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Estudo das Funções: Sais e Óxidos Sais Em 1814, Gay-Lussac, observou experimentalmente que as propriedades de um ácido eram neutralizadas pela reação com uma base e vice-versa. Denominou esta reação de Reação de Neutralização. A reação de neutralização entre um ácido e uma base de Arrhenius, resulta na formação de sal e água. ácido + base sal + água A água é formada pela combinação do H + do ácido e do OH - da base, e o sal é formado pela união do cátion da base e do ânion do ácido. Esta reação de neutralização entre o ácido e a base pode ser total ou parcial. 1- Reação de Neutralização. A reação de neutralização entre um ácido e uma base de Arrhenius, resulta na formação de sal e água. ácido + base sal + água A água é formada pela combinação do H + do ácido e do OH - da base, e o sal é formado pela união do cátion da base e do ânion do ácido. Esta reação de neutralização entre o ácido e a base pode ser total ou parcial. Neutralização total. Uma reação de neutralização é total quando reagem todos os H + do ácido e todos os OH - da base. O sal assim formado é classificado como sal neutro ou normal por não apresentar grupos OH - e nem hidrogênios ácidos. Obs.: Se o número de H + no ácido for diferente do número de OH - da base, devemos “ajustá-los” de modo a obter a neutralização total. H A + B(OH) sal + águayxy x 3 H2SO4 + 2 Al(OH)3 Al2(SO4)3 + 6 H2O Exemplos: HCl + NaOH NaCl + H2O a) b) 2HIO3 + Ca(OH)2 Ca(IO3)2 + 2 H2O c) H3PO4 + 3 KOH K3PO4 + 3 H2O d) H2SO4 + 2 KOH K2SO4 + 2 H2O Neutralização Parcial. Uma reação de neutralização é parcial quando não reagem todos os H + do ácido ou todos os OH - da base. Quando ocorre neutralização parcial do ácido, o sal formado é classificado como hidrogeno-sal (ou sal ácido). Quando ocorre neutralização parcial da base, o sal formado é classificado como hidroxi-sal (ou sal básico). Exemplos: a) 1H2SO4 + 1KOH KHSO4 + H2O b) 1H2CO3 + 1NaOH NaHCO3 + H2O c) 1H3PO4 + 1NH4OH d) 1H3PO4 + 2NH4OH e) 1HNO3 + 1Ca(OH)2 Ca(OH)NO3 + H2O f) 1H2SO4 + 1Fe(OH)3 Fe(OH)SO4 + 2H2O g) 1HCl + 1Al(OH)3 h) 2HCl + 1Al(OH)3 3. Nomenclatura e formulação. Os sais são compostos formados por um cátion e por um ânion. A nomenclatura e formulação dos sais podem ser obtidas através da tabela de cátions e ânions. Nomenclatura: __________________ de _______________ nome do ânion nome do cátion Exemplos: ânion Cl- cloreto cátion Na+ sódio Nome do sal cloreto de sódio= = ={a) NaCl ânion NO3 nitrato cátion K+ potássio Nome do sal nitrato de potássio= = = b) KNO3{ - ânion SO4 sulfato cátion Fe2+ ferro II Nome do sal sulfato de ferro II= = ={c) FeSO4 2- Formulação: A formulação dos sais baseia-se no equilíbrio das cargas, onde a carga total do cátion (A x+ ) é igual a carga total do ânion (B y- ). cátion A ânion B x y + - fórmula do sal A By x Exemplos: a) cloreto de potássio cátion K+ ânion Cl- } fórmula KCl b) cromato de magnésio } fórmula MgCrO4 cátion Mg2+ ânion CrO4 2- c) nitrato de ferro III } fórmula Fe(NO3)3 cátion Fe3+ ânion NO3 - d) Fosfato de cálcio } fórmula Ca3(PO4)2 cátion Ca2+ ânion PO4 3- 4. Classificação e propriedades dos sais. a) Quanto ao estado físico. Os sais são compostos predominantemente iônicos, por isso são sólidos. b) Quanto à solubilidade em água. Podem ser solúveis ou insolúveis. Os sais solúveis sofrem grande dissociação iônica em água e os insolúveis sofrem pequeníssima dissociação iônica (na prática considera-se que não a sofrem). Exemplos: a) NaCl(s) Na + (aq) + Cl - (aq) H2O b) Na2SO4(s) 