Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
[IC – 348 – QUÍMICA GERAL PROF. ANTONIO GERSON BERNARDO DA CRUZ] 115 COMPOSTOS INORGÂNICOS Compostos orgânicos são aqueles constituídas pelo elemento carbono, estudados pela química orgânica. Compostos inorgânicos são os compostos constituídos por todos os demais elementos químicos. Constituem os ácidos, bases, sais e óxidos, estudados pela química inorgânica abrangendo o estudo dos não metais, metalóides e dos metais. ÁCIDOS E BASES Desde os tempos dos alquimistas, observou-se que certas substâncias apresentavam comportamentos peculiares quando dissolvidos na água. Tais como: • o sabor azedo facilmente identificado em frutas cítricas, como limão, laranja e maçã (a palavra ácido é proveniente do latim acidus que significa azedo); • formar soluções aquosas condutoras de eletricidade; • provocar efervescência, quando em contato com o calcário; • produzir mudança de cor nos indicadores ácido-base. • Essas substâncias foram denominadas de ácidos. Os ácidos estão presentes em nosso dia-a-dia, como por exemplo: a laranja, o limão e as demais frutas cítricas contém ácido cítrico, a bateria de um automóvel contém ácido sulfúrico, o vinagre contém ácido acético, o ácido clorídrico é constituinte do suco gástrico no estômago, o ácido nítrico é utilizado para produzir explosivos como o TNT. Conceito ácido-base de Arrhenius Baseado em seus estudos sobre dissociação eletrolítica de algumas substâncias Svante Arrhenius (1859 – 1927) propôs algumas definições sobre ácidos e bases. • Ácido é todo composto molecular que, em solução aquosa, se ioniza, produzindo exclusivamente como cátion o H+. HCl(aq) → H+(aq) + Cl–(aq) HCN(aq) → H+(aq) + CN–(aq) • O íon H+ produzido pelo ácido é tão reativo que ele não pode existir em água; o Íons H+ são prótons!! • Ao invés disso, ele reage com as moléculas de água para produzir íons complexos, principalmente o íon hidrônio, H3O+; H+(aq) + H2O(aq) → H3O+(aq) • Bases se dissociam em água para produzir íons OH- e cátions; NaOH(aq) → Na+(aq) + OH–(aq) • O H+ do ácido se combina com o OH- da base para formar uma molécula de H2O; • O cátion da base se combina com o ânion do ácido para formar um sal; ácido + base → sal + água [IC – 348 – QUÍMICA GERAL PROF. ANTONIO GERSON BERNARDO DA CRUZ] 116 HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) Desvantagens do conceito de Arrhenius • Não explica as reações ácido-base que ocorrem fora do meio aquoso. • Não explica porque substâncias moleculares, como o NH3, se dissolvem em água para formar soluções básicas – Mesmo não tendo íons OH–; • Não explica como alguns compostos iônicos, como o Na2CO3 ou Na2O, se dissolvem em água para formar soluções básicas – Mesmo não tendo íons OH–; • Não explica por que substâncias moleculares, como o CO2, se dissolvem em água para formar soluções ácidas – Mesmo não tendo íons H+; Conceito ácido base: Brønsted-Lowry Tendo como base o fato de que as reações químicas não estão restritas ao meio aquoso, em 1923, Johannes Nicolaus Brønsted (1879 – 1936) e Thomas Martin Lowry (1879 – 1949) desenvolveram de maneira independente uma nova teoria sobre o comportamento ácido-base das substâncias. • Segundo o conceito de de Brønsted-Lowry, ácidos são doadores de H+; o Qualquer substância que tenha H pode ser um potencial ácido de Brønsted-Lowry; • Devido à estrutura molecular, normalmente um H em uma molécula é mais fácil de transferir do que em