anti-oxidante para indústria 
de alimentos (vinho etc.) 
Ácido que nunca foi isolado como 
uma substância pura 
Óxidos dos elementos do bloco s 
Produtos das reações entre 
 os metais dos grupos 1 e 2 
com excesso de oxigênio: 
BaO2 CsO2 
SrO RbO2 
CaO KO2 
MgO Na2O2 
BeO Li2O 
Grupo 2 Grupo 1 
Li2O 
Li2O2 
MgO 
(refratário) 
DIAGRAMA DE ORBITAL MOLECULAR DO O2 
s*2p 
 
p*2p 
 
p2p 
 
s2p 
 
s*2s 
 
s2s 
O O O O O O
2
O2
+ 
O2 
O2
- 
O2
2- 
2,5 
2 
 
1,5 
 
1 
O2[AsF6] 
O2(g) 
 
K[O2] 
 
Na2[O2] 
H2O2(s) 
112,3 
120,7 
 
128 
149 
145,3 
625,1 
490,4 
 
------- 
204,2 
 213 
Espécie Ordem de Composto d (O-O) Energia 
 ligação (pm) de ligação 
 (kJmol-1) 
Química dos Elementos 
Óxidos dos elementos do bloco s 
Formação de óxido normal de metal alcalino 
2 EI(M) + AE(1)(O) + AE(2)(O
-) 
2M(g) + O(g) 2M
+(g) + O2-(g) 
DHat (M,s) 
+ DHdiss (O2,g) 
DHrede 
ou 
Uo 
 DHf
o(M2O,s) 
2M(s) + ½O2(g) M2O(s) 
Quando se forma óxido normal? Processo exotérmico > processo endotérmico 
Dissociar molécula de O2 e formar O
2-  gasto de energia 
Raio cátion  raio do ânion  maior estabilização da rede cristalina 
 
Óxidos dos elementos do bloco s 
Reações dos óxidos com água 
 Li2O(s) + H2O(l)  2 LiOH(aq) 
óxido normal 
Na2O2(s) + 2 H2O(l)  2 NaOH(aq) + H2O2(aq) 
peróxido 
4 KO2(s) + 6 H2O(l)  4 KOH(aq) + 4 H2O2(aq) + O2(g) 
 superóxido 
Óxidos M2O são fortemente básicos: 
Óxidos M2O2 e MO2 são, além de básicos, agentes oxidantes: 
Usos: Na2O2 como branqueador nas indústrias de papel e de tecidos 
 como algodão e linho; 
KO2 em submarinos, cápsulas e máscaras para remover CO2 e gerar O2