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Escola Estadual de Educação Profissional - EEEP Ensino Médio Integrado à Educação Profissional Curso Técnico em Química Química Geral Aplicada Governador Vice Governador Secretária da Educação Secretário Adjunto Secretário Executivo Assessora Institucional do Gabinete da Seduc Coordenadora da Educação Profissional – SEDUC Cid Ferreira Gomes Domingos Gomes de Aguiar Filho Maria Izolda Cela de Arruda Coelho Maurício Holanda Maia Antônio Idilvan de Lima Alencar Cristiane Carvalho Holanda Andréa Araújo Rocha - 2 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional Téc. Em Química – Química Geral Aplicada Escola Estadual de Educação Profissional - EEEP Ensino Médio Integrado à Educação Profissional Curso Técnico em Química QUÍMICA GERAL TEXTOS DE APOIO Fortaleza – Ceará 2011 - 3 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional Téc. Em Química – Química Geral Aplicada SUMÁRIO CAPÍTULO 1 : DISSOCIAÇÃO ELETROLÍTICA CAPÍTULO 2 : ÓXIDOS CAPÍTULO 3 : ÁCIDOS CAPÍTULO 4 : HIDRÓXIDOS OU BASES CAPÍTULO 5 : SAIS CAPÍTULO 6 : ESTUDO DE REAÇÕES CAPÍTULO 7 : REAÇÕES DE OXI-REDUÇÃO CAPÍTULO 8 : GRANDEZAS E UNIDADES CAPÍTULO 9 : CÁCULO ESTEQUIOMETRICO REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS - 4 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional Téc. Em Química – Química Geral Aplicada CAPÍTULO 1 DISSOCIAÇÃO ELETROLÍTICA A teoria da dissociação, desenvolvida por Svante Arrhenius, defendia a idéia de que algumas substâncias, quando dissolvidas em água, são capazes de dar origem a íons positivos (cátions) e íons negativos (ânions), o que possibilita a condução de corrente elétrica através delas. As soluções devem apresentar, obrigatoriamente, íons, sendo denominadas soluções iônicas ou eletrolíticas. As substâncias capaz de produzir soluções iônicas são: substâncias iônicas substâncias moleculares polares produzindo soluções que , e que denominadas soluções não-eletrolíticas ou moleculares. Na dissolução dessas substâncias ocorre simplesmente uma separação das moléculas que as constituem e estas soluções são formadas a partir de substâncias moleculares apolares. Convém ressaltar que, na época dos estudos de Arrhenius, não existia o conceito de substância iônica e, portanto, todas as substâncias eram consideradas moleculares. A teoria de Arrhenius, à luz dos conhecimentos atuais, possui explicações distintas para os dois tipos de substâncias (iônica e molecular), DISSOCIAÇÃO A dissociação iônica é uma propriedade característica de substâncias iônicas. Estas substâncias, formadas por um aglomerado de íons unidos por força eletrostática, ao interagirem com água têm seus íons separados e hidratados. Os íons, agora livres, possuem a capacidade de se movimentar e se orientar quando sujeitos à ação de um campo elétrico externo. Veja, por exemplo, o que ocorre quando dissolvemos cloreto de sódio (NaCl ) em água. (Na + Na+Cl (sólido) Cl ) Solução aquosa de NaCl A água é uma substância formada por moléculas polares, cujo pólo negativo está situado no átomo de oxigênio e o pólo positivo está nos átomos de hidrogênio. = = = + + + + + + Como as partículas de sinais opostos se atraem, os pólos positivos das moléculas de água exercerão atração sobre os íons Cl do NaCl, enquanto os pólos negativos das moléculas de água exercerão atração sobre os íons Na + . O resultado dessas interações será a obtenção de uma solução iônica. - 5 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional Téc. Em Química – Química Geral Aplicada + molécula de água ânion cloro cátion sódio Observação As moléculas que envolvem os íons são denominadas água de solvatação. A equação que representa todo o processo é dada por: H2O NaCl Na+ + Cl Há também outra maneira de equacionar a dissociação, um pouco mais detalhada: NaCl(s) Na+ (aq) + Cl (aq) Outros exemplos: KBr (s) ? K + (aq) + Br (aq) 2 Al2(SO4)3 (s) ? 2 Al 3+ (aq) + 3 SO4 Fe(NO3)3 (s) ? Fe 3+ (aq) + 3 NO3 IONIZAÇÃO A ionização é uma propriedade característica de algumas substâncias moleculares que, ao entrarem em contato com a água, interagem dando origem a íons. Vejamos, por exemplo, o gás clorídrico ( HCl ) que é formado por moléculas, em seu estado natural. Observe que o hidrogênio está ligado ao ametal cloro e que há diferença de eletronegatividade entre o H e o Cl, caracterizando uma polaridade na molécula. Quando esta molécula é dissolvida em água, os dipolos da água podem enfraquecer suficientemente a ligação covalente, ocasionando a divisão da molécula. Na divisão, o par eletrônico fica com o cloro, que é mais eletronegativo que o hidrogênio. A molécula HCl é transformada em íons H + e Cl pela ação da água , e dizemos que o HCl sofreu ionização. HCl Água H + + Cl Na verdade, essa equação é uma representação simplificada. O fenômeno da ionização do HCl ( e de outros ácidos ) ocorre, de fato, através da interação entre as moléculas de HCl e de água, e, o cátion H + não fica livre na solução, ocorrendo uma ligação química entre ele e a água, com formação do cátion H3O + , chamado de H2O + HCl H3O + Cl + - 6 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional Téc. Em Química – Química Geral Aplicada 3 3 Como as espécies formadas são íons de carga oposta, tendem normalmente a recombinar-se, isto é, tende a ocorrer também: + H3O + HCl + Dizemos então que o processo é reversível e a representamos: + HCl + H3O + Assim, quando moléculas polares são dissolvidas em água, os dipolos da água podem enfraquecer a ligação covalente, ocasionando a ionização das mesmas. Outros exemplos da representação da ionização: + HCl + H2O HNO3 + H2O H3O + Cl H O + + NO + H2SO4 + 2H2O 2 H3O + 3 H3O + SO4 2 + PO4 3 A ionização é um processo em que coexistem moléculas e íons num equilíbrio dinâmico denominado equilíbrio químico. O equilíbrio químico é estabelecido quando a velocidade de formação dos íons se iguala à velocidade de regeneração das moléculas.Esse equilíbrio pode ser estabelecido em momentos diferentes para as diversas substâncias: no momento do equilíbrio, há mais moléculas do que íons, dizemos que o eletrólito é fraco; se houver mais ío do que moléculas, o eletrólito é forte. O coeficiente que mede a extensão da ionização é denominado grau de ionização e é representado pela letra a (alfa). = número de moléculas ionizadas número de moléculas dissolvidas O grau de ionização, que é tabelado, varia entre 0 e 1 ou entre 0 e 100 %. Quando está próximo de zero, a substância está pouco ionizada e é um eletrólito fraco; quando se aproxima de 1 (ou 100 %), a substância está bastante ionizada e é um eletrólito forte. Exemplos: HCl : = 92 / 100 = 0,92 ou 92 % ( eletrólito forte ) HF : = 8 / 100 = 0,08 ou 8 % ( eletrólito fraco ) ATENÇÃO - 7 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional Téc. Em Química – Química Geral Aplicada 