2 Na + (aq) + SO4(aq) H2O -2 c) K3PO4(s) 3 K + (aq) + PO4(aq) H2O -3 H2Od) CaCO3(s) não ocorre e) Ca(NO3)2(s) f) FeCl3(s) g) CuSO4(s) h) (NH4)3BO3(s) H2O H2O H2O H2O Tabela de solubilidade Sais Solubilidade em água Exceção Nitratos Acetatos Cloratos solúveis Cloretos Brometos Iodetos solúveis Ag + , Pb 2+ , Hg2 2+ Sulfatos solúveis Ca 2+ , Ba 2+ , Sr 2+ , Pb 2+ , Sulfetos insolúveis alcalinos e de NH4 + Outros sais insolúveis alcalinos e de NH4 + c) Quanto à natureza. Sal neutro ou normal: resultante da neutralização total do ácido e da base. Exemplos: a) NaCl cloreto de sódio b) CaCO3 carbonato de cálcio c) KNO3 nitrato de potássio d) KI iodeto de potássio Sal ácido ou hidrogeno-sal: resulta da neutralização parcial do ácido: Exemplos: a) KHSO4 sulfato ácido de potássio, bissulfato de potássio ou hidrogeno sulfato de potássio. b) NaHCO3 carbonato ácido de sódio, bicarbonato de sódio, ou hidrogeno carbonato de sódio. c) NaH2PO4 fosfato diácido de sódio ou di-hidrogeno-fosfato de sódio. d) Na2HPO4 fosfato ácido de sódio ou hidrogeno fosfato de sódio. Sal básico ou hidroxi-sal: resulta da neutralização parcial da base pelo ácido. Exemplos: a) Ca(OH)NO3 nitrato básico de cálcio ou hidróxi-nitrato de cálcio. b) Fe(OH)SO4 sulfato básico de ferro III ou hidróxi-sulfato de ferro III. c) Al(OH)2Cl cloreto dibásico de alumínio ou di-hidróxi-cloreto de alumínio. d) Quanto à presença ou não de água. Sal anidro: não apresentam água na estrutura cristalina. Exemplos: NaCl, KI, AgNO3, CuSO4, etc. Sal hidratado: apresenta moléculas de água na estrutura cristalina. A molécula combinada é denominada água de cristalização ou água de hidratação, existente em quantidades definidas. Exemplos: a) CuSO4.5H2O sulfato de cobre penta-hidratado. b) CaCl2.6H2O cloreto de cálcio hexa-hidratado. c) Na2SO4.10H2O sulfato de sódio deca-hidratado. Obs.: Certos sais, denominados de higroscópicos possuem uma grande tendência à hidratação que passa a absorver água da atmosfera (umidade). Em certos sais a quantidade de água absorvida é tão grande que o sal chega até a escorrer. Estes sais são denominados deliquescentes. Exemplo: CaCl2 CaCl2.2H2O CaCl2.4H2O CaCl2.6H2O + H2O+ H2O + H2O e) Soluções de sais: ácida, básica ou neutra. A natureza da solução aquosa dos sais normais depende da força do ácido e da base de origem. Um sal formado por um ácido forte e uma base fraca quando dissolvido em água produz uma solução de caráter ácido. Um sal formado por um ácido forte e uma base forte quando dissolvido em água produz uma solução de caráter neutro. Um sal formado por um ácido fraco e uma base forte quando dissolvido em água produz uma solução de caráterbásico. Exemplos: a) CuSO4 H2SO4: ácido forte Cu(OH)2: base fraca solução ácida{ } b) Na2CO3 H2CO3: ácido fraco NaOH : base forte solução básica{ } c) NaCl HCl: ácido forte NaOH : base forte solução neutra{ } Alguns sais são muito utilizados no nosso estudo. Estes sais são obtidos através da tabela de ácidos e bases mais utilizados. Por esta razão procure memorizar o nome e a fórmula dos ânions e cátions provenientes desses ácidos e bases. Ácido Ânion Base Cátion HF: ácido fluorídrico F - : fluoreto NaOH: hidróxido de sódio Na + : sódio HCl: ácido clorídrico Cl - : cloreto KOH: hidróxido de potássio K + : potássio HBr: ácido bromídrico Br - : brometo NH4OH: hidróxido de amônio NH4 + : amônio HI: ácido iodídrico I - : iodeto Ca(OH)2: hidróxido de cálcio Ca 2+ : cálcio H2S: ácido sulfídrico S 2- : sulfeto Mg(OH)2: hidróxido de magnésio Mg 2+ : magnésio HCN: ácido