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Funções Inorgânicas 1 2 Funções Inorgânicas Ácidos Bases Sais Óxidos Hidretos 3 Número de oxidação “O número de oxidação (Nox) de um átomo é a carga que ele teria se suas ligações fossem completamente iônicas.” Considera-se que todos os elétrons compartilhados fiquem ao redor do átomo mais eletronegativo. BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo: Prentice-Hall, 2005. Considere ligação iônica O H [ ] Nox = +1 Nox = -2 Soma dos números de oxidação = -1 4 Compostos iônicos: Nox será igual à própria carga do íon Compostos moleculares: Nox será a carga elétrica aparente que o átomo adquiriria se houvesse a quebra da ligação covalente, e o átomo mais eletronegativo ficasse com os elétrons da ligação. Número de oxidação 5 Em uma transformação química, quando uma determinada espécie química perde elétrons, dizemos que essa espécie química sofreu oxidação. Nesse caso, o Nox vai aumentar. Quando, em uma transformação, uma espécie química ganha elétrons, o Nox dessa espécie vai diminuir. Nesse caso, dizemos que ela sofreu redução. Oxidação: perda de elétrons: aumenta Nox Redução: ganho de elétrons: diminui Nox É importante compreender que não é necessário memorizar os valores de Nox dos elementos, mas sim calculá-los por meio de regras simples, consultando a tabela de Nox sempre que necessário. Número de oxidação 6 Substância Regra Exemplos Substância simples O Nox será sempre zero Al, Fe, O2, Cl2, O3, Br2, Ar, C, I2, H2, etc. Metais alcalinos Quando combinados, Nox será +1 NaCl, CsF Metais alcalino- terrosos Quando combinados, Nox será +2 MgO, CaF, Ca(OH)2 Boro e alumínio Quando combinados, Nox será +3 AlCl3, BF3 Oxigênio Nox igual a -2, exceto em peróxidos H2O, H2SO4 Hidrogênio Quando ligado a ametal, Nox será +1. Quando ligado a metal, Nox será -1. HCl, H2CO3 CaH2, KH Enxofre, telúrio e selênio Nox igual a -2 quando estiverem em compostos binários sem oxigênio H2Te, CS2 Cloro, bromo e iodo Nox igual a -1 em compostos binários sem oxigênio HCl, MgCl 2, CaBr2, HI Flúor Quando combinados, Nox será -1 NaF, CaF2 Principais regras para o cálculo do Nox Número de oxidação 7 Existem elementos que, por possuírem diversas maneiras de se ligar, possuem diversos valores de Nox. Exemplo: Cl, I, Br, Mn, Cr, etc. Número de oxidação 8 Calcule o Nox dos átomos em destaque: a) CO2 b) Cl2 c) NH4Cl d) MnO2 e) Mn2O7 f) C g) CaCO3 h) HCl i) HClO j) HClO2 k) HClO3 l) HClO4 m) NO3 - n) SO2 o) SO4 2- p) H2 q) H2O2 r) Na2S2O3 Número de oxidação 9 Teoria de Arrhenius Fonte: http://www.vestibulandoweb.com.br/quimica/teoria/teoria-de-arrhenius.asp Solução não eletrolítica C12H22O11 não produz íons em solução Solução eletrolítica NaCl produz íons em solução 10 Dissociação iônica: eletrólito iônico Ionização: eletrólito molecular NaCl(aq) Na+(aq) + Cl-(aq) HCl(aq) H+(aq) + Cl-(aq) HCl(aq) + H2O(l) H3O +(aq) + Cl-(aq) separação dos íons do retículo cristalino a dissolução em água possibilita a formação de íons Ionização e dissociação iônica 11 Grau de ionização ou dissociação iônica: α Eletrólitos fortes: existem somente como íons em solução (α é praticamente 100%) Eletrólitos fracos: existem como uma mistura de íons e moléculas não ionizadas em solução. Sais, ácidos fortes e bases fortes Ácidos fracos e bases fracas Caráter molecular α = nº moléculas ionizadas nº moléculas dissolvidas α = nº íons dissociados nº íons dissolvidos 12 Ácidos Segundo Arrhenius: ácido é todo composto molecular que em solução aquosa se ioniza