3 4 3 H Conceito de ácido e base, segundo Arrhenius Em suas experiências, Arrhenius, que trabalhava com soluções aquosas de diversas substâncias analisando seu comportamento quanto à condutibilidade elétrica, observou certos grupos de substâncias que se comportavam de maneira semelhante (possuíam propriedades químicas semelhantes) e dividiu-as em dois grupos: ácidos e bases. Segundo ele, ácido seria toda a substância que, em solução aquosa, liberaria o cátion H+ (próton) e base, toda substância que, em solução aquosa, liberaria o ânion OH (hidroxila). Com esse tipo de abordagem ele incluiu dentro desses dois grupos, substâncias que hoje enquadramos em funções que possue FUNÇÕES INORGÂNICAS Baseando-se nos estudos de Arrhenius, as substâncias ditas inorgânicas foram divididas em grupos, chamados funções químicas, que apresentam propriedades químicas semelhantes ou semelhanças na constituição de seus compostos. As principais funções são: ácidos, hidróxidos (ou bases), sais e óxidos. A seguir definiremos cada uma das funções, levando-se em consideração, além dos conceitos de Arrhenius, conceitos existentes atualmente. + ÁCIDOS: SubstâncHiaNsOq3ue, e+m sHo2lOução aquosa, liberamHc3oOmo c+átioNnsOs3omente íons H O (hidrônio). + H2CO3 + 2 2 H3O + CO3 2 H3PO4 + 3 3 H O + + PO 3 De acordo com Arrhenius, apenas se pode definir uma substância como ácido se, em solução aquosa, ela produzir, como cátions, somente íons H O + (ou simplificadamente + ) . Como as substâncias que se enquadram nesta classificação são moleculares, a produção íons ocorre através do processo de ionização BASES: Bases são substâncias que, em solução aquosa, liberam um único tipo de ânion: o ío OH , chamado hidroxila ou oxidrila. As principais bases inorgânicas são hidróxidos, que são iônicos e possuem cátions de metais ligados ao grupamento OH ; consequentemente, em solução aquosa, sofrem dissociação iônica + NaOH (s) ? Na (aq) + OH (aq) Ca(OH)2(s) ? Ca (aq) + 2 OH (aq) Al(OH)3 (s) ? Al (aq) + 3 OH Observação OH em - 8 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional Téc. Em Química – Química Geral Aplicada SAIS: Substâncias que, em solução aquosa, produzem pelo menos um cátion diferente do H + e pelo menos um ânion diferente do OH . Assim como os hidróxidos, os sais também são compostos formados por aglomerados de íons e água provoca, simplesmente, a separação destes íons, ou seja, sua dissociação Exemplos: NaCl(s) ? KNO3(s) ? NaHSO4(s) ? Na + (aq) K + (aq) Na + + C l (aq) + HSO4 (aq) CaOHCl(s) ? Fe2(SO4)3(s) ? (CaOH) + (aq) 2 Fe 3+ (aq) + + Cl (aq) + 3 SO4 2 Na3PO4(s) ? 3 Na (aq) + PO4 3 (aq ÓXIDOS: Substâncias binárias (formadas por dois elementos) de oxigênio, onde o oxigênio é o element mais eletronegativo entre eles. Não se consegue um comportamento único dos óxidos em solução aquosa e, em decorrência disso, Arrhenius não conseguiu caracterizar os óxidos como uma função. O comportamento que cada um assume depende do elemento que está ligado ao oxigênio. Exemplos: Na2O, CaO, ZnO, N2O3, P2O5 Função Tipo de ligação Em água Íon característico em água CARÁTER ÁCIDO E BÁSICO DE UMA SOLUÇÃO Entre uma solução muito ácida e uma solução muito básica, a acidez e a basicidade (ou alcalinidade) podem variar gradativamente. Existem certas substâncias, capazes de adquirir diferentes colorações se colocadas em soluções ácidas ou em soluções básicas e que são denominadas de indicadores ácido – base. São utilizadas para que se possa reconhecer o caráter de uma solução. A medida quantitativa da acidez ou da alcalinidade de uma solução pode ser feita através da comparação com uma escala, denominada de escala de pH, introduzida na química pelo dinamarquê Sörensen, em 1909. Nessa escala, que vai de zero até quatorze, uma solução neutra tem pH = 7, uma solução ácida tem pH Q uanto maior for a acidez, menor será o pH ; por outro lado, quanto maior for a alcalinidade, maior será o pH. - 9 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional Téc. Em Química – Química Geral Aplicada soluções ácidas água pura e soluções neutras soluções básicas pH 0 pH 7 pH 14 Acidez crescente Alcalinidade crescente Os indicadores são ácidos ou bases (orgânicos) muito fracas, de estrutura complexa, que mudam de cor em determinados intervalos de pH, denominados zonas (ou intervalos) de viragem. Na tabela abaixo temos alguns desses indicadores e suas respectivas zonas de viragem. Indicador zona de viragem( pH) cor abaixo da zona de viragem cor acima da zona de viragem 1,2 a Vermelho do congo 3,0 a 5,2 Azul Alaranjado e Metila 3,1 a 4, 3,8 a 5,4 azul 4,4 a 6,2 5,0 a 8,0 azul Púrpura de Bromocresol 5,2 A 6,8 6,0 A 7,6 Azul 6,4 a 8,2 7,0 a 8,8 8,0 a 9,6 Azul 8,2 a 9,8 incolor 9,3 a 10,5 incolor azul 10,0 a 12,1 Pardo Azul de Épsilon 11,6 a 13 alaranjado violeta Além dos indicadores em solução, existem papéis impregnados com indicador. O papel de tornassol vermelho e o papel de tornassol azul são exemplos desses papéis. O tornassol vermelho permanece vermelho em soluções ácidas ou neutras e muda para azulem soluções básicas e o tornassol azul permanece azul em Meio ácido Meio básico Meio neutro Tornassol azul vermelho azul azul Tornassol vermelho vermelho azul vermelho Existe um papel, denominado papel indicador universal, impregnado com uma mistura de indicadores e que adquire diferentes colorações para cada pH. Mergulhando-se esse papel indicador numa solução-problema e comparando-se a cor adquirida com a de uma escala de cores, pode-se avaliar o valor numérico pH da - 10 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional Téc. Em Química – Química Geral Aplicada EXERCÍCIOS 1) Faça a fórmula estrutural dos compostos abaixo. Indique quais sofrem dissociação e quais sofrem ionização em solução aquosa? Equacione os processos. a) H2S b) Na2S c) NH3 d) NaOH e) CaCl2 2) Faça a associação: ( a ) conduz corrente elétrica ( b ) não conduz corrente elétrica ( ) solução eletrolítica ( ) solução iônica ( ) solução não – eletrolítica ( ) solução molecular 3) Identifique as afirmações verdadeiras: a) Numa solução iônica, o composto dissolvido é sempre iônico. b) Numa solução iônica, o composto dissolvido pode ser iônico ou molecular. c) Numa solução molecular, o composto dissolvido é sempre molecular. d) Numa solução molecular, o composto dissolvido pode ser molecular ou iônico. 4) Sabendo que o gás clorídrico possui como fórmula HCl, identifique a(s) afirmativa(s) correta(s): a) HCl (puro) nas condições ambientes conduz corrente elétrica. b) HCl (puro) liqüefeito conduz corrente elétrica. c) HCl em solução aquosa conduz corrente elétrica. d) HCl (puro) no estado sólido conduz corrente elétrica. 5) Considere as afirmações a seguir a respeito do etanol (C2H5OH), um composto molecular que quando dissolvido em água, produz uma solução molecular. Verifique se as afirmativas estão corretas ou não e justifique sua resposta. a) O etanol puro conduz eletricidade. 