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FUNÇÕES QUÍMICAS ÁCIDOS/BASES/SAIS/ÓXIDOS Fonte: http://brunasantos.yolasite.com/qu%C3%ADmica.php O QUE VAMOS APRENDER • Distinguir as funções químicas • Conceitos de Ácidos e Bases; • Identificação em Laboratório; • Nomenclatura; • Reações Químicas; 3 Substâncias Orgânicas Inorgânicas •metano, CH4 •metanol, CH3OH • etano, C2H6 • etanol, CH3CH2OH • benzeno, C6H6 • ácido acético, CH3COOH • acetona, CH3COCH3 • éter comum, CH3CH2OCH2CH3 • clorometano, CH3Cl • diclorometano, CH2Cl2 • clorofórmio, CHCl3 •metilamina, CH3NH2 • óleos, gorduras, proteínas, açucares e vitaminas • água • ácido clorídrico, HCl • ácido bromídrico, HBr • hidróxido de magnésio, Mg(OH)2 • hidróxido de potássio, KOH • Sulfato de bário, BaSO4 • dióxido de carbono, CO2 •monóxido de carbono, CO • ácido carbônico, H2CO3 • carbonato de sódio, Na2CO3 • carbonato de cálcio, CaCO3 • ácido cianídrico, HCN • cianeto de sódio, NaCN • cianeto de potássio, KCN • grafite, C (graf.) • diamante, C (diam.) Contêm CARBONO Não contêm CARBONO Podem ser Exemplos que necessariamente exemplosexemplos Substâncias orgânicas x inorgânicas Fonte:augustosergio@uol.com IDENTIFICAÇÃO DE FUNÇÕES EM LABORATÓRIOS � Indicadores de Laboratório: 5 Indicadores Ácido-Base Fonte:augustosergio@uol.com HCl gás 6 Conceitução de ácidos e bases Ácidos, bases e a condutividade elétrica NaOH é um composto iônico HCl é um composto molecular No NaOH sólido há íons, mas não estão livres para se movimentar No HCl gasoso não há cargas livres para conduzir a corrente elétrica NaOH Fonte:augustosergio@uol.com Conceitução de Ácidos e BasesConceitução de Ácidos e Bases Bases sofrem dissociação iônicaBases sofrem dissociação iônica 7 Fonte:augustosergio@uol.com Conceitução de Ácidos e BasesConceitução de Ácidos e Bases Ácidos sofrem ionizaçãoÁcidos sofrem ionização 8 Fonte:augustosergio@uol.com 9 Segundo Arrhenius... HCl(g) H+(aq) + Cl -(aq) H2SO4(l) 2 H+(aq) + SO4-2(aq) H3PO4(l) 3 H+(aq) + PO4-3(aq) Observe: ... ácido é todo composto que, dissolvido em água, origina HHHH++++ (H(H(H(H3333OOOO++++) ) ) ) como único cátion (o ânion varia de ácido p/ ácido). HHHH2222OOOO HHHH2222OOOO HHHH2222OOOO Conceituação de Ácidos e Bases Conceito Ácido de Arrhenius Fonte:augustosergio@uol.com 10 Atualmente, sabemos que o íon H+ não é estável. Ele se une a uma molécula de água, originando o H3O+ (hidroxônio ou hidrônio). H átomo de hidrogênio (1 próton; 1 elétron) perde o elétron... H+ cátion hidrogênio (1 próton) une-se à água... H3O+ cátion hidroxônio, ou hidrônio. O H HH+ H + O H H Nenhum elétron Conceitução de ácidos e bases Conceito ácido-base de Arrhenius Fonte:augustosergio@uol.com FUNÇÕES QUÍMICAS Fórmulas e nomenclaturas 12 HIDRÁCIDOS (ácidos sem oxigênio)HIDRÁCIDOS (ácidos sem oxigênio)HIDRÁCIDOS (ácidos sem oxigênio)HIDRÁCIDOS (ácidos sem oxigênio) ÁCIDO (Radical do E) + ÍDRICOÍDRICOÍDRICOÍDRICO HCl : ácido clorídrico HBr : ácido bromídrico H2S : ácido sulfídrico HF : ácido fluorídrico HCN : ácido cianídrico HI : ácido iodídrico Ácido não-oxigenado (HxE): Ácidos Fórmulas e nomenclaturas Para ácidos do enxofre usamos o radical em latim “sulfur”. Fonte:augustosergio@uol.com 13 Ácido Ácido Ácido Ácido Per ..... Per ..... Per ..... Per ..... icoicoicoico Ácido Ácido Ácido Ácido ..... ..... ..... ..... icoicoicoico Ácido Ácido Ácido