produzindo o cátion H+. HCl(aq) H+(aq) + Cl-(aq) H2SO4(aq) 2H +(aq) + SO4 2-(aq) Segundo Brönsted-Lowry: ácido é uma substância (molécula ou íon) que pode doar um próton para outra substância. HCl(aq) + H2O(l) H3O +(aq) + Cl-(aq) Segundo Lewis: ácido é uma substância receptora de par de elétrons NH3(g) + BF3(g) NH3BF3(s) Borano de amônia 13 Ácidos Propriedades: Sabor azedo; Causam mudanças de coloração em certos indicadores ácido- base (ex: alteram a coloração do papel de tornassol azul para vermelho); Conduzem corrente elétrica quando em soluções aquosas; Quando em solução presentam pH menor que 7; Neutralizam bases formando sal e água. 14 Hidrácidos Ácidos que não possuem oxigênio na fórmula Ácidos HxA H+ Ax- A: ametal x: Nox do ametal Nomenclatura: Ácido ____________ ídrico Nome do elemento Ou derivação Latin ÍDRICO ânion ETO Ex: HCl: ácido clorídrico ânion cloreto HF: ácido fluorídrico ânion fluoreto H2S: ácido sulfídrico ânion sulfeto Cl- F- S2- 15 Oxiácidos Ácidos que possuem oxigênio na fórmula Ácidos HxEOy H + EOy x- E: ametal x: Nox do íon poliatômico y: nº de átomos de oxigênio São formados pela reação de um anidrido (óxido ácido) com a água Anidrido + H2O oxiácido 16 SO2 + H2O H2SO3 Anidrido sulfuroso Ácido sulfuroso Ácidos Oxiácidos SO3 + H2O H2SO4 Anidrido sulfúrico Ácido sulfúrico Nox do S = +4 (menor Nox) Nox do S = +6 (maior Nox) OSO ânion ITO ICO ânion ATO SO3 2- : ânion sulfito SO4 2- : ânion sulfato Apenas dois Nox para o elemento E 17 Aumento do nº de oxigênios Ácidos Oxiácidos per _____ ico _____ico _____oso hipo ____oso Nox +7 +6, +5 +4, +3, +2 +1 Exemplo HClO4 HClO3 HClO2 HClO Ácidos perclórico clórico cloroso hipocloroso Aumento do nº de oxigênios 18 Ácidos Oxiácidos Prefixos orto, meta e piro: Orto: ácido fundamental Meta: quando retira-se 1H2O do ácido orto Piro: retirada de 1H2O de duas moléculas de orto H3PO4: ácido ortofosfórico HPO3: ácido metafosfórico H4P2O7: ácido pirofosfórico - H2O - H2O x2 19 Ácidos Força dos ácidos Hidrácidos (HxA) Fortes Moderados Fracos HI HF H2S HBr HCl HF HCl HBr HI Aumento do raio atômico dos halogênios Ligação mais forte A força da ligação diminui à medida que o tamanho de A aumenta e a eletronegatividade diminui. Força da ligação Acidez (Mais difícil ionizar) HI: ligação mais fraca; mais fácil de ionizar (ácido mais forte) Mesmo grupo Fluor é mais eletronegativo Ligação é mais polar A ligação H – F é mais polar. Esperar-se-ia que HF fosse um ácido muito forte. No entanto, para hidrácidos, a força da ligação é o fator mais importante para se determinara força ácida. 20 Ácidos Força dos ácidos Oxiácidos (HxEOy) Relação y - z x: nº de H y: nº de O z: nº de H ionizáveis H ionizáveis: H2SO4 H3PO4 H3PO3 2 H ionizáveis 3 H ionizáveis 2 H ionizáveis Nem todos os hidrogênios da molécula são ionizáveis, pois a atração da água por grupos pouco polares não é suficiente para quebrar a ligação. 21 Ácidos Força dos ácidos Oxiácidos (HxEOy) Relação y - z x: nº de H y: nº de O z: nº de H ionizáveis Relação Y – Z Força do ácido Exemplos 2 ou 3 Ácido forte HClO4, H2SO4, HMnO4, HNO3 1 Ácido moderado H2SO3, H3PO4, H3PO3, H3PO2 0 Ácido fraco HClO H2CO3 é considerado um ácido fraco por se decompor facilmente em H2O e CO2(g) 22 Ácidos Força dos ácidos Oxiácidos com mesmo átomo central (E): Força ácida nº átomos de O ligados a E H – O – Cl H – O – Cl O O O H – O – Cl O O H – O – Cl O Aumento da força ácida H mais “positivo” Ácido hipocloroso Ácido cloroso Ácido clórico Ácido perclórico Ligação H – O mais polar 23 Ácidos