cianídrico CN - : cianeto Al(OH)3: hidróxido de alumínio Al 3+ : alumínio HNO3: ácido nítrico NO3 - : nitrato Cu(OH)2: hidróxido de cobre II Cu 2+ : cobre II H2SO4: ácido sulfúrico SO4 2- : sulfato AgOH: hidróxido de prata Ag + : prata H2CO3: ácido carbônico CO3 2- : carbonato Fe(OH)3: hidróxido de ferro III Fe 3+ : ferro III H3PO4: ácido fosfórico PO4 3- : fosfato H3BO3: ácido bórico BO3 3- : borato Obs.: cada ânion pode combinar-se com todos os cátions originando diferentes sais: Como exemplo, vamos considerar a combinação do ânion nitrato, com esses cátions: NaNO3: nitrato de sódio Ca(NO3)2: nitrato de cálcio Cu(NO3)2: nitrato de cobre II KNO3: nitrato de potássio Mg(NO3)2: nitrato de magnésio AgNO3: nitrato de prata NH4NO3: nitrato de amônio Al(NO3)3: nitrato de alumínio Fe(NO3)3: nitrato de ferro III EXERCÍCIOS 01) Classifique os sais quanto a sua solubilidade em água. a) KCl _______________________ b) (NH4)2SO4 _____________ c) AgNO3 ___________________ d) PbSO4 ___________________ e) CaSO4 ___________________ f) FePO4 ___________________ g) CaCO3 ___________________ h) Zn(ClO4)2 ___________________ i) Ba(ClO3)2. ___________________ 02) Dar a fórmula dos seguintes sais: a) brometo de sódio ________ b) dicromato de potássio ________ c) sulfato de zinco ________ d) permanganato de potássio ________ e) perclorato de prata ________ f) hidróxi-cloreto de cálcio ________ g) cloreto de estanho IV ________ h) fosfato de chumbo II ________ i) pirofosfato de zinco ________ j) sulfato ferroso ________ 03) Dê o nome dos seguintes sais: a) Al2(SO4)3 ________________________ b) NH4Br ________________________ c) MgCO3 ________________________ d) CaCO3 ________________________ e) Ca3(PO4)2 ____________________ f) Fe(NO3)3 ____________________ g) Na2SO4 ____________________ h) AgNO3 ____________________ i) Cu(NO3)2 ____________________ 4) Equacione as reações de neutralização total entre os compostos, fornecendo o nome do ácido, da base e do sal formado: a) NaOH e HClO2 b) H2SO4 e Ca(OH)2 c) HNO3 e Ba(OH)2 d) H3PO4 e Mg(OH)2 e) Al(OH)3 e H2CrO4 5) Complete as equações de modo a obter sal normal, e para os itens a, b, c, d e e, determine o caráter da solução aquosa deste sais (ácido, básico ou neutro) a) HNO3 + Fe(OH)3 b) HCN + KOH c) H2S + NaOH d) HCl + Fe(OH)3 e) H2SO4 + KOH f) H2CrO4 + Ni(OH)3 g) H4P2O7 + Ca(OH)2 6) Para as quantidades indicadas, complete as equações: a) 1 H3PO4 + 1 Ca(OH)2 b) 1 H2S +1 AgOH. c) 2 HBr + 1 Fe(OH)3 d) 1 H3BO3 + 2 NaOH e) 2 HClO + 1 Sn(OH)4 ÓXIDOS 1. Conceito. São compostos binários em que o oxigênio é o elemento mais eletronegativo. Praticamente todos os elementos químicos formam óxidos. Exemplos: Na2O , Al2O3 , SO2 , SO3 ,CO2. 2. – Nomenclatura e formulação dos óxidos. 2.1- Geral. Pode ser através do número de átomos de oxigênio e o número de átomos do elemento químico ligado ao oxigênio. OBS: o prefixo mono antes do nome do elemento pode ser omitido: Exemplos: a) CO2: dióxido de (mono) carbono. b) CO: monóxido de (mono) carbono. c) CaO: monóxido de (mono) cálcio. d) SO3: trióxido de (mono) enxofre. e) Fe2O3: trióxido de diferro. f) Cl2O5: g) N2O4: h) SO2: i) Cl2O7: j) P2O5: k) Au2O3: l) tetróxido de triferro: Fe3O4 m) monóxido de dicloro: Cl2O n) dióxido de carbono: CO2 o) monóxido de nitrogênio 2.2- Óxidos metálicos. A nomenclatura do óxido formado por metais pode ser feita através da seguinte regra: Exemplos: a) Na2O : óxido de sódio. b) Fe2O3: óxido de ferro III. c) K2O: óxido de potássio. d) FeO: e) CaO: f) BaO: g) Al2O3: A formulação dos óxidos