outras; • O HCl(aq) é ácido por que o HCl transfere um H+ para a H2O, formando íons H3O+; (1) • Segundo o conceito de de Brønsted-Lowry, bases são aceitadores de H+; o Qualquer substância que tenha átomos com pares isolados pode potencialmente ser uma base de Brønsted-Lowry; • Devido à estrutura molecular, normalmente um átomo em uma molécula está mais propenso a receber H+ do que outras; • O NH3(aq) é básico por que o NH3 aceita um H+ da H2O, formando OH–(aq); (2) Observe que: • Na reação (1) a água age como uma base, aceitando um H+ do acido; • Na reação (2) a água age como ácido, doando o H+ para a base. HCl se ioniza em água produzindo íons H+ e Cl–. NaOH se dissocia em água produzindo íons Na+ e OH–. Ácido de Arrhenius Base de Arrhenius HCl(aq) + H2O(l) ! Cl–(aq) + H3O+(aq) ácido base NH3(aq) + H2O(l) ! NH4+(aq) + OH–(aq) base ácido [IC – 348 – QUÍMICA GERAL PROF. ANTONIO GERSON BERNARDO DA CRUZ] 117 o A água pode se comportar tanto como ácido quanto como base. • Substâncias que podem se comportar tanto como ácidos quanto como bases são chamadas de substâncias anfóteras; Pares Conjugados de Brønsted-Lowry Considere (3) • Após o HA (ácido) perder seu próton ele é convertido em A- (base). Conseqüentemente o HA e o A- são pares ácido-base conjugados. • Após a H2O (base) receber um próton, ela é convertida em H3O+ (ácido). Conseqüentemente, a H2O e o H3O+ são pares ácido-base conjugados. • Pares ácido-base conjugados são espécies químicas que diferem entre si apenas em um íon hidrogênio, H+. Exemplos: Doa H+ ácido Recebe H+ base Recebe H+ base Doa H+ ácido Pares ácido-base conjungados Pares ácido-base conjungados Pares ácido-base conjungados Pares ácido-base conjungados [IC – 348 – QUÍMICA GERAL PROF. ANTONIO GERSON BERNARDO DA CRUZ] 118 • De acordo com a definição de Brønsted-Lowry, ácidos e bases estão intimamente relacionados, pois, se alguma espécie atua como ácido, uma outra substância deve atuar como base para aceitar o próton. • Uma das vantagens da teoria de Brønsted-Lowry é que as reações são reversíveis H–A + :B ↔ :A– + H–B+ • A base original tem um H+ extra depois da reação – logo, passará a ser um ácido na reação inversa; • O ácido original tem agora um par isolado de elétrons depois da reação – logo será uma base na reação inversa :A– + H–B+ ↔ H–A + :B Teoria ácido-base de Lewis Gilbert Newton Lewis (1875 – 1946) propôs uma nova definição mais geral de ácidos e bases Baseia-se no compartilhamento de um par de elétrons; • Ácido de Lewis é um receptor de par de elétrons (eletrófilo); o Espécie deficiente em elétrons; • Base de Lewis é um doador de par de elétrons (nucleófilo); o Deve ter um par de elétrons isolados; • Quando uma base de Lewis doa elétrons do par isolado para o ácido de Lewis, forma-se uma ligação covalente coordenada entre as moléculas; • Os ácidos de Lewis geralmente têm um octeto incompleto (por exemplo, BF3). • Os íons de metal de transição geralmente são ácidos de Lewis. • Os ácidos de Lewis devem ter um orbital vazio (para o qual os pares de elétrons possam ser doados). Ácido de Lewis Base de Lewis Ácido sulfúrico • BF3 + HF ! H+1BF4-1 • CaO + SO3 ! Ca+2SO4-2 • KI + I2 ! KI3 F B F F H F •• •• •• + F B F F F -1 H+1 Base de Lewis Ácido de Lewis O S O O •• •• Ca+2 O -2•• •• + O S O O O -2 Ca+2 I I K+1 I -1 •• •• •• •• + K+1 I I I -1 Ácido de Lewis Base de Lewis Base de Lewis Ácido de Lewis [IC – 348 – QUÍMICA GERAL PROF. ANTONIO GERSON BERNARDO DA CRUZ] 119 • Os compostos com ligações π podem agir como ácido de Lewis.