Por que os oxiácidos perdem H+ e não OH-? Ligação covalente Polaridade do grupo hidroxila Interação com água (ionização) 24 Ácidos Ácidos importantes H2SO4: ácido sulfúrico (água de bateria) “O ácido Sulfúrico é tido como um indicador da economia de um país, pois é o produto químico mais utilizado pela indústria. Sua aplicação tem larga escala, desde em fertilizantes e baterias de automóveis, até no refino do petróleo.” Chuva ácida!!! HCl: ácido clorídrico (ácido muriático) – Utilizado na limpeza de superfícies de mármore e peças metálicas (decapagem). – Suco gástrico humano. H3PO4: ácido fosfórico (acidulante) – Usado na indústria de vidros. – Usado em refrigerantes de “cola” Fonte: http://brasilescola.uol.com.br/quimica/uso-Acido- sulfurico-pela-industria.htm 25 Exercícios 1. (PUC-MG) A tabela apresenta algumas características e aplicações de alguns ácidos: As fórmulas dos ácidos da tabela são, respectivamente: a) HCl, H3PO4, H2SO4, HNO3. b) HClO, H3PO3, H2SO4, HNO2. c) HCl, H3PO3, H2SO4, HNO2. d) HClO2, H4P2O7, H2SO3, HNO2. e) HClO, H3PO4, H2SO3, HNO3. 2. Os ácidos, segundo a teoria de ionização de Arrhenius, são compostos moleculares que, ao serem dissolvidos em água, geram íons H+(aq). Como é chamado o processo de formação de íons que ocorre quando um ácido é dissolvido em água? a) Dissociação iônica. b) Ionização. c) Eletrólise. d) Hidratação. e) Eletrolítica. 26 3. Qual das alternativas a seguir indica somente ácidos inorgânicos: a) HCl, H2SO4, CH3CH2COOH. b) H2S, CH3CH2OH, HMnO4. c) CH3OH, H2SO3, H3BO3. e) HF, HCN, H2CO3. 4. Com relação aos oxiácidos, sabe-se que ácidos com sufixo “oso” apresentam um oxigênio a menos que os terminados em “ico”. Com base nisso, assinale a alternativa que completa corretamente os espaços em branco na tabela abaixo respectivamente: a) H2NO3, ácido fosforídrico, ácido sulfuroso b) HNO2, ácido fosforídrico, ácido sulfuroso c) H2NO3, ácido fosfórico, ácido sulfídrico d) HNO2, ácido fosfórico, ácido sulfuroso e) H2NO3, ácido fosfórico, ácido sulfuroso Exercícios 27 5. A água da chuva é naturalmente ácida em virtude da presença normal de CO2(g) (dióxido de carbono) na atmosfera, que reage com a água e forma o ácido de fórmula H2CO3(aq). No entanto, óxidos de enxofre, como o SO2(g), e de nitrogênio, como o NO2(g), contribuem para diminuir ainda mais o pH da água, porque, ao se combinar com ela, eles reagem e formam os ácidos H2SO3(aq) e HNO3(aq). Os nomes respectivos dos três ácidos mencionados são: a) carbônico, sulfúrico e nítrico. b) carbônico, sulfuroso e nítrico. c) carbonoso, sulfuroso e nitroso. d) percarbônico, persulfúrico e nítrico. e) hipocarbonoso, sulfúrico e hiponitroso. Exercícios 6. Indique quatro espécies químicas (íons, moléculas) que existem em uma solução aquosa de ácido acético (CH3COOH). Ácido orgânico 7. Ácido perclórico (HClO4) é um ácido forte. Quais as espécies químicas presentes, em maior concentração, em uma solução aquosa deste ácido? 28 Segundo Arrhenius: base é toda substância que em solução aquosa produz como ânion OH- (hidroxila). NaOH(aq) Na+(aq) + OH-(aq) Ca(OH)2(aq) Ca 2+(aq) + 2OH-(aq) Segundo Brönsted-Lowry: base é uma substância (molécula ou íon) que pode receber um próton. NH3(aq) + H2O(l) NH4 +(aq) + OH-(aq) Segundo Lewis: base é uma substância doadora de par de elétrons NH3(g) + BF3(g) NH3BF3(s) Borano de amônia Bases iônicas normalmente moleculares normalmente 29 Bases Hidróxidos de metais Compostos iônicos Sólidos Os hidróxidos de metais se dissociam para formar íons OH- e