6) Identifique quais das afirmativas a seguir, a respeito do composto NaOH, estão corretas e justifique sua resposta. a) NaOH puro conduz corrente elétrica nas condições ambientes. b) NaOH em solução aquosa conduz corrente elétrica. c) NaOH no estado de vapor conduz corrente elétrica. 7) Com base na informação: ―O sal de cozinha pode ser extraído do mar e é constituído principalmente pelo cloreto de sódio (NaCl) ― . a) Em quais condições o NaCl conduz corrente elétrica ? b) Por que a água do mar é um bom eletrólito? 8) Dadas as informações: A fórmula do ácido sulfúrico é H2SO4 e ele é líquido nas condições ambientes. Ao ser dissolvido em água, origina uma solução iônica. Analise as afirmações abaixo e diga se são corretas ou não? Justifique sua resposta. a) Ácido sulfúrico puro conduz corrente elétrica b) Ácido sulfúrico dissolvido em água conduz corrente elétrica. 9) Dadas as informações: A glicose (C6H12O6) é um composto sólido nas condições ambientes. Dissolvida em água resulta em solução molecular. - 11 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional Téc. Em Química – Química Geral Aplicada Analise as afirmações a seguir e diga se são corretas ou não? Justifique sua resposta. a) Glicose pura, no estado sólido, conduz corrente elétrica. b) Glicose, quando fundida, conduz corrente elétrica c) Glicose conduz corrente elétrica em solução aquosa 10) Quais das afirmações estão corretas: a) O HCl liqüefeito conduz corrente elétrica. b) O HCl em solução aquosa conduz corrente elétrica. c) O HNO3 puro (anidro ou 100 % puro) conduz corrente elétrica . d) O HNO3 em solução aquosa conduz corrente elétrica . e) O H2SO4 puro (anidro ou 100 %puro) conduz corrente elétrica, no estado líquido f) O NaCl conduz corrente elétrica no estado sólido. g) O NaCl (anidro ou 100 %puro) conduz corrente elétrica, quando no estado líquido. h) O NaCl em solução aquosa conduz corrente elétrica. i) O NaOH conduz corrente elétrica no estado sólido j) O NaOH (anidro ou 100 %puro) conduz corrente elétrica quando fundido. k) O NaOH conduz corrente elétrica em solução aquosa . 11) Dê a fórmula estrutural das substâncias abaixo. Represente a ação da água sobre elas, indicando onde ocorre dissociação e onde ocorre ionização: a) HNO2 e) Fe2(SO4)3 i) MgCl2 b) HI f) KClO3 j) c) KOH g) Ca(OH)2 l) d) HClO4 h) H2S m) HF 12) Dissolvendo-se 600 moléculas de uma substância em água, verificou-se que delas, 15 moléculas sofreram ionização. Qual o grau de ionização da substância em questão? Ela poderá ser considerada um eletrólito forte ou fraco? Por quê? 13) O que distingue um eletrólito forte de um fraco é: a) O grau de ionização b) O forte é sempre iônico e o fraco sempre molecular c) O eletrólito só é forte quando fundido d) O eletrólito só é forte quando em solução e) O caráter ácido do eletrólito forte 14) Qual dos itens abaixo representa o eletrólito mais forte? a) = 40 % b) = 0,85 % c) Metade das moléculas se ionizou d) Existem 40 moléculas ionizadas em cada 200 moléculas totais e) 3 / 4 das moléculas estão ionizadas 15) Identifique a que função pertence cada uma das substâncias abaixo. O tipo de interação que ocorre entre elas e a água é: Ionização ( I ); Dissociação ( D ); A interação com a água depende do caráter da substância ( C ) a) HBrO3 e) Na2CO3 i) Fe(OH)3 n) K2O2 b) Pb(OH)2 f) SO3 j)KNO3 o) PbO2 s) Na O c) HCN g) BaO l) I2O5 p)H3BO3 t) d) BaOHBr h)H4SiO4 m)Ca3(PO4)2 q) NaH2PO4 u) N O 2 2 3 - 12 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional Téc. Em Química – Química Geral Aplicada 3 16) Dados os compostos: KF; HClO2; C2H6O (o O está entre átomos de C) a) Faça a fórmula estrutural de cada um deles; b) Qual deles em água pode sofrer dissociação iônica? Mostre a equação do processo. c) Qual deles em água pode sofrer ionização? Equacione o processo. d) Qual deles não tem condições de ser um condutor eletrolítico? Justifique. 17) Assinale a equação na qual está representado um processo em que o produto formado é um bom condutor de eletricidade. a) HI (l ) b) HI (g) c) HI (s) d) HI (aq) e) HI (g) + energia energia + energia água + água HI (g) HI (s) HI (l ) HI (g) HI (aq) 18) Indique, na afirmação a seguir, o que é correto ou incorreto, justificando sua resposta em poucas palavras. ―Uma solução aquosa de cloreto de hidrogênio (HCl ) apresenta o número de cátions H O + igual ao de ânions Cl .Portanto, é eletricamente neutra e não conduz a eletricidade.‖ 19) A facilidade com que os hidrogênios ionizáveis saem de uma molécula está associada à polarização da ligação que ele faz. Quanto mais polarizada, mais facilmente a ligação é rompida e mais íons H + existirão em solução. Partindo-se desse princípio, coloque os seguintes ácidos: HCl ; HClO4; HCN; HBr em ordem crescente de força, justificando sua resposta. 20) Considerando os indicadorescitados na tabela fornecida na teoria, que colorações devem adquirir quando estiverem em seus intervalos de viragem? 21) Sabendo-se que o término da reação entre o hidróxido férrico e o ácido clorídrico se dá em torno de pH 2, qual dos indicadores citados na tabela seria o mais indicado para podermos visualizar o término da reação? 22) A adição de um único indicador a uma solução é o suficiente para determinarmos seu pH? Por quê? 23) Associe, considerando o caráter da solução: a) É uma solução ácida b) É uma solução básica c) É uma solução neutra ) Pode ser uma solução ácida ou neutra e) Pode ser uma solução básica ou neutra ( ) Torna azul o papel vermelho de tornassol ( ) Mantém a cor azul do papel de tornassol ( ) Torna vermelho o tornassol azul ( ) Mantém a cor vermelha do papel de tornassol ( ) Adicionando-se gotas de fenolftaleína (incolor) à solução, ela fica avermelhada ( ) Descora a fenolftaleína previamente avermelhada por uma base ( ) Mantém a coloração da fenolftaleína previamente avermelhada por uma base - 13 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional Téc. Em Química – Química Geral Aplicada 2 2 3 2 3 + 2 2+ l) óxido ( C ) m) sal ( D ) n) óxido ( C ) o) óxido ( C ) p) ácido ( I ) q) sal ( D ) RESPOSTAS 1) a) H - S - H b) [Na + ] S2 c) H - N - H ¦ H 11) Procurar as estruturas na apostila do 1º período Ionização – I ; Dissociação – D + d) Na + [O - H] e) Ca 2+ [Cl ] a) HNO2 + H2O H3O + NO2 ( I ) b) HI + H O H O + + I ( I ) Dissociação: os iônicos 2 3 + Na2S(s) ? 2 Na (aq) + S 2 (aq) c) KOH(s) ? K + (aq) + OH ( D ) NaOH(s) Na + (aq) + (aq) d) HClO + H O H O + + ClO ( I ) CaCl2(s) ? Ca 2+(aq) + 2 Cl (aq) 4 2 3 4 e) Fe (SO ) (s) ? 2 3+ +3 SO 2 (aq) ( D) Ionização : os moleculares 2 4 3 Fe (aq) 4 H2S + 2 2 H3O + S 2 f) KClO (s) ? K + (aq) + ClO (aq) ( D ) H2O + NH4 + OH g) Ca(OH) (s) ? Ca 2+ (aq) +2 OH (aq) ( D ) h) H S + 2 H O 2 H O + + S 2 ( I ) 2) a, a, b ,b 3) b ,c 2 2 3 i) MgCl (s) ? Mg 2+ (aq) + 2 Cl (aq) ( D ) 4) c 5) As afirmativas não estão corretas, pois, j) Na2SO4(s) ? l) Ba(NO3)2(s) ? 