• O sistema de pares ácido e base de Lewis contempla todos os tipos de comportamentos ácido-base descritos anteriormente. Alem disso, pode ser aplicado independentemente do solvente e do estado de agregação da matéria. A força dos ácidos Ionização dos Ácidos • A ionização de um ácido é a reação do ácido com a molécula de água, produzindo o cátion H3O+. A ionização também é uma maneira de determinar a força de um ácido. Quanto maior a capacidade de se ionizar (grau de ionização, α) em água, mais forte é um ácido. • Para ácidos polipróticos, ácidos que possui mais de um hidrogênio ionizável, a ionização ocorre em etapas sendo que para cada etapa temos um valor para α. Força de um ácido segundo o grau de ionização (α) • Ácidos fortes α > 50% Exemplos: HClO4, HNO3, H2SO4, HBr, HCl; • Ácidos moderados 5% < α < 50% Exemplos: H3PO4, H2SO3, HF; • Ácidos fracos α < 5% Exemplos: H2CO3, HCN, CH3COOH. o Para que possamos comparar a força dos ácidos por meio do grau de dissociação torna-se necessário que todos estejam na mesma concentração. Força dos ácidos de Bronsted-Lowry • Quanto mais forte é o ácido, mais fraca é a base conjugada; o O H+ é o ácido mais forte que pode existir no equilíbrio em solução aquosa; o O OH- é a base mais forte que pode existir no equilíbrio em solução aquosa. • A base conjugada de um ácido forte (por exemplo, Cl-) tem propriedades ácido-base desprezíveis. • O ácido conjugado de uma base forte tem propriedades ácido-base desprezíveis. • Uma maneira mais adequada de definir quantitativamente a força de ácidos (moderados e fracos) é por meio do conceito de constante de equilíbrio que será visto mais adiante. [IC – 348 – QUÍMICA GERAL PROF. ANTONIO GERSON BERNARDO DA CRUZ] 120 Classificação dos ácidos e nomenclatura Quanto à natureza do ácido • Orgânicos - são compostos que contêm em sua estrutura o grupamento carboxílico: o O hidrogênio ligado ao átomo de oxigênio do grupo carboxila é considerado o hidrogênio ionizável do ácido, desta forma na sua ionização, teremos: -COOH → H+ + -COO- • Inorgânicos - são de origem mineral. Ex.: HCl, HF, HCN, H2SO4, H3PO4, etc. Quanto à presença de oxigênio na molécula Ácidos binários ou hidracidos – ácidos que possuem o hidrogênio ácido ligado a um não -metal; Oxiácidos – ácidos que possuem o hidrogênio ácido ligado a um átomo de oxigênio Nomenclatura • O nome de um ácido é feito basicamente da seguinte forma: Ácido + nome do elemento + terminação ídrico, ico ou oso; Ácidos binários ou hidrácidos: Ácido + nome do elemento + terminação ídrico Exemplos: HCl = ácido clorídrico; HBr = ácido bromídrico; HCN = ácido cianídrico; H2S = ácido sulfídrico; HI = ácido iodídrico Oxiácidos: Em geral, um mesmo elemento pode formar mais de uma tipo de oxiácido (HClO4, HClO3, HClO2 e HClO). Neste caso, para nomeá-los, utiliza-se a derivação da nomenclatura do ânion que compõe o ácido. Ácido clorídrico Ácido sulfúrico Ácido nítrico [IC – 348 – QUÍMICA GERAL PROF. ANTONIO GERSON BERNARDO DA CRUZ] 121 o Os ânions poliatômicos (com muitos átomos) que contêm oxigênio têm a terminação -ato ou -ito. (Aquele com mais oxigênio é chamado -ato) Exemplos: NO3- = nitrato, NO2- = nitrito. • Os ânions poliatômicos contendo oxigênio com mais de dois membros na série são denominados como se segue (em ordem decrescente de oxigênio): • A nomenclatura de oxiácidos está relacionada com os nomes dos ânions: o -ato transforma-se em ácido -ico; o -ito transforma-se em ácido -oso. • Em resumo: Alguns ânions poliatômicos: AsO33- arsenito AsO43- arseniato BO33 borato CH3COO- ou C2H3O2- acetato CN- cianeto CO32- carbonato HCO3- hidrogeno carbonato ou bicarbonato C2O42- oxalato ClO- hipoclorito ClO2- clorito ClO3- clorato ClO4- perclorato CrO42- cromato Cr2O72- dicromato MnO4- permanganato ________eto (cloreto, Cl-) per________ato (perclorato, ClO4-) ________ato (clorato, ClO3-) ________ito (clorito, ClO2-) hipo________ito (hipoclorito, ClO-) Ânion simples + átomo de O - átomo de O - átomo de O Oxiânion Ânion H+_______eto (cloreto, Cl-) Ácido _______ídrico (ácido clorídrico, HCl) Ácido _______ato (clorato, ClO3-) Ácido _______ico (ácido clorico, HClO3) -[O] per_______ato (cloreto, ClO4-) Ácido per_______ico (ácido perclorico, HClO4) +[O] _______ito (clorito, ClO2-) Ácido _______oso (ácido cloroso, HClO2) -[O] hipo_______ito (hipoclorito, ClO-) Ácido hipo_______oso (ácido hipocloroso, HClO) H+ H+ H+ H+ [IC – 348 – QUÍMICA GERAL PROF. ANTONIO GERSON BERNARDO DA CRUZ] 122 MnO42- manganato MoO42- molibidato NO2- nitrito NO3- nitrato O22- peróxido OH- hidróxido PO43- fosfato HPO42- hidrogeno fosfato ou bifosfato H2PO4- dihidrogeno fosfato SCN- tiocianato SO32- sulfito HSO3- hidrogeno sulfito SO42- sulfato HSO4- hidrogeno sulfato ou bissulfato S2O32- tiossulfato Classificação das bases Quanto ao número de hidroxilas • Monobase → uma hidroxila na fórmula da base. o Ex.: NaOH, KOH, AgOH, etc. • Dibase → duas hidroxilas na fórmula da base. o Ex.: Ca(OH)2, Mg(OH)2, Zn(OH)2, etc. • Tribase → três hidroxilas na fórmula da base. o Ex.: Al(OH)3, Fe(OH)3, Mn(OH)3, etc. • Tetrabase → quatro hidroxilas na fórmula da base. o Ex.: Mn(OH)4, Sn(OH)4, Pb(OH)2, etc. Nomenclatura de bases Dependendo do cátion que vai formar a bases, podemos ter dois procedimentos para nomeá-la: • Para cátions que apresentam apenas uma valência: Hidróxido de nome do cátion o Os cátions que formam uma única base são: metais da família 1A e 2A, Ag+, Zn2+, Al3+ e NH4+ (amônio). Exemplos: NaOH → hidróxido de sódio AgOH → hidróxido de prata Ca(OH)2 → hidróxido de cálcio Zn(OH)2 → hidróxido de zinco Al(OH)3 → hidróxido de alumínio NH4OH → hidróxido de amônio [IC – 348 – QUÍMICA GERAL PROF. ANTONIO GERSON BERNARDO DA CRUZ] 123 • Para cátions que apresentam mais de uma valência: • Nesse caso, existem dois procedimentos para nomear a base: • O método atualmente preferido para nomear íons de metais que têm cargas diferentes é denominado sistema Stock. o Utiliza-se o nome do metal seguido, sem nenhum espaço, pelo valor da carga (valência do cátion) em algarismos romanos entre parênteses. Hidróxido de nome do cátion(valência do cátion em algarismo romano) • Outra maneira é utilizar os sufixos ico e oso para indicar qual será a valência dos cátions: Hidróxido de nome do cátion + sulfixo • ico – valência maior • oso – valência menor Exemplos: AuOH → hidróxido de ouro(I) ou auroso Au(OH)3 → hidróxido de ouro(III) ou aúrico CuOH → hidróxido de cobre(I) ou cuproso Cu(OH)2 → hidróxido de cobre(II) ou cúprico Fe(OH)2 → hidróxido de ferro(II) ou ferroso Fe(OH)3 → hidróxido de ferro(III) ou férrico Pb(OH)2 → hidróxido de chumbo(II) ou plumboso Pb(OH)4 → hidróxido de chumbo(IV) ou plúmbico COMPOSTOS IÔNICOS BINÁRIOS • Ácidos e bases muitas vezes são vistos como opostos pois dependendo da proporção em que são misturados, um anula o efeito do outro. Esse tipo de reação é conhecida como reação de neutralização. • Nesta classe de reação o cátion H+ do ácido combina-se com o ânionOH- da base, formando água. O ânion resultante da ionização do ácido e o cátion da base forma um composto iônico denominado sal. ácido + base → sal + água • Sais são substâncias iônicas que apresentam um cátion diferente de H+ e um ânion diferente de OH-. 