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Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia Departamento de Ciências Exatas e Naturais- DCEN Bases Químicas para Ciências Biológicas Profª. Me. Juliana Pimentel FUNÇÕES INORGÂNICAS Classificação de substâncias • Substâncias inorgânicas • Substâncias orgânicas • Exceções: CO, CO2, Na2CO3, KCN Século XVII Substâncias Inorgânicas: é a que se origina de minerais Substâncias Orgânicas: é a que se origina dos organismos vivos 1858 Substâncias Orgânicas: são as que contém o elemento carbono Substâncias Inorgânicas: são as formadas por todos os demais elementos químicos • É o conjunto de substâncias com propriedades químicas semelhantes, denominadas propriedades funcionais. Função Química ÁCIDOS BASES ÓXIDOS SAIS Teoria da Dissociação Iônica de Arrhenius • A primeira pilha surgiu em 1800 e logo após a sua descoberta os químicos começaram a fazer experiências com ela. Conduzem corrente elétrica Não conduzem corrente elétrica (1825-1923) Teoria da Dissociação Iônica de Arrhenius • Teoria de Arrhenius: • Substâncias em solução dividem-se em partículas menores, que se dispersam. • Algumas substâncias dividem-se em moléculas, outras em íons NaCl Sacarose + - + - Teoria da Dissociação Iônica de Arrhenius • Substâncias Iônicas e Moleculares • Ligação iônica (ou eletrovalente) é formada pela transferência de um ou mais elétrons, induzindo um átomo a se tornar um íon • Ligação covalente é formada pelo compartilhamento de elétrons entre átomos. Ocorre entre átomos de mesma eletronegatividade ou valores semelhantes. Li F Li F or H2 H + H H H H H Os não metais têm eletronegatividades altas, exibem muitos e- na última camada (5, 6 ou 7), apresentando a tendência de ganhar e- Li F + F Li+ + Teoria da Dissociação Iônica de Arrhenius Os metais têm eletronegatividades baixas, exibem poucos e- na última camada (1, 2 ou 3), apresentando a tendência de perdê- los para adquirir a configuração eletrônica igual a de um gás nobre. Teoria da Dissociação Iônica de Arrhenius Maior eletropositividade • Dissociação eletrolítica ou iônica • Dissociação Molecular Teoria da Dissociação Iônica de Arrhenius • Reações de Ionização HCl (g) + H2O (l) H3O+ (aq) + Cl- (aq) HCl (aq) H+ (aq) + Cl- (aq) Teoria da Dissociação Iônica de Arrhenius • Condutividade elétrica de substâncias puras: as moleculares não conduzem, as iônicas são sempre sólidas e não conduzem, mas ao se fundirem passam a conduzir corrente elétrica • Condutividade elétrica em solução aquosa: iônicas sempre conduzem, as moleculares podem ou não conduzirem. Teoria da Dissociação Iônica de Arrhenius Dissociação Iônica é a separação dos íons de uma substância iônica quando dissolvida em água Ionização é uma reação que ocorre quando uma substância molecular, dissolvida em água, dá origem a íons e produz solução que conduz corrente elétrica • Reações de Ionização • O grau de ionização indica a extensão da ionização Teoria da Dissociação Iônica de Arrhenius α = Número de mols ionizados Número inicial de mols • Se a cada 100 moléculas de HCl ionizam-se 80, dizemos que: α = 80 = 0,8 ou 80% 100 • Se o grau de ionização é próximo de 1 (ou 100%), dizemos que é um eletrólito forte, próximo a zero é um eletrólito fraco • Exemplo 1: Com base na tabela de graus de ionização apresentada abaixo, indique qual o ácido mais forte Teoria da Dissociação Iônica de