2 Na + (aq) + SO4 2 (aq) ( D ) (aq) ( sendo um composto molecular, não m) HF + H O H O + + F ( I ) 2 3 pode conduzir corrente quando puro e, sua solução, por ser também molecular, não possui íons, logo, não pode conduzir corrente. 6) b ,d: NaOH : iônico. Conduz corrente fundido ou em solução aquosa,pois a água ou a fusão separam íons previamente existentes. 7) a) Sendo um composto iônico, conduz fundido e em solução aquosa. b) Pois há vários sais dissolvidos no mar, todos iônicos e, portanto, há muitos íons que permitem a condução da corrente elétrica. 8) a) A afirmativa não é verdadeira pois, pquaon,dosó há moléculas no ácido o 12) = 2,5 % ou 0,25. Eletrólito fraco, pois há uma pequena quantidade de íons formados em solução. 13) letra a 14) letra e 15) a) ácido ( I ) b) base ( D ) c) ácido ( I ) d) sal ( D ) e) sal ( D ) f) óxido ( C ) g) óxido ( C ) h) ácido ( I ) i) base ( D ) j ) sal ( D ) r) base ( D ) s)óxido ( C ) t) sal ( D ) u) óxido ( C impede a condução de eletricidade. íbo)nsQueandeosteds isspoelrvmidiotemema ágcuoan,duhçáão fodrme ação ) 16) b) KF(s) ? K (aq) + F + de c) HClO + H O H O + + ClO 2 2 3 2 elétrica. 9) Nenhuma. Compostos moleculares que originam soluções moleculares não conduzem eletricidade e sólidos (exceto os metais) não conduzem eletricidade. 10) b, d, g, h, j, k - 14 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional Téc. Em Química – Química Geral Aplicada d) C2H6O, pois é um composto apolar. 17) Letra e - 15 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional Téc. Em Química – Química Geral Aplicada 3 18) Uma solução aquosa de cloreto de hidrogênio (HCl ) apresenta o número de c + átions H O igual ao de ânions Cl : correto. A proporção de hidrogênios e cloros no ácido clorídrico é de 1:1, logo , em sua ionização o número de cátions será igual ao número de ânions. Portanto, é eletricamente neutra e não conduz a eletricidade: errado. Se há íons, há condutividade. Mesmo tendo as cargas positivas sendo neutralizadas eletricamente pelas negativas, isso não impede a migração dos íons e dos elétrons na solução. 19) HCN < HBr < HCl < HClO4 Considerando-se a polarização da ligação do hidrogênio com outro elemento, a ligação menos polarizada é a que ele faz com o carbono (? = 0,4), seguida da ligação com o bromo (? = 0,7), com o cloro (? = 0,9) e, finalmente com o oxigênio (? = 1,4). Não esqueça que nos ácidos oxigenados (salvo exceções), o hidrogênio encontra-se ligado ao oxigênio! 20) As cores resultantes das misturas, por ex: Azul de timol - laranja Vermelho do Congo - roxo Alaranjado de metila - laranja Vermelho de metila - laranja Azul de bromotimol - verde Azul de timol - verde Fenolftaleína - rosa Timolftaleína - azul claro 21) Azul de timol 22) Não. A adição de um só indicador nos dá o intervalo de pH onde a solução se encontra, e não o pH específico. 23) ( b ) Torna azul o papel vermelho de tornassol ( e ) Mantém a cor azul do papel de tornassol ( a ) Torna vermelho o tornassol azul ( d ) Mantém a cor vermelha do papel de tornassol ( b ) Adicionando-se gotas de fenolftaleína incolor à solução, ela fica avermelhada ( a ) Descora a fenolftaleína previamente avermelhada por uma base ( e ) Mantém a coloração da fenolftaleína previamente avermelhada por uma base - 16 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional Téc. Em Química – Química Geral Aplicada MAIS EXERCÍCIOS BaBr2 KI FeO H3BO3 KOH NH3 CO HClO3 MgCl2 HI Rb2CO3 Al2O3 Na2S Ca(OH)2 Na3PO4 CuO HBr CO2 Al2(SO4)3 H2Se CuI KClO3 Fe(NO3)2 N2O3 (NH4)3PO4 Al(OH)3 Ag2O AgNO3 - 17 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional Téc. Em Química – Química Geral Aplicada BaBr2 X SAL 2+ Ba [Br ]2 X BaBr2(s)?Ba 2+(aq) +2 Br (aq) KI X SAL K + I X KI(s) ? K + (aq) + I (aq) FeO X ÓXIDO Fe 2+ O 2 -- -- ------------------------------------- H3BO3 X ÁCIDO H-?O-?B-?O-?H ¦ O-?H X H BO +3H O 3 H + +BO 3 3 3 2 3O 3 KOH X BASE K + OH X KOH(s) ? K + (aq) + OH (aq) NH X BASE H-?N-?H ¦ H X NH + NH + + 3 4 CO X ÓXIDO C - O -- -- -------------------------------------- HClO3 X ÁCIDO H?O ? Cl? O ? O X HClO + H O H O + + ClO 3 2 3 3 MgCl2 X SAL 2+ Mg [Cl 2] X MgCl (s) ?Mg 2+ (aq) +2 Cl (aq) 2 HI X ÁCIDO H ? I X HI + H O H O + + I 2 3 Rb2CO3 X SAL + 2 [Rb ]2[CO3] X Rb CO (s) ?2 Rb + (aq)+ CO 2 (aq) 2 3 3 Al2O3 X ÓXIDO 3+ [Al ]2[ O 2 ]3 -- -- ------------------------------- Na2S X SAL [Na + ] [S]2 X Na S (s) ?2 + (aq)+ S2 (aq) Na Ca(OH)2 X BASE 2+ Ca [ OH ]2 X Ca(OH) (s) ? Ca 2+ (aq) +2OH 2 Na3PO4 X SAL [Na + ]3 [PO4] 3 X Na PO (s) ?3 Na + (aq)+ PO 3 (aq) 3 4 4 CuO X ÓXIDO Cu 2+ O 2 -- -- --------------------------------------- HBr X ÁCIDO H ? Br X HBr + H O + + Br 3 CO2 X ÓXIDO O - C - O -- -- ------------------------------ Al2(SO4)3 X SAL 2 [Al 3+ ]2[ SO4 ]3 X Al (SO ) (s)?2 Al3 + (aq)+3SO 2 (aq) 2 4 3 4 H2Se X ÁCIDO H?Se?H X H Se + 2 H O 2 H O + + S 2 2 2 3 CuI X SAL Cu + I X CuI(s) ? Cu + (aq) + I (aq) KClO3 X SAL K + [ClO3] X KClO (s) ? + (aq)+ ClO (aq) 3 K 3 Fe(NO3)2 X SAL Fe 2+ [ NO ] X Fe(NO ) (s)? Fe2 + (aq)+ 2NO (aq) N2O3 X ÓXIDO O - N?O ?N - O -- -- -------------------------------- (NH4)3PO4 X SAL [NH4 + ]3 [PO4] 3 X (NH4)3PO4(s)?3 NH4 + (aq)+PO 3 4 Al(OH)3 X BASE 3+ Al [OH ]3 X Al(OH) (s) ? Al 3+ (aq) +3OH 3 Ag2O X ÓXIDO [Ag + ]2O 2 -- -- --------------------------------------- AgNO3 X SAL + Ag [NO3 ] X AgNO (s) ? Ag + (aq) +NO (aq) 3 3 RESPOSTAS 3 2 2 3 2 3 3 - 18 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional Téc. Em Química – Química Geral Aplicada CAPÍTULO 2 ÓXIDOS Os óxidos são substâncias presentes no nosso dia-a-dia. Um bom exemplo de óxido é o gás carbônico, expelido na respiração, principal responsável pelo efeito estufa. Outro óxido muito comum é a areia, utilizado na fabricação de vidro e cimento. Definição . Caráter de um óxido O caráter de um óxido está relacionado diretamente à eletronegatividade do elemento ligado ao oxigênio. Óxidos de caráter iônico: o elemento ligado ao oxigênio possui eletronegatividade baixa (caracteristicamente metais alcalinos e alcalino-terrosos). Óxidos de caráter covalente ou molecular: o elemento ligado ao oxigênio possui eletronegatividade alta (caracteristicamente ametais). Óxidos de caráter intermediário entre o covalente e o iônico: o elemento caráter ácido caráter básico caráter anfótero Classificação e reações os ó xidos Como conseqüência das características apresentadas, podemos classificar os óxidos em: Óxidos básicos São óxidos iônicos sólidos, formados por metais alcalinos, alcalino-terrosos e por metais que apresentam número de oxidação baixo (+1 e +2). Como exceção a essa regra, temos o óxido formado pelo zinco que, apesar de possuir nox fixo +2, forma óxido anfótero. Os óxidos de estanho e chumbo (quando estes apresentam nox +2 ) também possuem caráter anfótero. Ex: Na2O, MgO, K2O, CaO, CrO, FeO, Ag2O Os óxidos básicos fazem as seguintes reações características: Reagem com água produzindo hidróxido K2O + H2O CaO + H O ? 