2 HNO3(aq) + Ca(OH)2(aq) → Ca(NO3)2(aq) + 2 H2O(l) • São constituídos de partículas carregadas (íons); • Quando o resultado da reação for um sal pouco solúvel, observa-se a formação de um precipitado em solução. Fórmula e Nomenclatura Formula dos compostos iônicos • Para que os compostos iônicos sejam eletricamente neutros, a soma das cargas no cátion e no ânion em cada unidade da fórmula deve ser igual a zero. • Ex: Brometo de potássio. [IC – 348 – QUÍMICA GERAL PROF. ANTONIO GERSON BERNARDO DA CRUZ] 124 O cátion K+ e o ânion Br- se combinam para formar o composto iônico brometo de potássio. A soma das cargas é (+1) + (-1) = 0. A fórmula será KBr. • Se as cargas no cátion e no ânion forem numericamente diferentes, aplicamos a seguinte regra para tornar a fómula eletricamente neutra: O subscrito do cátion será numericamente igual à carga do ânion e o subscrito do ânion será numericamente igual à carga do cátion. • Ex: Óxido de alumínio: O cátion Al3+ e o ânion O2-. A soma das cargas será 2(+3) + 3(-2) = 0, a fórmula do composto é Al2O3. • O iodeto de zinco: O cátion Zn2+ e o ânion I- se combinam para formar o composto iodeto de zinco. A soma das cargas deve ser igual a zero, (+2) + (-1) = +1. Para torná-lo neutro, multiplicamos a carga negativa por 2 então: (+2) + (2x-1) = 0. A fórmula do composto será ZnI2. Nomenclatura dos compostos iônicos • A nomenclatura é obtida a partir do nome do ânion (o nome do ânion se origina na nomenclatura • do ácido, substituindo-se os sufixos). O nome do ânion será derivado do ácido, conforme a tabela abaixo: • Para determinar o nome dos sais utiliza-se o seguinte esquema: Nome do sal : ........................................... de ................................... nome do ânion nome do cátion Ex: NaCl – cloreto de sódio KNO2 – nitrito de potássio SnCl2 – cloreto de estanho II ou cloreto estanoso Na2HPO3 – fosfito de sódio • Para hidrogeno-sais, indica-se o número de H+ pelas expressões (mono), di, tri-hidrogeno. Nome do sal :.......................... hidrogeno ........................................... de ................................... mono, di ou tri nome do ânion nome do cátion Ex: NaH2PO4 – dihidrogeno fosfato de sódio Na2HPO4 – (mono)hidrogeno fosfato de sódio KHCO3 – hidrogeno carbonato de potássio Ca(H3P2O7)2 – trihidrogeno pirofosfato de cálcio Al3+ O2- Al2O3 Ânion H+_______eto (cloreto, Cl-) Ácido _______ídrico (ácido clorídrico, HCl) Ácido _______ato (clorato, ClO3-) Ácido _______ico (ácido clorico, HClO3) -[O] per_______ato (cloreto, ClO4-) Ácido per_______ico (ácido perclorico, HClO4) +[O] _______ito (clorito, ClO2-) Ácido _______oso (ácido cloroso, HClO2) -[O] hipo_______ito (hipoclorito, ClO-) Ácido hipo_______oso (ácido hipocloroso, HClO) H+ H+ H+ H+ [IC – 348 – QUÍMICA GERAL PROF. ANTONIO GERSON BERNARDO DA CRUZ] 125 Sn(HSO4)2 – hidrogeno sulfato de estanho II ou hidrogeno sulfato estanoso • Detalhe: Os hidrogeno sais derivados de diácidos (2 hidrogênios ionizáveis), recebem o prefixo bi em substituiçãoo ao prefixo (mono) hidrogeno: Ex: NaHCO3 – Bicarbonato