cátions de metais Caso particular: NH3 (amônia) NH3(g) + H2O(l) NH4 +(aq) + OH-(aq) Só existe em solução aquosa Base molecular Ligação covalente NH4OH(aq) Hidróxido de amônio 30 Bases Nomenclatura: Hidróxido de ____________ Nome do elemento Exemplo: NaOH: Hidróxido de sódio Ca(OH)2: Hidróxido de cálcio Hidróxido de _______________ Nome do elemento e Nox do metal em romanos ICO - maior Nox OSO - menor Nox Exemplo: Fe(OH)2: Hidróxido de ferro II Hidróxido ferroso Fe(OH)3: Hidróxido de ferro III hidróxido férrico 31 Bases Força das bases Bases fortes: hidróxidos de metais alcalinos (1A) e metais alcalinos terrosos (2A), exceto Mg(OH)2 e Be(OH)2. Caráter iônico menos acentuado Pequeno raio atômico Elevada EI Baixa AE Bases fracas: “NH4OH” e demais bases. Hidróxidos de metais de transição Quanto maior o caráter iônico da ligação Maior a força da base Caráter iônico menos acentuado 32 Bases importantes NaOH: hidróxido de sódio (soda cáustica) – Desentupidor de ralos e esgotos – Fabricação de sabão e detergente Ca(OH)2: Hidróxido de cálcio (cal apagada, hidratada ou extinta) – Neutralização de solos ácidos – Construções Al(OH)3: hidróxido de alumínio – Antiácido estomacal Bases 33 Exercícios 8. Com relação às propriedades das bases de Arrhenius, é incorreto afirmar: a) O hidróxido de amônio é uma base não-metálica, bastante solúvel em água. b) Os metais alcalinos formam monobases com alto grau de dissociação. c) As bases formadas pelos metais alcalinos terrosos são fracas, visto que são moleculares por natureza. d) Os hidróxidos dos metais alcalinos terrosos são pouco solúveis em água. e) Uma base é tanto mais forte quanto maior for o seu grau de dissociação. 9. Escreva o nome das seguintes bases: a) KOH b) Ba(OH)2 c) Fe(OH)2 d) Fe(OH)3 e) Sr(OH)2 f) LiOH g) Pb(OH)2 h) Pb(OH)4 34 10. Qual das afirmativas abaixo se aplica ao hidróxido de amônio? a) É uma base forte, solúvel em água destilada e bem estável em temperaturas altas. b) É uma base fraca, pouco solúvel em água destilada, mas muito estável emfunção da atração elétrica entre os íons NH4 + e OH- c) A molécula do hidróxido de amônio é fortemente polar, tem geometria tetraédrica, com a oxidrila ocupando o centro do tetraedro. d) Na prática, quando se fala do grau de ionização do hidróxido de amônio, refere- se, portanto, ao grau de ionização do NH3. e) É a única base da química inorgânica que, dissolvida em água, origina um meio neutro em função da volatilidade da amônia. Comentários: Não existe hidróxido de amônio isolado, e sim amônia em solução aquosa, formando uma base fraca. Exercícios 35 11. Leia o seguinte texto e responda às perguntas: Vazamento de amônia intoxica 24 Pelo menos 24 pessoas foram internadas com intoxicação por causa de um vazamento de amônia em um abatedouro de aves em Uberaba, Minas. O acidente ocorreu na chegada dos funcionários da empresa [..], uma das maiores do País. O vazamento pode ter sido causado por uma válvula que ficou aberta durante o fim de semana, quando foram realizados serviços de manutenção. Fonte: O Estado de S. Paulo, 10 jan. 2006, p. A16. a) Qual é a fórmula molecular da substância mencionada? b) Qual é o estado físico dessa substância nas condições ambiente? c) Que se pode afirmar sobre ela quando dissolvida em água: é ácido, base ou nenhum dos dois? d) Justifique sua resposta ao item anterior com auxílio de uma equação química. e) O que se pode afirmar sobre o odor dessa substância? f) A substância mencionada é tóxica porque, em contato com a água que existe dentro