metálicos pode ser obtida pela combinação do ânion óxido com o cátion correspondente, ou seja: Exemplos: a) óxido de magnésio: MgO b) óxido de cobre II: CuO c) óxido de bismuto: Bi2O3 mono di mono tri óxido de di ............................. tetra tri nome do elemento penta ( ) )( Óxido de ............................... nome do cátion cátion: Ex+ óxido: O 2- }E2Ox fórmula do óxido d) óxido de prata: e) óxido de zinco: f) óxido de potássio: g) óxido de chumbo IV: h) óxido de mercúrio I: i) óxido de cobalto III: 3- Classificação e propriedades dos óxidos. 3.1 - Óxidos Básicos. São óxidos formados por metais alcalinos, alcalinos terrosos e outros metais, em geral com eletrovalência +1 e +2. São compostos iônicos, sólidos, e que apresentam ponto de fusão e ponto de ebulição elevados. Exemplos: Na2O, K2O, CaO, BaO,MgO, CuO, Ag2O. São óxidos que reagem com água formando bases e reagem com ácidos formando sal e água. Exemplos Reação de óxido básico com água. Este tipo de reação ocorre diretamente. a) CaO + H2O Ca(OH)2 b) Na2O + H2O 2 NaOH c) MgO + H2O d) K2O + H2O e) CuO + H2O Reação de óxido básico com ácido. A reação do óxido básico com ácido ocorre por etapas. Na primeira etapa o óxido básico reage com água formando a base correspondente. Na Segunda etapa esta base é neutralizada pelo ácido. Exemplos: a) CaO e H2SO4 b) Na2O e HCl c) MgO e HNO3 d) K2O e H2SO4 3.2 - Óxidos ácidos ou anidridros. São óxidos formados por não-metais e por metais com eletrovalência elevada (+6 ,+7). São compostos moleculares, em geral gasosos e solúveis em água. Exemplos: CO2, N2O5, Cl2O3, SO3, Mn2O7, CrO3. Os óxidos ácidos reagem com água formando ácidos e reagem com bases formando sal e água. Reação do óxido ácido com água. Este tipo de reação ocorre diretamente. a) CO2 + H2O H2CO3 b) SO2 + H2O H2SO3 c) N2O5 + H2O 2 HNO3 d) SO3 + H2O e) N2O3 + H2O f) Cl2O5 + H2O Reação do óxido ácido com base. A reação do óxido ácido com base ocorre por etapas. Na primeira etapa o óxido ácido reage óxidobásico{+ água base+ ácido sal + água { Na2O + H2O 2 NaOH 2 NaOH + 2 HCl 2 NaCl + 2 H2O Na2O + 2 HCl 2 NaCl + H2O + { CaO + H2O Ca(OH)2 Ca(OH)2 + H2SO4 CaSO4 + 2 H2O CaO + H2SO4 CaSO4 + H2O + óxido ácido{+ água ácido+ base sal + água com água formando o ácido correspondente. Na Segunda etapa este ácido é neutralizada pela base. Exemplos: a) CO2 e NaOH b) N2O5 e Ca(OH)2 c) SO2 e KOH d) SO3 e Ba(OH)2 e) N2O3 e Mg(OH)2 f) Cl2O5 e NaOH Obs.: Os óxidos ácidos também são chamados de anidridos (anidro = sem água) pois podem ser considerados como provenientes de um ácido pela retirada de água. Exemplos: 3.3 – Óxidos anfóteros. São óxidos, em geral, sólidos, moleculares e insolúveis na água. Formados por metais, como Zn, Al, Sn e Pb e por semimetais, como As e Sb. Exemplos: ZnO, Al2O3, SnO, SnO2, PbO, PbO2As2O3, As2O5, Sb2O3 e Sb2O5. Os óxidos anfóteros apresentam duplo comportamento, ora comportam-se como óxido ácido, ora comportam-se como óxido básico. Os óxidos anfóteros não reagem com água. Reagem com ácido forte ou base forte formando sal e água. Por isso, estes óxidos podem se comportar como óxido básico ou como óxido ácido, dependendo do caráter químico pronunciado da substância com quem irá reagir. Reação de óxidos anfóteros com ácido e base forte. { CO2 + H2O H2CO3 H2CO3 + 2 NaOH Na2CO3 + 2 H2O CO2 + 2 NaOH Na2CO3 + H2O + { N2O5 + H2O 2 HNO3 2 HNO3 + Ca(OH)2 Ca(NO3)2 + 2 H2O N2O5 + Ca(OH)2 Ca(NO3)2 + H2O + a) H2CO3 - H2O CO2 ácido anidrido carbônico carbônico b) 2 HNO3 - H2O N2O5 ácido anidrido nítrico nítrico