de sódio • Indica-se o número de hidroxilas (OH ) pelas expressões (mono), di, tri hidroxi. Nome do sal :.......................... hidroxi ........................................... de ................................... mono, di ou tri nome do ânion nome do cátion Ex: Al(OH)Cl2 – hidroxi cloreto de alumínio Al(OH)2Cl – dihidroxi cloreto de alumínio • Nos sais duplos quanto ao cátion: usa-se o nome do ânion seguido dos nomes dos dois cátions. Ex: KNaSO4 – sulfato de sódio e potássio K2NaPO4 – fosfato de dipotássio e sódio ou fosfato dipotássico monosódico. • Nos sais duplos quanto ao ânion : usa-se o nome dos dois ânions seguido do nome do cátion. Ex: CaBrCl – cloreto brometo de cálcio Al(SO4)Cl – cloreto sulfato de alumínio • Quando o metal apresentar mais de uma valência, devemos indicá-la em algarismo romano (sistema Stock) ou utilizar-se dos sufixos ico (valência maior) ou oso (valência menor). Ex: FeCl3 – cloreto de ferro(III) ou cloreto férrico FeCl2 – cloreto de ferro(II) ou cloreto ferroso. • No caso de hidratos (sais hidratados), as moléculas de água fazem parte da estrutura cristalina do sal. A quantidade dessas moléculas de água na estrutura recebem um prefixo grego mono (1), di (2), tri (3), tetra (4), penta (5), hexa (6) seguido da palavra hidratado. Ex: CuSO4.5H2O – sulfato de cobre pentaidratado CaSO4.2H2O – sulfato de cálcio diidratado Solubilidade dos sais • Muitos compostos iônicos, como o NaCl, possuem boa solubilidade em água temperatura ambiente. Dependendo da substância haverá uma quantidade máxima que se dissolverá em uma certa quantidade de água – limite de solubilidade. • Outros compostos iônicos, como o AgCl, é praticamente insolúvel em água a temperatura ambiente; • Dizemos que, quando compostos se dissolvem perceptivelmente em um solvente trata-se de substâncias solúveis; • Se a dissolução é tão pequena que não conseguimos perceber, dizemos tratar-se de uma substância praticamente insolúvel. o O grau de solubilidade depende da temperatura. Quando um composto se dissolverá? • A melhor maneira de prever a solubilidade é realizar alguns experimentos para testar qual composto se dissolverá em água e, então, desenvolver algumas regras baseadas nos resultados dos experimentos (método empírico). Solubilidade de algumas substâncias Todos os ácidos inorgânicos são solúveis. Todos os nitratos (NO3-), nitritos (NO2-), permanganatos (MnO4-) são solúveis. Todos os sais de metais alcalinos e amônio (NH4+ ) são solúveis. [IC – 348 – QUÍMICA GERAL PROF. ANTONIO GERSON BERNARDO DA CRUZ] 126 Exceções: Alguns sais de Li Ex: LiCO3, LiF Os cloretos (Cl-), brometos (Br-), e iodetos (I-) geralmente são solúveis. Exceções: prata (Ag+), mercúrio(I) (Hg+) e chumbo(II) (Pb+). Os sulfatos geralmente são solúveis. Exceções: bário (Ba2+), estrôncio (Sr2+) e chumbo(II) (Pb2+). Os acetatos (CH3COO-) são solúveis Exceção: prata (Ag+) Os hidróxidos (OH-) são insolúveis. Exceções: os de metais alcalinos, o de amônio (NH4+) e o de bário (Ba+2), de cálcio (Ca+2) e o de estrôncio (Sr+2). Os carbonatos (CO32-), os fosfatos (PO43-), cianetos (CN-), oxalatos (C2O42-) são insolúveis. Exceções: os de metais alcalinos e de amônio. Os sulfetos (S2-) são geralmente insolúveis. Exceções: os de metais alcalinos, de amônio e de metais alcalinos terrosos. Eletrólitos – fortes e fracos • O conteúdo de íons livres que uma substância apresenta determinará se ela é uma solução de eletrólito forte ou