do nariz e dos pulmões, reage produzindo um íon negativo que é perigoso. Que íon é esse? g) Como se chama o cátion derivado da substância mencionada no texto? Qual sua fórmula? Exercícios 36 Sais Sal: composto inorgânico que em água se dissocia em um cátion diferente de H+ e um ânion diferente de OH- Sais são produtos de reações químicas entre: Base + Ácido Sal + Água NaOH(aq) + HCl(aq) NaCl(aq) + H2O(l) Metal + Ácido Sal + H2 Mg(s) + H2SO4(aq) MgSO4(aq) + H2(g) Óxido ácido + Óxido básico Sal CO2(g) + CaO(s) CaCO3(aq) 37 Sais Íons que formam os sais podem ser: Monoatômicos: F-, Ca2+, Na+ Polioatômicos: SO4 2-, NO3 -, NH4 + Mono Bi Tri Tetra Cátion Na+ Ca2+ Al3+ Sn4+ Ânion F-, NO3 -, ClO- SO4 2- PO4 3- P2O7 4- Orgânicos: CH3COO - Inorgânicos: SO4 2-, Cl-, Na+ 38 Sais Em geral: Formam cristais São solúveis em água Elevados PF e PE Quebradiços Maus condutores de eletricidade no estado sólido Bons condutores de eletricidade quando fundidos ou em solução aquosa (eletrólitos fortes) 39 Sais Nomenclatura: Terminação do ácido Terminação do ânion Exemplo de ácido Exemplo de ânion Exemplo de sal – ídrico – eto Ácido clorídrico HCl Cloreto Cl- Cloreto de sódio NaCl – ico – ato Ácido fosfórico H3PO4 Fosfato PO4 3- Fosfato de magnésio Mg3(PO4)2 – oso – ito Ácido sulfuroso H2SO3 Sulfito SO3 2- Sulfito de cálcio CaSO3 40 Sais Nome do ácido Nox Ânion (átomo central) Sal Hipo_____oso +1 Hipo______ito Hipoclorito de sódio NaClO _________oso +2, +3, +4 ________ito Clorito de sódio NaClO2 _________ico +5, +6 _______ato Clorato de sódio NaClO3 Per_______ico +7 Per_______ato Perclorato de sódio NaClO4 Usando a regra do Nox: 41 12. (ITA) Soluções aquosas de NaCl, NaNO3 e Na2SO4 são três exemplos de: I - Misturas homogêneas; II - Sistemas monofásicos; III - Condutores iônicos; IV - Soluções de eletrólitos fortes. Destas alternativas estão corretas ? a) Apenas I e II. b) Apenas I e III. c) Apenas I e IV. d) Apenas II, III e IV. e) Todas. Exercícios 42 Óxidos Lousa 43 Hidretos Lousa 44 13. Descreva o que são ácidos e bases de acordo com a teoria de Arrhenius e escreva um exemplo de cada, mostrando sua equação em solução aquosa. 14. Explique a diferença entre hidretos iônicos e moleculares e dê dois exemplos de cada. 15. O gás amônia, NH3 (g), é uma substância que tem o comportamento básico nas teorias de Arrhenius e Brönsted-Lowry. Escreva a equação que exemplifique este fato. Justifique. 16. O que são oxiácidos e hidrácidos? Dê exemplos. 17. O que são óxidos? 18. Escreva sobre o tipo de ligação química e dê exemplos para: a) Óxidos básicos b) Óxidos ácidos c) Óxidos neutros 19. O que são os sais? Dê exemplos. Exercícios 45 20. Certa substância, ao interagir com a água, forma uma solução alcalina e melhor condutora de eletricidade que a água pura. Esta substância é: a) Hg b) CO2 c) NO d) Na e) CH3COOH 21. Alguns compostos, quando solubilizados em água, geram uma solução aquosa que conduz eletricidade. I- Na2SO4 II- O2 III- C12H22O11 IV- KNO3 V- CH3COOH VI- NaCl Exercícios eletrólitos Dos compostos ao lado, formam solução aquosa que conduz eletricidade: a) apenas I, IV e VI b) apenas I, IV, V e VI c) todos d) apenas I e VI e) apenas VI 46 22. Considere as afirmações a seguir relativas aos tipos de ligações químicas. I - Num fio de cobre, os elétrons dos níveis de valência dos átomos formam a nuvem eletrônica responsável pela união destes átomos e pela boa condutividade elétrica do metal. II - Substâncias moleculares como os açúcares, têm pontos de fusão mais elevados do que os de substâncias iônicas como os sais. III - Amostras de vinagre conduzem a corrente elétrica porque têm íons em movimento. É possível afirmar que APENAS (A) I é correta. (B) II é correta. (C) III é correta. (D) I e III são corretas. (E) II e III são corretas. . 