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Funções químicas: Óxidos e sais Introdução Com o desenvolvimento de novas tecnologias, o estudo da química tem sido efetuado de forma a contribuir para a descoberta de muitas substâncias. Com isso, faz-se necessária a ramificação no que diz respeito a classificação de tais substâncias descobertas, para facilitar seu estudo e compreensão de suas características. Para isso, as substâncias devem ser agrupadas, dependendo de uma série de parâmetros, de acordo com suas características físicas e químicas em espécies de famílias, assim como ocorre com a organização dos elementos na Tabela Periódica. Tal forma de organização permite facilitar o seu estudo bem como compará-las com outras substâncias. Portanto, as famílias nas quais as substâncias são agrupadas são as Funções Químicas, que abrangem todas as substâncias que possuem propriedades funcionais comuns entre si. Existem diversos tipos de substâncias que se caracterizam por suas funções químicas. A química inorgânica possui quatro principais funções. São elas ácidos, bases, sais e óxidos, que tem suas propriedades bem definidas em cada grupo. Neste relatório trataremos dos óxidos e sais. Os sais são compostos que podem ser encontrados na natureza, ao nosso redor existe uma infinidade deles, que fazem parte dos mais variados materiais. O mais comum é muito importante para a saúde do corpo humano, o sal de cozinha. E não apenas ele, mas outros sais tem grande valor na nossa vida cotidiana, o bom desenvolvimento das plantas, por exemplo, depende de alguns sais presentes no solo. A formação dos dentes e ossos e a produção das hemácias do sangue também dependem de alguns sais especiais presentes no nosso organismo. Sais são compostos resultantes da reação de um ácido com uma base, pois todo ácido ao reagir com uma base produz sempre sal e água. sal é uma substância iônica que possui um cátion diferente de H+ e um ânion diferente de OH-. O exemplo mais conhecido é o do sal de cozinha ou cloreto de sódio, que é encontrado na natureza, e também pode ser obtido pela reação: HCl + NaOH → NaCl + H2O Os óxidos são compostos binários, isto é possuem dois elementos químicos, sendo o oxigênio o elemento mais eletronegativo. Exemplos: CaO, CO2 , H2O , H2O2 etc. Então, lembre-se: os óxidos sempre possuem dois elementos químicos e um deles é obrigatoriamente o oxigênio, o qual aparece do lado direito da fórmula, pois é o átomo mais eletronegativo. Veja as seguintes substâncias binárias: OF2 , O2F2 elas não são óxidos, pois apesar de possuírem apenas dois elementos e sendo um deles o oxigênio, o átomo de flúor (F) é o elemento mais eletronegativo e por isso aparece à direita da fórmula. Os óxidos ocorrem de forma abundante na Terra e podem ser encontrados nas rochas, na água do mar e no ar. Um dos mais importantes óxidos para a indústria é o óxido de cálcio, CaO, conhecido como CAL, que é obtido pela decomposição térmica do carbonato de cálcio, CaCO3. Esta reação pode ser descrita assim: CaCO3 → CaO + CO2 (sob alta temperatura) Objetivo O propósito da experiência foi identificar e preparar algumas soluções de sais (Hidrólise e precipitação) e de óxidos (Básicos, ácidos e anfóteros) em laboratório, assim verificando algumas propriedades funcionais dessas funções químicas. Reagentes, aparelhagens e vidrarias CaO Água NaOH HCl ZnCl2 NH4OH CaCO3 fenoftaleína KCl (NH4)2CO3 NH4Cl NH4(CH3COO) 08 tubos de ensaio Pipeta pasteur Bécher de 40 mL Bastão de vidro Papel indicador universal Kitassato com mangueira Pêra Pipeta graduada Procedimento Óxidos Óxidos básicos Colocou-se aproximadamente 0,4g CaO em um tubo de ensaio limpo e seco. Adicionou-se 2,00 mL de água destilada e agitou-se com um bastão de vidro; Colocou-se uma gota de solução em um pedaço de papel indicador (tornassol) rosa e uma gota em papel azul. Observou-se e anotou-se ; Foi colocada uma gota de fenolftaleína na solução. Anotou-se a coloração; Escreveram-se as equações balanceadas das reações envolvidas. Óxidos Ácidos Colocou-se aproximadamente 3,1g de CaCO3 em um gerador de gás; Adicionou-se 3,0 mL de HCl3 mol/L no frasco gerador; O gás gerado pela reação entre CaCO3 