fraco. • Substância que se dissolvem em água formando uma solução que conduz eletricidade são chamados eletrólitos. o Se a dissociação dos íons é completa – o eletrólito é forte; o Se a dissociação dos íons é incompleta – o eletrólito é fraco; • Substância que se dissolvem em água formando uma solução que não conduz eletricidade são chamados não-eletrólitos. Não-eletrólito Eletrólito forteEletrólito fraco [IC – 348 – QUÍMICA GERALPROF. ANTONIO GERSON BERNARDO DA CRUZ] 127 Fluxograma para dar nomes aos compostos moleculares e iônicos ÓXIDOS • Óxidos são substâncias nas quais o oxigênio é o elemento mais eletronegativo. • Existe uma grande diversidade de compostos diferentes classificados como óxidos, uma vez que o único elemento mais eletronegativo do que o oxig6enio é o flúor; • Devido à alta reatividade do oxigênio, este reage com praticamente todos os elementos formando óxidos; • Os óxidos podem ter: • Caráter mais iônico: Óxidos formados por metais; • Caráter mais covalente: Óxidos formados por não-metais. Exemplos: CO, CO2, SO2, CaO, Li2O, Fe2O3, AlO3, HgO, ZnO, LiCoO2 Nomenclatura Óxidos formados por oxigênio ligado a não–metal Prefixo que indica o no. de átomos de O Mono, di, tri, tetra etc. Óxido de + Prefixo grego que indica o no. de átomos do outro elemento di, tri, tetra etc. Nome do outro elemento menos eletronegativo O composto contém um metal? É um composto iônico. O metal forma mais de um íon positivo? Use o sistema Stock para identificar a carga do íon metálico. Use o nome do metal em português. O ânion consiste em apenas um elemento? Nomeie o ânion como um dos ânions poliatômicos. Nomeie o ânion não-metálico adicionando eto ao nome do não- metal. O composto contém o íon amônio, NH4+ É um composto iônico É um composto molecular. Nomeie o composto como -eto de hidrogênio inserindo o nome do não-metal no lugar do hífen. Nomeie o composto usando os prefixos di, tri etc. INÍCIO SIM SIM SIM SIM SIM NÃO NÃO NÃO NÃO NÃO Um dos elementos é o hidrogênio? [IC – 348 – QUÍMICA GERAL PROF. ANTONIO GERSON BERNARDO DA CRUZ] 128 Exemplos: CO → monóxido de carbono CO2 → dióxido de carbono NO2 → dióxido de nitrogênio N2O → monóxido de dinitrogênio N2O3 → trióxido de dinitrogênio Óxidos formados por oxigênio ligado a metal. • Para óxidos onde o metal tem valência fixa: Óxido de nome do metal • Metais com carga fixa: Metais alcalinos (1A) + 1 Metais alcalinos terrosos (2A) + 2 Ag = +1, Zn = +2 e Al = +3 Exemplos: Na2O → óxido de sódio CaO → óxido de cálcio Al2O3 → óxido de alumínio K2O → óxido de potássio MgO → óxido de magnésio • Para óxidos onde o metal tem valência variável. o Utiliza-se o sistema Stock. Óxido de nome do metal(valência do metal em algarismos romanos) Ou ainda, Óxido de nome do metal sufixo ico ou oso • Metais com carga variável: Ouro (Au+ e Au3+) Cobre (Cu+ e Cu2+) Ferro (Fe2+ e Fe3+) Chumbo (Pb2+ e Pb4+) Exemplos: Au2O3 → óxido de ouro(III) ou aúrico Cu2O → óxido de cobre(I) ou cuproso Fe2O3 → óxido de ferro(III) ou férrico [IC – 348 – QUÍMICA GERAL PROF. ANTONIO GERSON BERNARDO DA CRUZ] 129 PbO2 → óxido de chumbo(IV) ou plúmbico Comportamento químico dos óxidos Óxidos ácidos ou anidros • São óxidos moleculares que quando reagem com a água, produzem um ácido correspondente, ou reagem com uma base, produzindo sal e água. • Os óxidos ácidos, como são obtidos a partir dos ácidos, pela retirada de água, são denominados de anidridos de ácidos. • Geralmente são óxidos de elementos