2 KOH ? Ca(OH)2 ? Fe(OH)2 Reagem com ácidos produzindo sal e água - 19 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional Téc. Em Química – Química Geral Aplicada Observação Não existe o íon O 2 em solução aquosa já que ele reage com a água, gerando íons OH . H O 2 + O OH + OH H CuO + H2O ? Cu(OH)2 Ag2O + H2O 2AgOH CuO (insolúvel) Ag2O (insolúvel) Óxidos ácidos ou anidridos São óxidos moleculares gasosos formados por ametais, boro, silício que apresentem número de oxidação elevado (+5, +6, +7). metais de transição Também são chamados de anidridos de ácidos por serem compostos que podem ser obtidos pela eliminação total de água de um ácido oxigenado. Importante: CO, N2O e NO são formados por ametais, mas são classificados como óxidos neutros ou indiferentes, pois não reagem com água, ácidos ou bases. Sendo assim, na identificação do caráter de um óxido, Os óxidos ácidos fazem as seguintes reações características: Reagem com água produzindo ácidos oxigenados CO2 + H2O Cl2O3 + H2O ? H2CO3 (aq) ? 2 HClO2 (aq) ? H2CrO4(aq) Reagem com base produzindo sal e água Reagem com óxidos básicos produzindo sal CO2 + CaO ? CaCO3 SO3 + MgO ? MgSO4 - 20 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional Téc. Em Química – Química Geral Aplicada Observação Óxidos Anfóteros São óxidos de caráter intermediário entre o iônico e o covalente, tendendo para o covalente. São formados por elementos de eletronegatividade média que podem ser metais ou semimetais São, em geral, sólidos, insolúveis em água. Ex: ZnO, PbO, PbO2, As2O3, As2O5, Al2O3, Sb2O3, Sb2O5, SnO, SnO2, Fe2O3 Os óxidos anfóteros possuem um comportamento ambíguo, pois ora agem como óxidos básicos, ora como óxidos ácidos. O que determina o comportamento que terão em uma reação é a substância com a qual estiverem em contato. Assim: N ão reagem coma água Reagem com ácidos fortes produzindo sal e água (comportamento básico) Reagem com bases fortes produzindo sal e água (comportamento ácido) Óxidos Duplos, Mistos ou Salinos São óxidos de fórmula geral M3O4 ( sendo M um metal dos grupos III e IVA ou de transição ), formados pela associação de dois óxidos diferentes do elemento M. Correspondem aos minérios onde óxidos do mesmo metal, com nox diferentes, encontram-se misturados e cristalizados numa proporção constante. São óxidos metálicos, iônicos e sólidos nas condições ambientes. - 21 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional Téc. Em Química – Química Geral Aplicada O exemplo mais comum desse tipo de óxido é o Fe3O4, constituído pelos óxidos FeO + Fe2O3. O Fe3O4 é denominado magnetita, pois é a "pedra-ímã natural‖. Um outro exemplo é o Pb3O4, constituído pelos óxidos 2 PbO + PbO2. O Pb3O4 é conhecido como zarcão e é normalmente utilizado para pintura de fundo em superfícies metálicas, com a finalidade de evitar a formação de ferrugem. A equação da reação dos óxidos salinos pode ser dada como a soma das equações de cada óxido do qual é formado. terrosos. Peróxidos São compostos que apresentam a estrutura ( O2 ) 2 , chamada de estrutura peróxido . Os peróxidos mais comuns envolvem o hidrogênio, os metais alcalinos e os metais alcalino - Peróxido de hidrogênio: H2O2 É líquido e molecular Quando está dissolvido em água, o H2O2 origina uma solução conhecida por água oxigenada, muito comum em nosso cotidiano. Peróxido de metal alcalino: São sólidos e iônicos. Ex: Li2O2, Na 2O2, K2O2 Peróxido de metal alcalino - terroso : São sólidos e iônicos. Ex: MgO2, CaO2, BaO2 Os peróxidos metálicos fazem as seguintes reações características: Reagem com água produzindo hidróxido e peróxido de hidrogênio 2 Na2O2 + 4 H2O ? 4 NaOH + 2H2O2 2H2O + O2 Observação Reagem com ácidos produzindo sal e peróxido de hidrogênio Resumindo M3O4 M - 22 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional Téc. Em Química – Química Geral Aplicada Nomenclatura Regra geral Usada para qualquer tipo de óxido, independente do seu caráter Leva em conta o número de átomos presente no óxido. Através de prefixos, é indicado o número de átomos de oxigênio e o número de átomos do elemento ligado a ele. Exemplos: ---- ------------------------ óxido de nome do elemento mono, di, tri, tetra, etc. mono, di, etc. P2O5 – pentóxido de difósforo Fe3O4 – tetróxido de triferro Cu2O – monóxido de dicobre Usada para onde o nox do elemento ligado ao oxigênio é independente do seu caráter. O número de oxidação do elemento ligado ao oxigênio é indicado por algarismos romanos. Exemplos: Óxido de nome do elemento nox do elemento em alg. romano MnO2 – óxido de manganês IV Mn2O7 – óxido de manganês VII Fe2O3 – óxido de ferro II P2O5 – óxido de fósforo V Cl2O – óxido de cloro I SnO – óxido de estanho I Regras que levam em conta o caráter do óxido Regra para óxidos básicos e anfóteros Se o elemento ligado ao oxigênio tem nox fixo Exemplos: Óxido de nome do elemento BaO – óxido de bário Na2O – óxido de sódio Li2O – óxido de lítio ZnO – óxido de zinco Al2O3 – óxido de alumínio Ag2O – óxido de prata Se o elemento tem nox variável O número de oxidação do elemento ligado ao oxigênio é indicado por algarismos romanos. Óxido de nome do elemento nox do elemento em alg. romano - 23 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional Téc. Em Química – Química Geral Aplicada Exemplos: FeO – óxido de ferro II Fe2O3 – óxido de ferro Mn2O3 – óxido de manganês II Cu2O – óxido de cobre I Além da regra geral já vista para óxidos de elementos com nox variável, há também uma regra que denota o elemento de e o sufixo ico, o de Óxido ------------------------------------------------- nome do elemento oso (menor nox) ou ico (maior nox) Exemplos: FeO – óxido ferroso; Fe2O3 – óxido férrico Au2O – óxido auroso; Au2O3 – óxido áurico Sb2O3 – óxido antimonioso; Sb2O5 – óxido antimônico PbO – óxido plumboso; PbO2 – óxido plúmbico SnO – óxido estanoso; SnO2 – óxido estânico Regra para óxidos neutros CO Usam-se as duas regras gerais já vistas. N 2O e NO Podem ser nomeados pelas regras gerais já vistas ou podemos distingui-los através do o sufixos oso (menor nox) e ico (maior nox). Logo: N2O – Monóxido de dinitrogênio , óxido de nitrogênio I ou óxido nitroso NO – Monóxido de nitrogênio , óxido de nitrogênio II ou óxido nítrico Regra para óxidos ácidos (anidridos) O elemento ligado ao oxigênio forma um único óxido ácido Exemplos: Anidrido ico nome do elemento CO2 – anidrido carbônico CrO3 – anidrido crômico B2O3 – anidrido bórico SiO2 – anidrido silícico O elemento ligado ao oxigênio forma dois óxidos ácidos Anidrido oso ( menor nox ) nome do elemento ico ( maior nox ) Exemplos: SO2 – anidrido sulfuroso; SO3 – anidrido sulfúrico N2O3 – anidrido