c) H2SO3 - H2O d) HNO2 - H2O e) HClO3 - H2O f) H3BO3 - H2O g) H2CrO4 - H2O 3.4 – Óxidos duplos ou mistos. São óxidos formados por metais. Possuem caráter iônico, são sólidos e comportam- se como se fossem formados por dois outros óxidos do mesmo elemento. Os principais óxidos são: Fe3O4, Pb3O4, Mn3O4. Exemplos: a) Pb3O4 b) Fe3O4 c) Mn3O4 3.5 – Óxidos neutros ou indiferentes. São óxidos formados por não metais. São moleculares, gasosos, e não reagem com água, ácido ou base. Os principais óxidos neutros são: CO, NO, N2O. 3.6 – Peróxidos. São compostos formados pelo ânion peróxido O2 2- ( 1- OO1-) e por cátions de metais alcalinos, alcalinos terrosos ou pelo hidrogênio. Os peróxidos metálicos são sólidos e iônicos. O peróxido de hidrogênio (H2O2) é líquido e molecular. A nomenclatura destes compostos é feita de acordo com: Peróxido de .................................. (nome do elemento químico) Exemplos: a) Na2O2: peróxido de sódio. b) K2O2: peróxido de potássio. c) CaO2: peróxido de cálcio. d) BaO2: peróxido de bário. e) H2O2: peróxido de hidrogênio Obs.: A solução aquosa de peróxido de hidrogênio (H2O2) é denominada de água oxigenada. Os peróxidos metálicos reagem com água produzindo base e H2O2 e reagem com ácidos, produzindo sal e H2O2. Obs.: O H2O2 é instável e se decompõe de acordo com a equação: Reações de Peróxidos com água e com ácido. Algumas óxidos são muito utilizados no nosso estudo, por esta razão procure memorizar o nome e a fórmula dos seguintes óxidos: Al2O3 + 6 HCl 2 AlCl3 + 3 H2O Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O {b) Fe3O4 FeO óxido de ferro II Fe2O3 óxido de ferro III Pb3O4 2 PbO óxido de chumbo II PbO2 óxido de chumbo IV Mn3O4 2 MnO óxido de manganês II MnO2 óxido de manganês IV { Peróxido + água base + H2O2 + ácido sal + H2O2 H2O2 H2O + 1/2 O2 {Na2O2 + 2H2O 2NaOH + H2O2Na2O2 + 2HCl 2 NaCl + H2O2a) {CaO2 + 2 H2O Ca(OH)2 + H2O2 CaO2 + 2 HBr CaBr2 + H2O2 b) {MgO2 + 2 H2O MgO2 + 2 HNO3 c) ZnO + 2 HCl ZnCl2 + H2O ZnO + 2 NaOH Na2ZnO2 + H2O {a) {K2O2 + 2 H2O K2O2 + 2 H2SO4 d) Na2O óxido de sódio K2O óxido de potássio CaO óxido de cálcio MgO óxido de magnésio CuO óxido de cobre II CO monóxido de carbono CO2 dióxido de carbono SO2 dióxido de enxofre SO3 trióxido de enxofre H2O2 peróxido de hidrogênio. EXERCÍCIOS 01) Escreva o nome dos seguintes óxidos: a) SO3 ___________________________ b) CO ___________________________ c) MnO2 ___________________________ d) NO ___________________________ e) As2O3 ___________________________ f) CuO ___________________________ g) CO2 ___________________________ h) FeO ___________________________ i) N2O5 ___________________________ j) Cl2O ___________________________ 02) Escreva a fórmula dos seguintes óxidos: a) óxido de sódio ______________ b) óxido de prata ______________ c) trióxido de diferro ______________ d) óxido de magnésio ______________ e) óxido de alumínio ______________ f) óxido de ferro II ______________ g) óxido cobre I ______________ h) óxido cúprico ______________ i) peróxido de bário ______________ j) óxido férrico ______________ k) dióxido de enxofre ______________ l) óxido de magnésio ______________ 03) Os óxidos podem ser ácidos, básicos, indiferentes, duplos ou peróxidos. Pois bem, cada um deles tem um comportamento na presença de ácidos, água e bases. Complete as equações abaixo de acordo com esta classificação. a) CO2 + H2O CO2 + 2KOH b) SO2 + H2O SO2 + 2NaOH c) K2O + H2O K2O + 2HCl d) BaO + H2O BaO + 2HNO3 e) K2O2 + H2O K2O2 + 2HCl
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