não metálicos que apresentam caráter covalente. óxido ácido + água → ácido H2CO3 + 2 NaOH → Na2CO3 + 2 H2O óxido ácido + base → sal + água CO2 + 2 NaOH → Na2CO3 + 2 H2O Óxidos básicos • São óxidos iônicos de metais alcalinos e metais alcalinos terrosos, que quando dissolvidos em água, produzem uma base, ou reagem com um ácido, produzindo sal e água. • A maioria dos óxidos metálicos tem caráter predominantemente iônico, sendo o oxigênio na forma aniônica O2-. óxido básico + água → base 3 Ca(OH)2 + 2 H3PO4 → Ca3(PO4)2 + 6 H2O óxido básico + ácido → sal + água 3 CaO + 2 H3PO4 → Ca3(PO4)2 + 3 H2O Óxidos anfóteros • São óxidos que podem se comportar ora como óxido básico, ora como óxido ácido. Exemplos: ZnO, Al2O3, SnO, SnO2, PbO e PbO2. ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O ZnO + 2NaOH → Na2ZnO2 + H2O Óxidos neutros • São óxidos que não reagem com água, base ou ácido. Tem caráter covalente onde o não metal apresenta baixo numero de oxidação. • São basicamente três óxidos: CO, NO, N2O. [IC – 348 – QUÍMICA GERAL PROF. ANTONIO GERSON BERNARDO DA CRUZ] 130 Óxidos mistos • São óxidos de fórmula geral M3O4 (sendo M um metal dos grupos III e IVA ou de transição), • formados pela associação de dois óxidos diferentes do elemento M. Correspondem aos minérios onde óxidos do mesmo metal, com valências diferentes, encontram-se misturados e cristalizados numa proporção constante. • São óxidos metálicos, iônicos e sólidos nas condições ambientes. • O exemplo mais comum desse tipo de óxido é o Fe3O4, constituído pelos óxidos FeO + Fe2O3. O Fe3O4 é denominado magnetita, pois é a "pedra-ímã natural”. • Um outro exemplo é o Pb3O4, constituído pelos óxidos 2PbO + PbO2. O Pb3O4 é conhecido como zarcão e é normalmente utilizado para pintura de fundo em superfícies metálicas, com a finalidade de evitar a formação de ferrugem. Estrutura dos óxidos • De acordo com a estrutura, os óxidos podem ser classificados em óxidos normais, peróxidos e superóxidos; Óxidos normais • Considerando a fórmula empírica MxOy, os óxidos normais são aqueles que apresentam apenas ligações M – O ou M = O nos compostos covalentes ou o íon O2-(número de oxidação = -2) nos compostos iônicos. Peróxidos • São óxidos que apresentam a estrutura -O – O-, O2-2, isto é, dois átomos de oxigênio ligados diretamente. • Os peróxidos mais comuns envolvem o hidrogênio, os metais alcalinos e os metais alcalino – terrosos. • A nomenclatura de um peróxido é semelhante à dos óxidos, bastando substituir a palavra óxido por peróxido: o H2O2 → peróxido de hidrogênio (água oxigenada) o Na2O2 → peróxido de sódio o CaO2 → peróxido de cálcio • Apenas o H2O2 é molecular, todos os demais são iônicos. Os peróxidos que reagem com: • água, produzindo base e peróxido de hidrogênio: Na2O2 + 2 H2O → 2 NaOH + H2O2 • ácido, produzindo sal e peróxido de hidrogênio: Na2O2 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O2 • Os peróxidos são agentes oxidantes fortes. o Peróxidos como o Na2O2 são usados para purificar o ar em ambientes fechados como em submarinos, retirando o CO2 e produzindo O2: 2 Na2O2 + 2 CO2 → 2 Na2CO3 + O2 Superóxidos • Os superóxidos são óxidos iônicos que possuem valência -1/2. São formados pelos metais alcalinos e alcalino-terrosos. • A nomenclatura de um superóxido é semelhante à dos óxidos, bastando substituir a palavra óxido por superóxido: o Na2O4 ou NaO2 → superóxido de sódio o CaO4 → superóxido de cálcio.
Compartilhar