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* * Funções inorgânicas QUÍMICA GERAL * * Substâncias Químicas As substâncias química são divididas em dois grupos fundamentais: Substâncias orgânicas – É a química do carbono. A substâncias existentes nos seres vivos. Substâncias inorgânicas (ou minerais) * * Substâncias inorgânicas As substâncias inorgânicas foram divididas em grupos menores, denominados funções químicas inorgânicas. funções químicas – É um conjunto de substâncias que apresentam propriedades químicas semelhantes, chamadas de propriedades funcionais. As funções químicas inorgânicas que iremos estudar são: Ácidos Bases Sais Óxidos * * Alguns conceitos importantes Dissociação e ionização: Dissociação iônica ou dissociação eletrolítica: É separação de íons já existentes no composto. Ex: NaCl Na+Cl- → Na+ + Cl- Ionização: É uma reação química que ocorre entre moléculas produzindo íons que não existiam anteriormente. Ex: HCl HCl → H+ + Cl- água água * * Alguns conceitos importantes Grau de ionização: A extensão da ionização depende da substância considerada. De cada 100 moléculas de HCl que colocarmos em água, 92 se ionizam em H+ e Cl-. De cada 100 moléculas de HF dissolvida em água, apenas 8 se ionizam em H+ e F-. Para medir a maior ou menor extensão de uma ionização, usa-se o chamado grau de ionização (ou o grau de dissociação iônica) que é representado pela letra . = Número de moléculas ionizadas Número de moléculas dissolvidas no caso do HCl: = ? no caso de HF: = ? * * Alguns conceitos importantes O grau de ionização varia entre 0 e 1 (0% e 100%). Valores de próximo de zero, significa que a substância está pouco ionizada, eletrólito fraco. Valores de próximo de 1, a substância está bastante ionizada, eletrólito forte. Eletrólito?? * * Ácidos Do ponto de vista prático, os ácidos apresentam as seguintes características: têm sabor azedo formam soluções aquosas condutoras de eletricidade mudam a cor de certas substâncias Os ácidos são muito comuns em nosso dia-a-dia: exemplos Do ponto de vista teórico, Arrhenius definiu os ácidos como: Compostos que em solução aquosa se ionizam, produzindo como íon positivo apenas cátion hidrogênio (H+) HCl → H+ + Cl- H2SO4 → 2H+ + SO42- água água Classificação dos Ácidos * * Atualmente, na verdade, em solução aquosa, o cátion H+ se une a uma molécula de água formando o íon H3O+, chamado de hidrônio ou hidroxônio: HCl + H2O → H3O++ Cl- H2SO4 + H2O → 2H3O+ + SO42- Classificação dos ácidos: De acordo com o número de hidrogênios ionizáveis Monoácidos: na ionização a molécula produz apenas 1H+ (HCl, HNO3 etc) Diácidos:na ionização a molécula produz apenas 2H+ (H2SO4, H2CO3 etc) Triácidos:na ionização a molécula produz apenas 3H+ (H3PO4, H3BO3 etc) Tetrácidos:na ionização a molécula produz apenas 4H+ (H4P2O7, H4SiO4 etc) Os ácidos com 2 ou mais hidrogênios ionizáveis são denominados poliácidos. Classificação dos Ácidos * * De acordo com a presença ou não de oxigênio na molécula Hidrácidos: Não contêm oxigênio Ex: HCl, HBr, H2S etc.) Oxiácidos: Contêm oxigênio Ex: HNO3 , H2SO4, H2CO3 etc. De acordo com o grau de ionização Ácidos fortes: quando > 50%. Ex: HCl (=92%), H2SO4 (=61%) Ácidos moderados ou semifortes: quando 5< < 50%. Ex: HF (=8%), H3PO4 (=27%) Ácidos fracos: quando < 5%. Ex: HCN (=0,008%), H2CO3 (=0,18%) Classificação dos Ácidos * * Classificação dos Ácidos Quanto ao grau de ionização – α → Oxiácidos: quanto maior a diferença entre o número de oxigênios e o número de hidrogênios, mais forte é o ácido. Representando um oxiácido por HnEOm, temos: m – n = 3 → ácido muito forte. Exemplos: HClO4, HMnO4 m – n = 2 → ácido forte. Exemplos: HNO3, H2SO4 m – n = 1 → ácido semi-forte. Exemplos: H 3PO4, H 2SO3 m – n = 0 → ácido