23. A condutibilidade elétrica de uma solução aquosa depende I. do volume da solução; II. da concentração de íons hidratados; III. da natureza do soluto. Exercícios eletrólitos Dessas afirmações, APENAS (A) I é correta. (B) II é correta. (C) III é correta. (D) I e II são corretas. (E) II e III são corretas 47 24. Os sistemas: I - Fio de cobre metálico: Cu(s); II- Solução aquosa de sulfato de cobre: CuSO4(aq); III - Cloreto de sódio fundido: NaCl(aq); são condutores de eletricidade. As partículas responsáveis pela condução da corrente elétrica, em cada sistema, são, respectivamente, (A) elétrons, íons e íons. (B) elétrons, elétrons e elétrons. (C) átomos, íons e moléculas. (D) cátions, ânions e elétrons. (E) átomos, cátions e ânions. 25. A água destilada torna-se boa condutora de corrente elétrica, se nela for borbulhado gás: (A) N2O (B) H2 (C) SO3 (D) CO (E) He Exercícios eletrólitos 48 26. Considere as seguintes amostras: I - solução aquosa de frutose II - cloreto de sódio sólido III - solução de iodo em tetracloreto de carbono IV - solução aquosa de metanol V - iodeto de potássio liquefeito Qual delas é boa condutora da corrente elétrica? (A) I (B) II (C) III (D) IV (E) V 27. Todas as alternativas apresentam exemplosde partículas carregadas, responsáveis pela condução de eletricidade, EXCETO (A) elétrons ao longo dos planos de átomos de carbono na grafita. (B) elétrons de valência num metal. (C) íons alumínio e fluoreto no fluoreto de alumínio fundido. (D) íons sódio e cloreto num cristal de cloreto de sódio. (E) íons sulfato e cobre numa solução de sulfato de cobre. Exercícios eletrólitos 49 28. O ácido clorídrico puro (HCl) é um composto que conduz muito mal a eletricidade. A água pura (H2O) é um composto que também conduz muito mal a eletricidade; no entanto ao dissolvermos o ácido na água, formamos uma solução que conduz muito bem a eletricidade, o que deve à (A) dissociação da água em H+ e OH. (B) ionização do HCl formando H+ e Cl. (C) transferência de elétrons da água para o HCl. (D) transferência de elétrons do HCl para a água. (E) reação de neutralização do H+ da água com Cl do HCl. 29. A experiência a seguir é largamente utilizada para diferenciar soluções eletrolíticas de soluções não eletrolíticas. O teste está baseado na condutividade elétrica e tem como consequência o acendimento da lâmpada. A lâmpada acenderá quando no recipiente estiver presente a seguinte solução: a) O2(g) b) H2O(g) c) HCℓ(aq) d) C6H12O6(aq) Exercícios eletrólitos 50 30. (Cesgranrio-SP) O ácido clorídrico puro (HCℓ) é um composto que conduz muito mal a eletricidade. A água pura (H2O) é um composto que também conduz muito mal a eletricidade; no entanto, ao dissolvermos o ácido na água, formamos uma solução que conduz muito bem a eletricidade, o que se deve à: a) dissociação da água em H+ e OH-. b) ionização do HCℓ, formando H3O + e Cℓ-. c) transferência de elétrons da água para o HCℓ. d) transferência de elétrons do HCℓ para a água. e) reação de neutralização do H+ da água com o Cℓ- do HCℓ. 31. Em condições ambientes, o cloreto de sódio, NaCℓ, é sólido, e o cloreto de hidrogênio, HCℓ, um gás. Ambos não conduzem corrente elétrica nessas condições, mas podem se tornar eletrólitos quando dissolvidos em água. Explique