nitroso; N2O5 – anidrido nítrico P2O3 – anidrido fosforoso; P2O5 – anidrido fosfórico - 24 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional Téc. Em Química – Química Geral Aplicada O elemento ligado ao oxigênio forma mais de dois óxidos ácidos Hipo ------------------------------ oso --------------------------------- oso aumento do nox Anidrido --------------------------------- ico Per ------------------------------ ico nome do elemento Nos anidridos, o prefixo per associado ao sufixo ico indica sempre que o nox do elemento é +7. Exemplos: Cl2O – anidrido hipocloroso Cl2O3 – anidrido cloroso Cl2O5 – anidrido clórico MnO3 – anidrido mangânico Mn2O7 – anidrido permangânico Exemplos: Exemplos: O elemento forma anidridos mistos NO2 – anidrido nitroso – nítrico Cl2O4 – anidrido cloroso - clórico Cl2O6 – anidrido clórico - perclórico Regra para óxidos duplos Leva em conta a presença das duas valências (nox). Fe3O4 – Óxido ferroso - férrico Mn3O4 – Óxido manganoso - mangânico Pb3O4 – Óxido plumboso - plúmbico Co3O4 – Óxido cobaltoso - cobáltico Regra para peróxidos Peróxido de -------------------------------- nome do elemento Exemplos : Na2O2 – peróxido de sódio CaO2 – peróxido de cálcio H2O2 – peróxido de hidrogêni BaO2 – peróxido de bário - 25 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP]Ensino Médio Integrado à Educação Profissional Téc. Em Química – Química Geral Aplicada o o o Cr+2O óxido básico Cr2+3O3 óxido anfótero Cr+6O3 óxido ácido Mn+2O Mn+32O3 Mn+4O2 Mn+6O 3 Mn+72O7 óxidos básicos óxido anfótero óxidos ácidos Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional OCORRÊNCIA DOS ÓXIDOS NA NATUREZA Os óxidos são muito abundantes na crosta terrestre. As substâncias encontradas naturalme crosta terrestre são chamadas de minerais. Alguns deles podem ser aproveitados pel de indústria Minério é o nome dado a um mineral a partir do qual é economicamente viável a extração de um elemento químico. A seguir, estão alguns minérios e os elementos que podem ser obtidos a partir deles: hematita magnetita pirolusita cassiterita bauxita b lenda galena calcosita quartzo, sílica ÓXIDOS MAIS COMUNS ÓXIDOS BÁSICOS Óxido de cálcio - CaO Também conhecido como cal vi va ou cal vi rgem, não é encontrado na natureza e por isso é obtido pela decomposição térmica do carbonato de cálcio (CaCO3), que existe em grande quantidade na natureza (mármore ou calcário). É usado pelos pedreiros no preparo da argamassa, misturando-o com água. Essa reação provoca grande liberação de calor e produz a cal extinta ou cal apagada (Ca(OH)2), representada pela equação CaO + H2O ? Ca(OH)2 + calor cal extinta - 25 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional Por ser um óxido básico, é utilizado na agricultura para diminuir a acidez do solo. Além disso, é utilizado para neutralizar o ácido sulfúrico derramado em acidentes rodoviários ou em vazamentos nas indústrias. É usado em pintura de paredes, denominada caiação. Óxido de magnésio - MgO É chamado de magnésia. Misturado com água, forma o chamado leite de magnésia usado como antiácido estomacal. ÓXIDOS NEUTROS Monóxido de carbono - CO É um gás incolor, inodoro, extremamente tóxico por se ligar à hemoglobina do sangue, impedindo que ela transporte o oxigênio durante o processo de respiração. É um s ério poluente atmosférico. Forma-se na queima incompleta de combustíveis (gasolina, álcool, diesel). Por isso, nunca se deve ligar o motor de um veículo em ambientes fechados ou usar aquecedores a gás em ambientes sem ventilação, uma vez que, nessas condições, pode ocorrer formação de CO em níveis perigosos e, até mesmo, fatais. A quantidade de CO lançada na atmosfera pelos escapamentos dos automóveis, ônibus e caminhões, cresce na seguinte ordem, em relação ao combustível usado: álcool (etanol) < gasolina < querosene < óleo diesel Ó xido nitroso - N2O É um gás incolor, de odor adocicado, usado como anestésico e conhecido como gás hilariante. Óxido nítrico - NO É um gás incolor, produzido quando ocorre reação entre o oxigênio e o nitrogênio, a temperaturas muito elevadas. No motor dos automóveis ocorre entrada de ar, cujo O2 é necessário à combustão. Junto com esse oxigênio, entram outros componentes do ar, que não deveriam, em princípio, tomar parte das reações dentro do motor. No entanto, devido à alta temperatura interna do motor, ocorre reação entre N2 e O2: N2 + O2 ? 2 NO Em contato com o oxigênio do ar, o NO se transforma em NO2, óxido ácido que ao reagir com a água da chuva produz os ácidos nítrico (HNO3) e nitroso (HNO2). Por isso, o NO é considerado como poluente atmosférico. ÓXIDOS ÁCIDOS Dióxido de carbono - CO2 É um gás incolor, inodoro, mais denso que o ar e por isso, pode acumular-se no chão causar asfixia se sua concentração for maior que 0,5 % em volume. O CO2 não é tóxico portanto não é poluente. O ar contendo teor de CO2 maior que o norma (0,03 %) é impróprio para a respiração porque contém um teor de O2 menor que o normal. - 26 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional Não é combustível nem comburente e, por isso, é usado como extintor de incêndios. No estado sólido é conhecido como gelo seco e é usado em refrigeração e em shows e filmes, como artifício cênico. Quando bebemos água mineral gaseificada e refrigerante, estamos ingerindo uma mistu que contém o gás carbônico, que sendo um óxido ácido, reage com a água produzindo ácido carbônico (H2CO3). o fato de todo refrigerante gaseificado possuir um caráter ácido. A adição de gás carbônico na fabricação de refrigerantes é feita sob uma pressão maior que a atmosférica, o que aumenta sua solubilidade em água. Ao deixarmos uma garrafa de refrigerante aberta, permitimos a saída de grande parte do gás carbônico para o meio ambiente, o que torna o refrigerante "choco", isto é, praticamente sem gás. Plantas e animais, ao respirar, eliminam gás carbônico, sendo, portanto natural sua presença na atmosfera. Quando chove, ocorre uma reação entre ele e a água, produzindo ácido carbônico, o que deixa a chuva ligeiramente ácida. Ess a acidez n atural d a chu va é tão bai xa que não faz nenh u m mal aos seres vivos. A queima dos combustíveis (álcool, gasolina, diesel, etc.) produz uma mistura de CO2, CO, fuligem ( C ) e água, o que aumenta muito a concentração de gás carbônico na atmosfera. O gás carbônico presente na atmosfera tem a propriedade de absorver parte das radiações infravermelhas provenientes da reflexão da luz solar que incide sobre a Terra, agindo assim como um espécie de cobertor, que evita que as radiações escapem completamente para o espaço, mantendo assim planeta aquecido. Dióxido de enxofre - SO2 É um gás incolor, tóxico, de cheiro forte e irritante e constitui um sério poluente atmosférico É formado na queima do enxofre e dos compostos que o contêm: S + O2 ? SO2 Uma das fases da fabricação do ácido sulfúrico (H2SO4) consiste na queima de enxofre ou de minérios de enxofre, particularmente da pirita (FeS2). Por isso, nas regiões onde há fábricas de ácido sulfúrico, o dióxido de enxofre é o principal poluente do ar. A queima de combustíveis derivados de petróleo (gasolina, querosene, diesel) também é responsável pelo lançamento de SO2 na atmosfera, uma vez que estes combustíveis possuemcompostos de enxofre em sua constituição. Uma vez lançado na atmosfera, o dióxido de enxofre reage, em parte, com o oxigênio do ar formando trióxido de enxofre (SO3). Esses dois óxidos interagem com a água das chuvas formando ácidos, dando origem à denominada chuva ácida, que causa sérios problemas ambientais. As reações que ocorrem para a formação da chuva ácida são: Queima de enxofre S + O2 ? SO2 Transformação de SO2 em SO3 2 SO2 + ? 