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Aula 13 p. 91 Química Geral e Inorgânica Apresentar a função inorgânica ácido. Objetivo da Aula Funções Inorgânicas – Parte I Função química é o conjunto de substâncias com propriedades químicas semelhan- tes. As principais funções inorgânicas são: ácidos, bases, sais e óxidos. Iremos estudar primeiro os ácidos e nos próximos temas as bases, sais e óxidos. Para começarmos, vamos estudar o fenômeno da condução de eletricidade em algumas substâncias para definirmos o que é dissociação e ionização. Vamos observar o esquema a seguir e verificar a diferença entre eles. No primeiro está dissolvido açúcar em água e no segundo sal de cozinha. Em ambos os casos houve a dissolução total da substância e uma delas conduz eletricidade e a outra não. Ácido Aula 13 p. 92 Química Geral e Inorgânica O açúcar é um composto molecular (formado por ligações covalentes) e, portanto, não possui íon para a condução de eletricidade, por isso, no experimento, a lâmpada não se acende e a solução é não eletrolítica1. Todos os compostos iônicos são eletrolíticos2 , pois os íons já se encontram presen- tes. Quando colocados em água se separam e esse processo recebe o nome de dissocia- ção (dissociação é a separação dos íons presentes em uma substância). Esses íons livres conduzem à eletricidade. Agora vamos estudar o que acontece quando um ácido, que é um composto mole- cular, é adicionado na água. Em nosso exemplo, vamos usar a molécula de HCl. Veja o que acontece quando o HCl é colocado na água: O Hidrogênio do ácido (HCl) migra para a molécula de H2O, pois o par de elétrons livres do oxigênio atrai o H do ácido, formando a molécula de H3O + (hidroxônio) e o ânion Cl-. Em solução aquosa, o H+ que se separa do ácido combina-se com a água, forman- do cátion hidroxônio H3O+ = (H2O H +). Aula 13 p. 93 Química Geral e Inorgânica Ácidos são compostos que, em solução aquosa, se ionizam produzindo o cátion hidrogênio H+, também chamado de próton. A equação que demonstra a ionização de um ácido é: HX + H2O → H3O + + X - Ou então, de forma simplificada: HX → H+(aq) + A - (aq) Veja mais exemplos: HCl + H2O → H3O + + Cl- H3PO4 + 3 H2O → 3 H3O+ + PO4 3- HNO3 + H2O → H + + NO3- H2SO4 + 2 H2O → 2H + + SO4 2- Os ácidos são substâncias moleculares, geralmente são solúveis em água, condu Ácidos Definição de Arrhenius Nessa estrutura, o H+ se une à molécula de água por meio de ligação covalente dativa, originando o hidroxônio de carga positiva. Portanto, a água cria condições para que os íons sejam formados. Esse processo é chamado ionização (saiba mais sobre o assunto ao final da aula) (ionização é um fenômeno pelo qual a partir de substâncias moleculares se formam íons). No experimento apresentado acima, se tivéssemos uma solução de ácido em água, a lâmpada se acenderia, pois o ácido se ioniza em água, formando íons. Aula 13 p. 94 Química Geral e Inorgânica zem eletricidade em solução aquosa (eletrolíticos) e possuem sabor azedo. Os ácidos podem ser classificados segundo alguns critérios dos quais os mais im- portantes são: a) De acordo com a presença ou não de oxigênio na molécula: - Hidrácidos: não contêm oxigênio: HCl, HCN. - Oxiácidos: contêm oxigênio: HNO3, H2SO4. b) De acordo com o grau de ionização (α): - Ácidos fortes: α > 50% - Ácidos moderados: 5% < α < 50% - Ácidos fracos: α < 5% Observe que o grau de ionização nos dá como informação a força do ácido. O α pode ser determinado experimentalmente por meio da equação: Classificação dos ácidos: número de moléculas ionizadas número total de moléculas α = Para facilitar usamos uma regra que nos permite saber se um ácido é forte, modera- do ou fraco, sem fazer os cálculos, apenas separando-os em hidrácidos e oxiácidos, veja: Para os hidrácidos: Ácido forte → HCl, HBr, HI Ácido moderado → HF Aula 13 p. 95 Química Geral e Inorgânica Ácido fraco → todos os demais Para os oxiácidos: Subtrair o número de oxigênios do número de hidrogênios ( ∆). Se ∆ ≥ 2 → ácido forte ∆ = 1 → ácido moderado ∆ = 0 → ácido fraco Observe os exemplos: H2SO4 ∆ = 4 - 2 = 2 ácido forte H3PO4 ∆ = 4 – 3 = 1 ácido moderado H3BO3 ∆ = 3 – 3 = 0 ácido fraco Exceção: H2CO3 ∆ = 3 – 2 = 1 ácido fraco H+ Ax- ou seja: HxA Em que: H = é o hidrogênio que caracteriza os ácidos A = pode ser um ânion qualquer (veja a tabela de ânions) Fórmula dos ácidos Aula 13 p. 96 Química Geral e Inorgânica Para nomear os ácidos temos de consultar os nomes e as fórmulas dos ânions. Veja a seguir uma tabela com os principais ânions. Nomenclatura dos ácidos Monovalentes (uma vez negativo) Bivalentes (duas vezes negativo) Trivalentes (três vezes negativo) F - fluoreto O2- oxido PO4 3- fosfato Cl - cloreto O2 2- peroxido Br - brometo S2- sulfeto I - iodeto SO3 2- sulfito ClO - hipoclorito SO4 2- sulfato ClO2 - clorito CO3 2- carbonato ClO3 - clorato CO4 2- cromato ClO4 - perclorato CrO4 2- dicromato NO2 - nitrito Cr2o7 2- NO3 - nitrato CN - cianeto CH3COO - acetato MnO4 - permanganato HCO3 - bicarbonato OH - hidroxila Agora vamos seguir as modificações das terminações dos nomes apresentadas nos esquemas a seguir: Aula 13 p. 97 Química Geral e Inorgânica Ácido + raiz do nome do ânion + terminação Terminação do ânion Terminação do ácido eto ídrico ato ico ito oso Observe nos exemplos que a valência do ânion é quem determina quantos hidro- gênios o ácido terá: Ânion Acido Fórmula Iodeto I - ácido iodídrico HI Cloreto Cl - ácido clorídrico HCl Nitrito NO2- ácido nitroso HNO2 Nitrato NO3- ácido nítrico HNO3 Carbonato CO3 2- ácido carbônico H2CO3 Borato BO3 3- ácido bórico H3BO3 Sulfato SO4 2- ácido sulfúrico H2SO4 Sulfito SO3 2- ácido sulfuroso H2SO3 Sulfeto S2- ácido sulfídrico H2S Fosfato PO4 3- ácido fosfórico H3PO4 Veja mais alguns acidos (saiba mais sobre o assunto ao final da aula): HClO4 → ácido perclórico → ClO4- ânion perclorato Aula 13 p. 98 Química Geral e Inorgânica HClO3 → ácido clórico → ClO3- ânion clorato HClO2 → ácido cloroso → ClO2- ânion clorito HClO → ácido hipocloroso → ClO- ânion hipoclorito Aula 13 p. 99 Química Geral e Inorgânica Saiba Mais Ionização: Diferença entre dissolução, dissociação e ionização: Observe o que ocorre com as substâncias quando colocadas em água: C12H22O11 (açúcar) → dissolve-se em água → Dissolução, pois só existem moléculas sem carga. NaCl → Na+(aq) + Cl - (aq) Dissociação, pois os íons já existiam e se separam. HCl → H+(aq) + Cl - (aq) Ionização, pois a substância é molecular e quando em solução formam íons. Ácidos: Você sabe onde podemos encontrar substâncias ácidas? Os ácidos fazem parte de nosso cotidiano e estão presentes até mesmo em nossa alimentação. Aqui vão alguns exemplos: O Ácido acético (CH3COOH) é um componente do vinagre, tempero muito usado na cozinha. Aula 13 p. 100 Química Geral e Inorgânica A laranja e o limão contém ácido cítrico. O ácido fosfórico está presente em refrigerantes do tipo cola e na produção de fer- tilizantes. Aula 13 p. 101 Química Geral e Inorgânica O Ácido ascórbico está presente na vitamina C. Por isso, concluímos que os ácidos possuem sabor azedo. Vejamos outros casos: O ácido clorídrico HCl está presente em nosso estômago (digestão dos alimentos). Na construção civil é conhecido como ácido muriático e é usado para remover res- tos de cimento de pisose azulejos. O ácido nítrico é utilizado na fabricação de explosivos (dinamite). Aula 13 p. 102 Química Geral e Inorgânica 1Não eletrolíticas: não conduzem corrente elétrica. 2Eletrolíticas: são substâncias que quando dissolvidas em água, conduzem corren- te elétrica. Glossário Referências RUSSEL, John B. Química Geral. 2.ed. São Paulo: Makron Books,1994. ATKINS, Peter; JONES, Loretta. Princípios de Química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. Porto Alegre: Bookman, 2001. O ácido carbônico é um dos compostos da água gaseificada e de refrigerante. Ácido sulfúrico (H2SO4) é um ácido altamente corrosivo, sendo utilizado em larga es- cala na indústria petroquímica, na fabricação de papel, corantes e baterias de automóveis. Ácido fluorídrico (HF) é utilizado para corroer vidro. Os vidros de automóveis têm uma numeração gravada com esse ácido. Química Geral Anotações
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