Ácido ..... ..... ..... ..... osoosoosooso Ácido Ácido Ácido Ácido HipoHipoHipoHipo ..... ..... ..... ..... osoosoosooso OXIÁCIDOS (ácidos com oxigênio)OXIÁCIDOS (ácidos com oxigênio)OXIÁCIDOS (ácidos com oxigênio)OXIÁCIDOS (ácidos com oxigênio) Ácidos Fórmulas e nomenclaturas H Br O4 +1 -2 ác. perbrômico +7 H Br O3 +1 -2 ác. brômico +5 H Br O2 +1 -2 ác. bromoso +3 H Br O +1 -2 ác. hipobromoso +1 +7 +6 +5 +2+3+4 +1 ÁCIDO (radical de E) + ICO (+ oxigênio)ICO (+ oxigênio)ICO (+ oxigênio)ICO (+ oxigênio) OSO (OSO (OSO (OSO (---- oxigênio)oxigênio)oxigênio)oxigênio) Fonte:augustosergio@uol.com 14 Segundo Arrhenius... ... Base é todo composto que, dissolvido em água, origina OHOHOHOH---- como único ânion (o cátion varia de base para base). Observe: NaOH(s) Na+(aq) + OH -(aq) Ca(OH)2(s) Ca2+(aq) + 2OH-(aq) Al(OH)3(s) Al3+(aq) + 3OH-(aq) H2O H2O H2O Conceituação de ácidos e bases Conceito: Base de Arrhenius 15 Bases Amônia (NH3): uma base diferente Hidroxila – íon característico das bases Não confunda amônia com amônio! Amônia (molécula) Amônio (íon positivo) Ao contrário das demais bases, que sofrem dissociação iônica, ex.: NaOH, KOH, Ca(OH)2; a amônia (composto molecular) sofre ionização quando é dissolvida em água. Nas condições ambientes é um gás de cheiro forte e irritante 16 Bases Fórmulas e nomenclaturas HIDRÓXIDOHIDRÓXIDOHIDRÓXIDOHIDRÓXIDO dededede ++++ nome do nome do nome do nome do elementoelementoelementoelemento ++++ Nox do Nox do Nox do Nox do elementoelementoelementoelemento NaOH : hidróxido de sódio Ca(OH)2 : hidróxido de cálcio Al(OH)3 : hidróxido de alumínio Fe(OH)2 : hidróxido de ferro (II) CuOH : hidróxido de cobre (I) NH4OH : hidróxido de amônio - O nox do elemento só é usado quando ele apresentar mais de um e deve ser escrito em algarismos romanos. - O NH4+ é o cátion amônio. 17 Apesar de menos usada atualmente, existe a nomenclatura dos sufixos: Fe(OH)2 : hidróxido ferroso. Fe(OH)3 : hidróxido férrico. CuOH : hidróxido cuproso. Cu(OH)2 : hidróxido cúprico. AuOH : hidróxido auroso. Au(OH)3 : hidróxido áurico. Sn(OH)2 : hidróxido estanoso. Sn(OH)4 : hidróxido estânico. Bases Fórmulas e nomenclaturas Nox menor: Hidróxido (elemento) + OSOOSOOSOOSO Nox maior: Hidróxido (elemento) + ICOICOICOICO 18 Conceituação de sal Segundo Arrhenius...Segundo Arrhenius...Segundo Arrhenius...Segundo Arrhenius... ... Sal é toda substância que, em solução aquosa, sofre dissociação, liberando pelo menos um cátion diferente de H+ e um ânion diferente de OH– ou O2–. 19 Obtenção de sais Quando um ácido e uma base são misturados, ocorre uma reação entre estas duas espécies denominada reação de neutralização e, conseqüentemente, forma-se um sal. BASE ÁCIDO SAL ÁGUA+ += NaOH HCl NaCl H2O+ += HOH 20 Neutralização total Definição Veja alguns exemplos: Ácido clorídrico + hidróxido de sódio HNO3 + NaOH � NaNO3 + HOH HCl + NaOH � NaCl + HOH H2SO4 + Ca(OH)2 � CaSO4 + 2HOH H3PO4 + 3KOH � K3PO4 + 3HOH Ácido nítrico + hidróxido de sódio Ácido sulfúrico + hidróxido de cálcio Ácido fosfórico + hidróxido de potássio Em uma neutralização total ácido-base todos os H + provenientes do ácido e todas as OH – provenientes da base reagem formando H2O. 21 Neutralização total Nomenclatura dos ânions ÁCIDO ídrico oso ico ÂNION eto ito ato Ácico (ídrico) •HF fluorídrico •HCl clorídrico •HBr bromídrico •HI iodídrico •HCN cianídrico •H2S sulfídrico Ânion (eto) • F- fluoreto •Cl- cloreto •Br- brometo • I- iodeto •CN- cianeto • S2- sulfeto Ácido (oso) •H2SO3 sulfuroso •HNO2 nitroso •HClO2 cloroso •HClO hipocloroso •H3PO3 (*) fosforoso •H3PO2 (**) hipofosfo- roso Ânion (ito) • SO3 2- sulfito •NO2 - nitrito •ClO2 - clorito •ClO- hipoclorito •HPO3 2- fosfito •H2PO2 -hipofosfito Ácido (ico) •H2SO4 sulfúrico •HNO3 nitrico •HClO3 clórico •HClO4 perclórico •H3PO4 fosfórico •CH3COOH acético Ânion (ato) • SO4 2- sulfato •NO3- nitrato •ClO3 - clorato •ClO4 - perclorato •PO4 3- fosfato •CH3COO - acetato 22 Neutralização total Sais normais: fórmulas e nomenclatura NaCl : cloreto de sódio (HCl : ác. clorídrico) CaSO3 : sulfito de cálcio (H2SO3 : ác. sulfuroso) Al PO4 : fosfato de alumínio (H3PO4 : ác. fosfórico) A nomenclatura dos sais é obtida a partir da nomenclatura do ácido que originou o ânion participante do sal, pela mudança de sufixos. Assim, temos: nome do sal nome do sal nome do ânion nome do ânion nome do cátion nome do cátiondededede Exemplos: noxnoxnoxnox do do do do cátioncátioncátioncátion 23 Neutralização parcial Definição NaOH H2SO4+ = NaHSO4 + H2O Na OH H H SO4 Quando um ácido e uma base são misturados em quantidades diferentes daquelas que levarão a uma neutralização total, ocorre uma neutralização parcial do ácido ou da base. 24 Neutralização parcial Neutralização do ácido • Quando H2SO4 e NaOH reagem na proporção 1:2 há neutralização neutralização neutralização neutralização totaltotaltotaltotal, que forma um sal normalsal normalsal normalsal normal: H2SO4 + 2 NaOH � Na2SO4 + 2 H2O Sal normal Na + 2 SO 2 4 - 1 H+ + OH- � HOH • Quando H2SO4 e NaOH reagem na proporção 1:1 há neutralização neutralização neutralização neutralização parcial do ácidoparcial do ácidoparcial do ácidoparcial do ácido, que forma um hidrogêniohidrogêniohidrogêniohidrogênio----salsalsalsal: H2SO4 + NaOH � NaHSO4 + H2O Hidrogênio-sal Na + 1 HSO 2 4 - 1 H+ + OH- � HOH H+ + OH- � HOH H+ � não é neutralizado Na neutralização pacial de um ácido por uma base, nem todos os hidrogênios ionizáveis reagem com OH -. O sal formado, um hidrogênio-sal, conterá hidrogênio(s) ionizáve(is) 25 Neutralização parcial Neutralização parcial da base • Quando o HCl e Ca(OH)2 reagem na proporção 2:1, há neutralização total, que forma um sal normal: 2 HCl + Ca(OH)2� CaCl2 + 2 H2O Ca +2 1 Cl - 2 H+ + OH- � HOH H+ + OH- � HOH • Quando o HCl e Ca(OH)2 reagem na proporção 1:1, há neutralização parcial da base, que forma um hidroxi-sal: HCl + Ca(OH)2� Ca(OH)Cl + H2O Ca +2 Cl - H+ + OH- � HOH H+ + OH- � “não é neutralizada” Sal normal Hidroxi-sal OH - 26 Neutralização parcial Nomenclatura dos ânios que contêm H ionizáveis • Para dar nomes aos sais provenientes da neutralização parcial de ácidos, precisamos, primeiramente, conhecer a nomenclatura dos ânions que contêm hidrogênios ionizáveis. Veja exemplos: H2CO3 H2SO4 H3PO4 HCO-3 CO2-3 HSO-4 SO2-4 H2PO - 4 PO3-4 HPO2-4 • hidrogeno-carbonato ou carbonato ácido • carbonato • hidrogeno-sulfato ou sulfato ácido • sulfato • di-hidrogeno-fosfato ou fosfato diácido • fosfato •mono-hidrogeno-fosfato ou fosfato monoácido carbônico sulfúrico fosfórico 27 Neutralização parcial O uso do prefixo “BI” • Quando o ânion é proveniente de um ácido com dois hidrogênios ionizáveis e que perdeu um deles, pode-se substituir o prefixo hidrogenio