2 Reações com a água da chuva SO2 + H2O ? H2SO3 e SO3 + H2O ? H2SO4 - 27 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional Dióxido de nitrogênio - NO2 É um gás de cor castanho - avermelhada, de cheiro forte e irritante, muito tóxico, e constitui um poluente atmosférico É o principal poluente do ar nas regiões onde há fábricas de ácido nítrico (HNO3). O gás castanho que sai das chaminés das fábricas contém alto teor de NO2. Já vimos que nos motores dos veículos, devido a alta temperatura, há formação de NO (monóxido de nitrogênio) através da reação entre o oxigênio e o nitrogênio e que em contato com o ar, o NO se transforma em NO2. A interação do NO2 com a água da chuva geram os ácidos nitroso (HNO2) e nítrico (HNO3), dando origem, portanto, à chuva ácida, que, como já foi visto, causa sério impacto ambiental. N2 + O2 ? 2 NO + O2 ? 2 NO2 + ? 2 NO 2 NO2 HNO2 + Além da de chuva ácida, a presença de NO2 na atmosfera gera outro produção de ozônio (O3). Considerado sério poluente atmosférico, é obtido através da seguinte reação: NO2 + ? NO + Veja que contraste da natureza: o ozônio formado nas camadas inferiores da atmosfera é totalmente indesejável e, por isso, é considerado um poluente, mas, na estratosfera, onde é absolutamente necessário, ele é destruído. Para evitar sua produção, alguns automóveis modernos possuem dispositivos, chamados conversores catalíticos, capazes de transformar os óxidos de nitrogênio em nitrogênio (N2), antes de serem lançados na atmosfera. Convém ressaltar que, mesmo em regiões não poluídas, as águas da chuva também podem conter ácido nítrico, ainda que em quantidades bem menores, se essas chuvas forem acompanhadas de raios e relâmpagos. Nessas condições, nitrogênio e oxigênio do ar combinam-se (devido à grande energia desenvolvida) originando NO2 que, dissolvido na água, produz HNO3. PERÓXIDOS Peróxido de hidrogênio - H2O 2 O peróxido de hidrogênio, ou água oxigenada, é um líquido incolor, com viscosidade semelhante à do xarope, que explode violentamente quando aquecido. As soluções aquosas diluídas de peróxido de hidrogênio são de uso comum (como anti- séptico, alvejante, para clarear pêlos e cabelos, etc.). Os frascos de água oxigenada normalmente são escuros ou opacos, pois a luz provo a sua decomposição: 2 H2O2 ( aq ) ? 2 H2O( l ) + O2 ( g ) Soluções cuja concentração é maior do que 30 % de peróxido de hidrogênio são utilizadas, industrialmente, como alvejante de madeiras, fibras, ossos, marfim, cera de abelhas, tecidos e, - 28 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional Sobre a chuva ácida O que é chuva ácida? A água de chuva já é naturalmente ácida? O que causa a deposição ácida? Mas, a chuva ácida pode ter uma causa natural? E como são formados os ácidos sulfúrico e nítrico? - - 29 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional O alcance da chuva ácida Chuva ácida é um fenômeno recente? Todas as regiões têm a mesma capacidade de neutralizar os ácidos? O que acontece quando esta capacidade de neutralização é esgotada? Quais os efeitos da chuva ácida sobre o solo e a vegetação? - 30 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional Quais os efeitos da chuva ácida sobre os ecossistemas aquáticos? Quais os efeitos da chuva ácida sobre os materiais? Quais os efeitos da chuva ácida sobre a saúde? - 31 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional Sobre o efeito estufa ondas curtas ondas lon gas - 32 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional gases de estufa - 33 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional 1) Complete: EXERCÍCIOS K2O SnO Cl2O Cu2O N2O3 MgO2 ZnO NO2 Fe2O3 CO CrO3Li2O CO2 NO 2) Associe: ( a ) caráter ácido ( b ) caráter básico ( ) Óxidos dos elementos com eletronegatividade baixa. ( ) Como regra, óxidos dos elementos com eletronegatividade alta. ( ) Como regra, óxidos dos elementos localizados à esquerda da tabela periódica . ( ) Como regra, óxidos dos elementos localizados à direita da tabela periódica (excluindo os gases nobres). ( ) Óxidos iônicos ( ) Óxidos moleculares ( ) Óxidos dos elementos ametálicos (como regra) ( ) Óxidos dos elementos ( ) Óxidos dos elementos ( ) Óxidos dos elementos metálicos (como regra) metálicos que apresentam baixo nox ( +1 ; +2 ) metálicos que apresentam nox elevado ( +5) 3) Dê nome aos seguintes óxidos, segundo a regra geral (dos prefixos): a) CO b) NO c) N2O d) NO2 e) N2O3 f) N2O4 g) N2O5 h) SO2 i) SiO2 j) Pb3O4 l) P2O3 m) Na2O2 n) BaO2 t) Mn2O7 o) MnO2 u) ClO2 p) HgO v) Cr2O3 q) Fe2O3 x) Hg2O r) PbO2 z) I2O5 s) CrO3 - 34 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional 4) Identifique o tipo dos óxidos abaixo, nomeando-os. a) K2O b) MgO c) N2O3 d) SO2 e) FeO f) Cl2O g) Cu2O h) BaO2 i) CaO j) HgO k) Br2O3 l) CuO m) Li2O n) SO3 o) BaO p) N2O5 q) Br2O7 r) Ag2O s) Li2O2 t) CrO3 u) CO2 v) Na2O x) Mn2O7 z) I2O5 5) Faça a reação dos óxidos do item anterior com água. 6) Dê a fórmula dos óxidos abaixo: a) óxido de níquel II d) anidrido bórico g) óxido de prata j) óxido cúprico m) óxido de estanho II p) anidrido sulfuroso s) anidrido silícico v) óxido de cobre I b) óxido mercuroso e) óxido de cálcio h) anidrido clórico k) anidrido perclórico n) anidrido nítrico q) óxido plumboso t) anidrido hipobromoso x) óxido ferroso c) anidrido carbônico f) anidrido sulfúrico i) anidrido nitroso l) óxido auroso o) óxido de manganês II r) anidrido fosfórico u) óxido de magnésio z) anidrido fosforoso 7) Dê dois nomes possíveis, excetuando a regra válida para qualquer tipo de óxido: a) CuO h) Mn2O7 b) MnO i) PbO c) Hg2O j) PbO2 d) MnO3 l) Au2O e) Cl2O m) Cl2O7 f) Cu2O n) N2O g) HgO o) NO p) Cl2O6 x) N2O3 q) CO2 z) N2O5 r) FeO s) Fe2O3 t) CrO3 u) P2O3 v) P2O5 8) Usando as regras específicas quanto ao caráter, dê nome a: a) K2O b) K2O2 c) ZnO d) Al2O3 e) MgO f) H2O2 g) SrO2 h) BaO i) Li2O j) Li2O2 l) BaO2 m) K2O2 n) CaO2 o) Cl2O3 p) SnO q) SnO2 r) SO2 s) SO3 t) As2O3 u) As2O5 v) MnO x) Mn2O3 z) Na2O2 9) Escreva as fórmulas dos seguintes