fraco. Exemplos: HClO, H3PO3, H3BO3 Exceção: ácido carbônico (H 2CO3) é considerado ácido fraco, apesar de m – n = 1 * * Quanto à volatilidade Voláteis – possuem baixo ponto de ebulição. Exemplos: HCl, H2S, HCN, HNO3. Fixos – possuem alto ponto de ebulição. Exemplos: H2SO4, H 3PO4, H 3BO3. Classificação dos Ácidos * * Nomenclatura dos Ácidos → Hidrácidos ( Hn A ): Ácidos + ídrico Radical do Elemento Exemplos: ácido clorídrico (HCl) ácido fluorídrico (HF) ácido sulfídrico (H2S) -ácido cianídrico (HCN) * * Nomenclatura dos Ácidos → Oxiácidos: De acordo com o elemento central temos o prefixo OSO para o menor NOx (Número de Oxidação) e ICO para o maior Nox. Exemplos: - Coluna 14 ou 4A: - ácido carbônico (H2CO3) - carbono (C) com Número de Oxidação (NOx) = +4 (único ácido inorgânico com carbono). - Coluna 15 ou 5A: ácido nitroso (HNO2) - nitrogênio (N) com NOx = +3; ácido nítrico (HNO3) - nitrogênio (N) com NOx = +5. * * Nomenclatura dos Ácidos - Coluna 16 ou 6A: ácido sulfuroso (H2SO3) - enxofre (S) com NOx = +4; ácido sulfúrico (H2SO4) - enxofre (S) com NOx = +6. - Coluna 17 ou 7A: ácido hipocloroso (HClO) - cloro (Cl) com NOx = +1 (o prefixo HIPO é obrigatório quando temos o elemento central com carga 1); ácido cloroso (HClO2) - cloro (Cl) com NOx = +3; ácido clórico (HClO3) - cloro (Cl) com NOx = +5; ácido perclórico (HClO4) - cloro (Cl) com NOx do Cl = +7 (o prefixo PER é obrigatório quando temos o elemento central com carga 7, como em Permanganato de potássio). * * Praticando: 1. Classifique os ácidos abaixo quanto à presença de oxigênio na sua composição, ao número de hidrogênios ionizáveis, grau de ionização (força do ácido) e dê a nomenclatura: a) HNO3 b) HCl c) H2SO4 * * De acordo com Arrhenius: são substâncias que, ao serem dissolvidas em água, liberam exclusivamente os ânions OH- (hidroxila). Os cátions, liberados também nesse processo, variam de uma base para outra. NaOH → Na+(aq) + OH–(aq) Dentre as principais bases, somente o hidróxido de amônio resulta de uma ionização. As demais, resultam da dissociação iônica dos respectivos hidróxidos, quando dissolvidos em água. Bases ou hidróxidos * * Propriedades funcionais das bases Presença do ânion hidroxila (OH–). Com exceção dos hidróxidos de alcalinos, todas as demais bases se decompõem com o calor com relativa facilidade. Apresentam sabor adstringente. Mudam a cor dos indicadores: o papel tornassol vermelho fica azul e a solução de fenolftaleína, quando incolor passa para vermelho. Conduzem corrente elétrica quando dissolvidas em água. Reagem com os ácidos, originando sais e água. * * Classificação das bases Quanto ao número de hidroxilas Monobases – apresentam uma hidroxila como ânion. Exemplos: NaOH, NH4OH Dibases – apresentam duas hidroxilas como ânion. Exemplos: Ca(OH)2, Zn(OH)2, Ba(OH)2. Tribases – apresentam três hidroxilas como ânion. Exemplos: Al(OH)3, Ga(OH)3, Fe(OH)3. * * Quanto ao grau de dissociação Quanto mais solúvel em água a base, mais forte ela será. Bases Fortes – são as bases do grupo 1A e 2A, pois apresentam uma alta solubilidade. Exemplos: LiOH, Ba(OH)2. Bases Fracas – são as bases formadas pelos demais elementos. Exemplos: Zn(OH)2, Fe(OH)3, AgOH. Exceções: NH4OH, que é uma base solúvel porém fraca e o Mg(OH)2 que é uma base insolúvel e fraca. * * Nomenclatura das bases a) quando o cátion possui nox fixo hidróxido de + cátion (nome do metal ou grupo ligado á hidroxila) Exemplo: KOH – hidróxido de potássio b) quando o cátion não apresenta nox fixo hidróxido de + cátion + nox em algarismo romano Exemplos: Fe(OH)2 - hidróxido de ferro II ou hidróxido ferroso - ferro (Fe) com NOx = +2. Fe(OH)3 - hidróxido de ferro III ou hidróxido férrico - ferro (Fe) com NOx = +3; * * Praticando: Classifique