e HCl foi recolhido em um erlenmayer contendo água destilada; Foi colocada uma gota da solução em um pedaço de papel indicador (tornassol) rosa e uma gota em papel azul. Observou-se e anotou-se; Colocou-se uma gota de fenolftaleína na solução. Anotou-se a coloração; Escreveram-se as equações balanceadas das reações envolvidas. Óxidos Anfóteros Em dois tubos de ensaio distintos, obtiveram-se hidróxido de zinco, através da reação entre 1,0 mL de soluções 1,0 mol/L de ZnCl2 e 1,0 mol/L de NH4OH. A um dos tubos foram adicionados aos poucos, solução de ácido (HCl, 1,0mol/L) e aos outro, solução de álcali ( NaOH 1,0 mol/L). Anotou-se o ocorrido; Escreveram-se as reações balanceadas das reações envolvidas Sais Hidrólise de sais Colocou-se respectivamente em 7 diferentes tubos de ensaio, cristais de KCl, (NH4)2CO3,NH4Cl e NH4(CH3COO); Adicionou-se 3 mL de água destilada, previamente fervida, em cada um deles e agitou-se. Testou-se o caráter ácido e básico das soluções com auxílio de papel indicador universal de pH; Foi observado quais íons sofrem hidrólise; Escreveram-se as equações balanceadas envolvidas. Precipitação de sais Colocou-se 2 mL de solução de NaCl em um tubo de ensaio e gotejou-se lentamente 3 gotas de AgNO3; Observou-se e explicou-se formação do precipitado com sua cor característica; Escreveram-se as equações balanceadas das reações envolvidas. Resultados e discussões 1.1 Depois de misturar CaO com água destilada, observou- se através do papel universal de pH seu caráter básico, pH→12 Ao gotejar fenolftaleína a mistura ficou rosa, confirmando novamente seu caráter básico A equação balanceada da reação é: CaO+H2O→Ca(OH)2 1.2 Observa-se através do papel universal de pH que a solução é um ácido fraco, pH→5, e ao gotejar fenolftaleína ela fica incolor, confirmando o resultado obtido através do papel universal de pH. O gás gerado na reação foi proveniente da instabilidade do ácido carbônico (H2CO3). As equações balanceadas são: CaCO3+2HCl→CaCl2+H2CO3 H2CO3→H2O+CO2↑ 1.3 O ZnCl2 reagiu com o NH4OH. A equação balanceada é: ZnCl2+2NH4OH→2NH4Cl + Zn(OH)2 Os óxidos anfóteros só reagem com ácidos e bases fortes. Com ácidos fortes comportam-se como óxidos básicos produzindo sal e água, a solução ficou límpida. A equação balanceada é: Zn(OH)2+ 2HCl → ZnCl2 + 2H20 Com bases fortes comportam-se como óxidos ácidos produzindo sal e agua também, a solução ficou turva. A equação balanceada é: Zn(OH)2+2NaOH→ Na2ZnO2+2H2O 2.1 Usando o papel universal de pH observou-se: KCl- pH→7 (NH4)CO3-pH→8 NH4Cl- pH→7 NH4(CH3COO)- pH→7 Os íons NH4+ CO3- sofrem hidrolise. As equações balanceadas são: KCl H2O K+ + Cl- K+ + HOH KOH + H+ Base forte Cl- + HOH HCl + OH- Ácido forte Não sofre hidrolise (NH4)2 CO3 H2O 2 NH4+ + CO3- CO3- + HOH H2CO3 + OH- Ácido fraco NH4 + HOH NH4OH + H+ Base fraca Sofre Hidrólise NH4Cl H2O NH4+ + Cl- NH4 + HOH NH4OH + H+ Base fraca Cl- + HOH HCl + OH- Ácido forte Sofre Hidrólise NH4(CH3COO) H2O NH4+ + CH3COO- NH4 + HOH NH4OH + H+ Base fraca CH3COO- + HOH HCH3COO + OH- Ácido forte Sofre Hidrólise 2.2 Após o nitrato de sódio e o cloreto de prata reagirem, formaram moléculas de cloreto de prata e houve precipitação porque ele é insolúvel em água, sua cor era branca A equação balanceada é: NaCl +AgNO3→NaNO3 + AgCl Conclusão Durante a aula prática pode-se perceberexperimentalmente as propriedades semelhantes apresentadas pelos grupos de substâncias estudados, bem como definir e distinguir os principais grupos de funções inorgânicas: ácidos, bases, sais e óxidos. Também foram verificadas as possibilidades de reações entre as substâncias pertencentes aos grupos de funções em estudo verificando seu critério de ocorrência. Referências bibliográficas Óxidos: http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/classificacao-dos-oxidos.htm Sais: http://educacao.globo.com/quimica/assunto/funcoes-inorganicas/sais.html Hidrólise : http://brasilescola.uol.com.br/quimica/hidrolise-salina-acido-fraco-base-forte.htm http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/hidrolise-salina.htm Precipitado: http://yduka.com/sumarios-e-licoes-8/item/reacoes-precipitacao
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