por que isso ocorre. Exercícios eletrólitos 51 Conceitos modernos de ácidos e bases Primórdios da química experimental: identificação de ácidos e base por suas propriedades características Ácidos: sabor azedo (ácido cítrico) Bases: sabor amargo; escorregadios (sabão) 1884: Arrhenius Ácidos: substâncias que quando dissolvidas em água produzem íons H+. Bases: substâncias que quando dissolvidas em água produzem íons OH-. Teoria restrita para soluções aquosas. HCl H+ + Cl- H2O NaOH Na+ + OH- H2O pH das soluções 52 Teoria protônica de Brönsted-Lowry Enfoca a transferência de próton de uma substância para outra. H+ Íons H+ interagem fortemente com pares de elétrons não-ligantes . Por exemplo: íons H+ interagem com a molécula de água para formar o íon hidrônio (H3O +) O H H H+ + O H H H Reações ácido-base envolvem a transferência de prótons. 53 Teoria protônica de Brönsted-Lowry Ácido: é uma substância (molécula ou íon) que pode doar um próton para outra substância. Base: é uma substância (molécula ou íon) que pode receber um próton. Ácido em água HCl: ácido de Brönsted-Lowry (doa um próton para a água) H2O: base de Brönsted-Lowry (recebe um próton do HCl) O H H HCl + O H H H HCl + H2O H3O + + Cl- + + Cl - 54 Teoria protônica de Brönsted-Lowry H2O: ácido de Brönsted-Lowry (doa um próton para a amônia) NH3: base de Brönsted-Lowry (recebe um próton da água) Base: é uma substância (molécula ou íon) que pode receber um próton. H2O: pode atuar como ácido ou base de Brönsted-Lowry, dependendo da situação. Substância anfótera Base em água O H H N H H H NH3(g) + H2O NH4 + + OH- + + OH - N H H H + H 55 Teoria protônica de Brönsted-Lowry Ácido + base H2O: atua como solvente Uma substância pode atuar como ácido de Brönsted-Lowry apenas se outra substância atuar como base de Brönsted-Lowry. Ácido: deve ter um átomo de H que possa perder como um íon H+. Base: deve ter um par de elétrons não-ligante que possa ser usado para ligar o H+. N H H H NH3(g) + HCl NH4 + + Cl- + + Cl - N H H H + H HCl Base de Brönsted- Lowry Ácido de Brönsted- Lowry H2O 56 Teoria protônica de Brönsted-Lowry Ácidos e bases conjugadas Em qualquer equilíbrio ácido-base tanto a reação direta (para a direita) quanto a reação inversa (para a esquerda) envolvem transferência de próton. Equilíbrio de Brönsted-Lowry HCl + H2O H3O + + Cl- Ácido de Brönsted-Lowry (doa próton) Base de Brönsted- Lowry (recebe próton) Base conjugada do HCl (recebe próton) Ácido conjugado da H2O (doa próton) Par ácido-base conjugada Par base-ácido conjugado HCl e Cl- H2O e H3O + 57 Teoria protônica de Brönsted-Lowry Ácidos e bases conjugadas NH3 + H2O NH4 + + OH- Ácido de Brönsted-Lowry (doa próton) Base de Brönsted-Lowry (recebe próton) Base conjugada da H2O (recebe próton) Ácido conjugado da NH3 (doa próton) Par ácido-base conjugada Par base-ácido conjugado NH3 e NH4 + H2O e OH - Adicionar H+ Remover H+ Quanto maior a força da base, menor a força do ácido conjugado Quanto maior a força do ácido, menor a força da base conjugada Grau de ionização/dissociação 58 Teoria eletrônica de Lewis Enfatiza o par de elétrons compartilhado Ácido de Lewis: receptor de par de elétrons Base de Lewis: doador de par de elétrons A definição de Lewis aumenta o número de espécies que podem ser consideradas como ácidos. Reação fundamental: formação de aduto A – B, onde A e :B se unem pelo compartilhamento de elétrons fornecidos pela base. F B F F N H H H + N H H H F F F Ácido de Lewis (deficiente em elétrons) Base de Lewis (possui par de elétrons)