as bases a seguir quanto ao número de hidroxilas, ao grau de dissociação, à solubilidade em água e dê suas nomenclaturas: a) KOH b) Mg(OH)2 c) NaOH d) Fe(OH)2 * * Sais São compostos que em meio aquoso se dissociam, liberando pelo menos um cátion diferente de H+ e pelo menos um ânion diferente de OH-. * * Propriedades funcionais Possuem sabor azedo. Conduzem corrente elétrica quando em solução aquosa ou quando fundidos. Podem reagir com ácidos, bases, outros sais e metais. Quase todos apresentam-se em estado sólido ou na forma de cristais. * * Classificação dos sais De acordo com a presença de oxigênio Sais halóides - não possuem oxigênio. Exemplos: NaI, KBr Oxissais - possuem oxigênio. Exemplos: CaCO3, MgSO4 * * Nomenclatura dos sais Obedece à expressão: (nome do ânion) de (nome do cátion) É obtida a partir da nomenclatura do ácido que originiou o ânion participante do sal, pela mudança de sufixos. Sufixo do ácido Sufixo do ânion ídrico eto ico ato oso ito * * Nomenclatura dos sais Exemplos: * * Nomenclatura dos sais Hidrogeno-sal ou sal ácido Exemplo: Na+H+CO32- - NaHCO3 Carbonato(mono)ácido de sódio (mono)hidrogeno carbonato de sódio Bicarbonato de sódio * * Óxido Óxido é todo composto binário oxigenado, no qual o oxigênio é o elemento mais eletronegativo. Fórmula geral: Ex+2 O2-X Exemplos: CO2, H2O, Mn2O7, Fe2O3 * * Classificação dos óxidos Óxidos Básicos Óxidos Ácidos Óxidos Anfóteros Óxidos Neutros Óxidos Duplos Peróxidos Superóxidos * * Óxidos Básicos (metálicos) São formados por metais alcalinos e alcalinos terrosos e pelos demais metais com Nox baixo, reagem com água formando bases e com ácidos formando sal e água. Óxido básico + H2O base CaO + H2O Ca(OH)2 Óxido básico + ácido sal + H2O MgO + 2HCl MgCl2 + H2O * * Óxidos Ácidos (anidridos) São formados por ametais e por certos metais com Nox elevado, reagem com água formando ácidos e com bases formando sal e água. Óxido ácido + H2O ácido N2O5 + H2O 2HNO3 “chuva ácida” SO3 + H2O H2SO4 Óxido ácido + base sal + H2O CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O * * Óxidos Anfóteros São óxidos de caráter intermediário entre ácido e básico. Reagem com ácidos e bases formando sal e água. Óxido anfótero + ácido/base sal + água ZnO + 2HCl ZnCl2 + H2O ZnO + 2NaOH Na2ZnO2 + H2O Exemplos: Al2O3 , ZnO , PbO, SnO, SnO2, As2O3, As2O5 * * Óxidos Neutros (indiferentes) São todos covalentes que não reagem com base, ácido ou água; mas podem reagir com oxigênio. CO + H2O Não ocorre reação NO + HCl Não ocorre reação Óxido Neutro + O2 Oxidação CO + ½O2 CO2 Exemplos: CO, NO, N2O * * Peróxidos São formados por metais alcalinos, alcalinos terrosos e hidrogênio e possuem oxigênio com Nox = -1. M2O2 - MO2 M. Alcalinos M. Alc. Terrosos Exemplos: Na2O2, Li2O2, CaO2, MgO2 * * Superóxidos São formados por metais alcalinos, alcalinos terrosos e hidrogênio e possuem oxigênio com Nox = - ½. M2O4 - MO4 M. Alcalinos M. Alc. Terrosos Exemplos: Na2O4, Li2O4, CaO4, MgO4 * * Nomenclatura dos óxidos Regra geral: (Prefixo) + óxido de (prefixo) + elemento Exemplos: CO monóxido de carbono N2O5 pentóxido de dinitrogênio Nox fixo - óxido de elemento Para metais: Nox - óxido de elemento + valência * * Nomenclatura dos óxidos Exemplos: Na2O – óxido de sódio Al2O3 – óxido de alumínio FeO – óxido de ferro II (óxido ferroso) Fe2O3 – óxido de ferro III (óxido férrico) * * As nuvens vulcânicas são constituídas pelos gases sulfeto de hidrogênio, monóxido de carbono, dióxido de carbono e dióxido de enxofre. O item que contém corretamente as fórmulas dos gases citados acima é: a) H2SO4, CO, CO2 e SO3 b) CaO, H2SO3, CO2 e H2SO4 c) CO, CO2, SO3 e H2SO4 d) H2S, CO, CO2, e SO2 e) H2S, CO, CO2 e SO3 * * * *
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