por bi. Veja os quatro exemplos mais importantes: H2CO3 H2SO4 HCO-3 CO2-3 HSO-4 SO2-4 • bicarbonato • carbonato • bissulfato • sulfato carbônico sulfúrico H2SO3 H2S HSO-3 SO2-3 HS- S2- • bissulfito • sulfito • bissulfeto • sulfeto sulfuroso sulfídrico 28 Neutralização parcial Hidrogênio-sais: fórmulas e nomenclatura • A nomenclatura dos hidrogeno-sais é muito semelhante à dos sais normais, diferindo no fato de indicarmos a quantidade de hidrogênios ionizáveis por meio dos prefixos mono-hidrogeno (o mono pode ser omitido), di-hidrogeno, etc: NaH2PO4 – di-hidrogeno-fosfato de sódio Na2HPO4 – (mono-)hidrogeno-fosfato de sódio Quando o hidrogeno-sal for originário de um ácido com dois hidrogênios ionizáveis (e somente nesses casos), pode-se substituir o prefixo “hidrogeno” por “bi”. Nesse contexto, o prefixo “bi” nãonãonãonão tem o significado explícito de “dois”. NaHSO4 – hidrogeno-sulfato de sódio NaHCO3 – hidrogeno-carbonato de sódio Ca(HCO3)2 – hidrogeno-carbonato de cálcio 29 Neutralização parcial Hidroxi-sais: fórmulas e nomenclatura • Nomenclatura semelhante à dos hidrogeno-sais, é indicada pelos prefixos mono-hidroxi (o mono pode ser omitido), di- hidroxi, etc: Al(OH)2Cl – di-hidroxi-cloreto de alumínio Ca(OH)NO3 – (mono-)hidroxi-nitrato de cálcio Al(OH)Cl2 – (mono-)hidroxi-cloreto de alumínio 30 Óxido é todo composto binário oxigenado, no qual o oxigênio é o elemento mais eletronegativo. F ; O ; N ; Cl ; Br ; I ; S ; C ; ............. eletronegatividade decrescente Óxidos Definição e nomenclatura Apesar de existir, composto binário com flúor e oxigênio NÃO É considerado óxido! Exemplos: OF2 - Difluoreto de oxigênio. O2F2 - Difluoreto de dioxigênio. 31 É bastante parecida com a nomenclatura das bases: ÓXIDO de nome do elemento nox do elemento Na2O : Óxido de sódio. CaO : Óxido de cálcio. SO3 : Óxido de enxofre (VI). FeO : Óxido de ferro (II). Fe2O3 : Óxido de ferro (III). CO2 : Óxido de carbono (IV). (2) A maioria dos elementos formam mais de um óxido. (1) Podem ser usados os sufixos: OSO (menor Nox) e ICO (maior). Óxidos Definição e nomenclatura 32 A I.U.P.A.C. (International Union of Pure and Applied Chemistry) recomenda a nomenclatura de prefixos: Fe 2 O 3 : Óxido de ferro (III). Óxido férrico. Trióxido de diferro. (recomendada) CO2 : Dióxido de (mono)carbono. CO : Monóxido de (mono)carbono. P2O5 : Pentóxido de difósforo. Cl 2O7 : Heptóxido de dicloro. Óxidos Definição e nomenclatura 33 Como existe um número muito grande de compostos nessa função, é feita a seguinte classificação: Óxidos Básicos : Formados por elementos dos grupos 1 A e 2 A, além de outros metais com Nox baixo, têm comportamento químico semelhante ao das bases. Exemplos: Na2O ; K2O ; CaO ; MgO ; FeO ÓX. BÁSICO + ÁGUA = BASE CaO + H2O = Ca(OH)2 cal viva (virgem) cal extinta (apagada) Na2O + H2O = 2 NaOH Óxidos Óxidos Básicos 34 Óxidos Ácidos : Formados por ametais e por alguns metais com Nox alto (+4 ou maior), têm caráter semelhante ao dos ácidos. Exemplos : SO3 ; CO2 ; N2O5 ; Mn2O7 ; Cl 2O6 ÓX. ÁCIDO + ÁGUA = ÁCIDO SO3 + H2O = H2SO4anidrido sulfúrico CO2 + H2O = H2CO3anidrido carbônico N2O5 + H2O = H2N2O6 = 2 HNO3anidrido nítrico Graças à essa reação, os óxidos ácidos podem ser chamados de anidridos (sem água) dos ácidos correspondentes. Óxidos Óxidos Ácidos
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