Arrhenius Ácido Grau de Ionização (α) HF 8% HCl 92% HCN 0,08% H2SO4 61% H3PO4 27% Ácidos Ácidos • Segundo Arrhenius: • Ácidos são compostos que, em solução aquosa, se ionizam produzindo como íon positivo, apenas cátion hidrogênio (H+), que em meio aquoso, forma o íon hidrônio (H3O +) HCl (aq) H+ (aq) + Cl- (aq) Água Água HNO3 (aq) H2SO4 (aq) H+ (aq) + NO3 (aq) - 2 H+ (aq) + SO4 (aq) -2 Água H3PO4 (aq) 3 H+ (aq) + PO4 (aq) -2 Água • Os ácidos são compostos moleculares que em solução tendem a se ionizar Ácidos • Essa definição em solução aquosa deve ser alterada: HCl (aq) H+ (aq) + Cl- (aq) HCl (g) + H2O (l) H3O+ (aq) + Cl- (aq) HCl (g) + H2O (l) H3O+ (aq) + Cl- (aq) • Quanto à presença de oxigênio na molécula: • Hidrácidos: ácido cuja molécula não contém oxigênio • Oxiácidos: ácido cuja molécula contém oxigênio. Neste caso, o átomo de hidrogênio estará ligado ao átomo de oxigênio, por meio de uma ligação covalente, assim são classificados como hidrogênios ionizáveis. Classificação dos Ácidos Hidrácidos Oxiácidos HF HNO3 HCl H2CO3 H2S H2SO4 HCN H3PO4 Ionização dos Ácidos • No caso de um ácido conter mais de um átomo de hidrogênio ionizável em sua molécula, a ionização acontece por etapas, ocorrendo em cada uma delas a ionização de apenas 1H ionizável • Ácido Sulfídrico: Ácido Fosfórico: • Casos Particulares: Ionização dos Ácidos • Quanto ao número de átomos de H ionizáveis, os átomos podem ser assim classificados: Ionização dos Ácidos Números de H ionizáveis Classificação do ácido Exemplos 1 Monoácido ou ácido monoprótico HCl, H3PO2, HNO3 2 Diácido ou ácido diprótico H2S, H2SO4, H2CO3 3 Triácido ou ácido triprótico H3PO4 4 Tetrácido ou ácido tetraprótico H4P2O7 • Reações Reversíveis reação direta e inversa Força dos Ácidos 1 HCl (aq) H3O+ (aq) + Cl- (aq) 2 1 CH3COOH + H2O H3O+ + CH3COO- 2 Ácido Fraco Ácido Forte • Relacionando o grau de ionização: Mais ionizado está o ácido (α maior) Maior será a sua força Força dos Ácidos α = Número de mols ionizados Número inicial de mols • Exemplo: Ao adicionarmos um ácido à água, a 18ºC, pudemos verificar que, de cada 500 moléculas adicionadas, 380 sofreram ionização, enquanto que, 120 permaneceram na forma molecular. Calcule o grau de ionização α desse ácido e indique se ele é forte ou fraco. De acordo com sua conclusão, o que se pode afirmar em relação ao número de hidrogênio ionizáveis que ele possui? Força dos Ácidos • Não existe regra que permita classificar os ácidos não- oxigenados quanto à sua força, em função de suas fórmulas • Hidrácidos (HxE) • Se E pertence a família 7A, o hidrácido será forte • Exceção : Flúor, que devido a sua alta eletronegatividade dificulta a ionização dos átomos de Hidrogênio. Se o ácido for formado pelo Flúor, será moderado. • Se for formado por outros elementos, será um ácido fraco. Força dos Ácidos Ácidos Classificação HCl, HBr, HI Forte HF Moderado H2S, HCN Fraco • Para os ácidos oxigenados (HxEOy) • Através de sua fórmula podemos classificá-lo como fortes ou fracos • Regra de Pauling: nº de O – nº H ionizáveis • Supondo um ácido genérico HxEOy: • Exceções: H2CO3 Força dos Ácidos Extremamente instável e se decompõe mais facilmente do que se ioniza, considerado fraco por esta razão. • Exemplo: Classifique os ácidos quanto à força: • HF • HCl • HI • H2S • H2SO3 • H2SO4 • H3PO4 • H2CO3 Força dos Ácidos
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