óxidos: a) pentóxido de dicloro b) anidrido nitroso c) óxido de níquel III d) óxido nitroso e) óxido de cromo VI f) peróxido de sódio g) óxido arsênico h) óxido de antimônio III i) tetróxido de trimanganês j) óxido estanoso k) peróxido de cálcio l) óxido de estanho IV m) óxido de alumínio n) trióxido de enxofre o) óxido nítrico p) anidrido nítrico q) anidrido sulfuroso r) peróxido de potássio s) óxido de iodo I t) óxido áurico u) óxido plumboso v) anidrido mangânico x) óxido de bromo III z) óxido de magnésio 10) Equacione as reações: a) N2O3 + b) Cl2O + c) K2O2 + d) CuO + H2O e) CrO3 + H2O H2O h) N2O3 + - 35 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional H2O - 36 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional 11) Dados os óxidos: CO, CO2, BaO, ZnO, Fe3O4, Cl2O5, CuO, N2O, Na2O2 a) Qual o nox de cada elemento ligado ao oxigênio? b) Quais são capazes de reagir com água formando ácido? Equacione. c) Quais são capazes de reagir com HCl ? d) Quais são capazes de reagir com NaOH ? e) Quais são neutros? 12) Cal viva é o óxido de cálcio. a) Escreva a equação da reação da cal viva com a água. adicionada ao solo? b) Por que, na agricultura, a cal 13) Quando aplicada em ferimentos, a água oxigenada parece "ferver". a) Por quê? b) Escreva a equação que representa a reação química envolvida. 14) A queima de combustíveis fósseis conduz à formação de compostos derivados do enxofre. Estes compostos são lançados na atmosfera, precipitando na forma de chuvas ácidas, fenômeno que causa sérios danos ao meio ambiente. Escreva as equações de formação do ácido sulfúrico, a partir do enxofre. 15) Associe: ( a ) Fe3O4 ( b ) SnO2 ( c ) Al2O3 ( d ) Fe2O3 ( e ) MnO2 ( ) bauxita ( ) hematita ( ) magnetita ( ) pirolusita ( ) cassiterita 16) Associe: ( a ) Pb3O4 ( b ) CO2(s) ( c ) Fe3O4 ( d ) CaO ( e ) SiO2 ( ) cal virgem ( ) quartzo ( ) gelo seco ( ) zarcão ( ) pedra-ímã natural 17) Associe: ( a ) CaO ( b ) NO2 ( c ) Pb3O4 ( d ) SiO2 ( e ) CO2 ( ) extintor de incêndio ( ) usado pelos pedreiros ( ) óxido mais abundante na crosta terrestre ( ) usado para proteger o ferro contra ferrugem ( ) responsável pela poluição do ar com ozônio 18) Quais são os óxidos responsáveis pela formação da chuva ácida? Equacione o fenômeno. 19) A chuva ácida provocada pelo gás carbônico e pela formação de dióxido de nitrogênio nas tempestades 20) O NO2 eliminado do escapamento dos automóveis é o principal responsável pela poluição do ar com ozônio. Qual é a reação que ocorre nesse processo? 21) O gelo seco consiste em dióxido de carbono sólido, que nas condições ambientes, sofre sublimação. Colocando um pedaço de gelo seco em água destilada, o meio ficará ácido ou básico? Justifique com o auxílio de uma equação química. - 37 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional K2O X Óxido básico Óxido de potássio K2O + H2O ? 2 KOH SnO X X Óxido anfótero Óxido de estanho II ou estanoso Não reage Cl2O X Óxido ácido Anidrido hipocloroso Cl2O + H2O ? 2 HClO Cu2O X Óxido básico Óxido de cobre I ou cuproso Cu2O + H2O ? 2 CuOH N2O3 X Óxido ácido Anidrido nitroso N2O3 + H2O ? 2 HNO2 MgO2 X Peróxido Peróxido de magnésio MgO2+ H2O? Mg(OH)2 +H2O + ½ O2 ZnO X X Óxido anfótero Óxido de zinco Não reage NO2 X Anidrido misto Anidrido nitroso-nítrico NO2 + H2O ? HNO2 + HNO3 Fe2O3 X X Óxido anfótero Óxido de ferro III ou férrico Não reage CO X Óxido neutro Monóxido de carbono Não reage CrO3 X Óxido ácido Anidrido crômico CrO3 + H2O ? H2CrO4 Li2O X Óxido básico Óxido de lítio Li2O + H2O ? 2 LiOH CO2 X Óxido ácido Anidrido carbônico CO2 + H2O ? H2CO3 NO X Óxido neutro Óxido nítrico Não reage 1)2) ( b) (a ) ( b ) ( a ) ( b ) ( a ) ( a )( b )( b) ( a ) 3)a) monóxido de carbono b) monóxido de nitrogênio c) monóxido de dinitrogênio d) dióxido de nitrogênio e) trióxido de dinitrogênio f) tetróxido de dinitrogênio g) pentóxido de dinitrogênio h) dióxido de enxofre i) dióxido de silício j) tetróxido de trichumbo l) trióxido de difósforo RESPOSTAS m) dióxido de disódio n) dióxido de bário o) dióxido de manganês p) monóxido de mercúrio q) trióxido de diferro r) dióxido de chumbo s) trióxido de cromo t) heptóxido de dimanganês u) dióxido de cloro v) trióxido de dicromo x) monóxido de dimercúrio z) pentóxido de difosfóro - 38 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional 4) a) K2O – básico; óxido de potássio b) MgO – básico; óxido de magnésio c) e) N2O3 – ácido ; anidrido nitroso FeO – básico ; óxido de ferro II ou óxido ferroso d) f) SO2 – ácido ; anidrido sulfuroso Cl2O – ácido ; anidrido hipocloroso g) Cu2O – básico ; óxido de cobre I ou óxido cuproso h) BaO2 – peróxido ; peróxido de bário i) CaO – básico ; óxido de cálcio j) HgO – básico ; óxido de mercúrio II ou óxido mercúrico k) Br2O3 – ácido ; anidrido bromoso l) CuO – básico; óxido de cobre II ou óxido cúprico m) Li2O – básico ; óxido de lítio n) SO3 – ácido ; anidrido sulfúrico o) BaO – básico; óxido de bário p) N2O5 – ácido ; anidrido nítrico q) Br2O7 – ácido ; anidrido perbrômico r) Ag2O – básico ; óxido de prata s) Li2O2 – peróxido; peróxido de lítio t) CrO3 – ácido ; anidrido crômico u) CO2 – ácido ; anidrido carbônico v) Na2O – básico; óxido de sódio x) Mn2O7 – ácido ; anidrido permangânico z) I2O5 – ácido ; anidrido iódico 5) a) K2O + H2O ? 2 KOH b) MgO + H2O ? Mg(OH)2 c) N2O3 + H2O ? 2 HNO2 d) SO2 + H2O ? H2SO3 e) FeO + H2O ? Fe(OH)2 f) Cl2O + H2O ? 2 HClO g) Cu2O + H2O ? 2 CuOH h) 2 BaO2 + 4 H2O ? 2 Ba(OH)2 + 2 H2O + O2 i) CaO + H2O ? Ca(OH)2 j) HgO + H2O ? Hg(OH)2 k) Br2O3 + H2O ? 2 HBrO2 l) CuO + H2O ? Cu(OH)2 m) Li2O + H2O ? 2 LiOH n) SO3 + H2O ? H2SO4 o) BaO + H2O ? Ba(OH)2 p) N2O5 + H2O ? 2 HNO3 q) Br2O7 + H2O ? 2 HBrO4 r) Ag2O + H2O ? 2 AgOH s) 2 Li2O2 + 4 H2O ? 4 LiOH + 2H2O + O2 t) CrO3 + H2O ? H2CrO4 u) CO2 + H2O ? H2CO3 v) Na2O + H2O ? 2 NaOH x) Mn2O7 + H2O ? 2 HMnO4 z) I2O5 + H2O ? 2 HIO3 6)a) NiO b) Hg2O c) CO2 d) B2O3 e) CaO f) SO3 g) Ag2O h) Cl2O5 i) N2O3 j) CuO k) Cl2O7 l) Au2O m) SnO n) N2O5 o) MnO p) SO2 q) PbO r) P2O5 s) SiO2 t) Br2O u) MgO v) Cu2O x) FeO z) P2O3 7) a) CuO – óxido de cobre II ou óxido cúprico b) MnO – óxido de manganês II ou óxido manganoso c) Hg2O – óxido de mercúrio I ou óxido mercuroso d) MnO3 – óxido de manganês VI ou anidrido mangânico e) Cl2O – óxido de cloro I ou anidrido hipocloroso f) Cu2O – óxido de cobre I ou óxido cuproso g) HgO –óxido de mercúrio II ou óxido mercúrico h) Mn2O7 – óxido de manganês VII ou anidrido permangânico i) PbO – óxido de chumbo II ou óxido plumboso j) PbO2 – óxido de chumbo IV ou óxido plúmbico - 39 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional 7) l) Au2O – óxido de ouro I ou óxido auroso m) Cl2O7 – óxido de cloro VII ou anidrido perclórico n) N2O – óxido de nitrogênio I ou óxido nitroso o) NO – óxido de nitrogênio II ou óxido nítrico p) Cl2O6 – óxido de cloro VI ou anidrido clórico- perclórico q) CO2 – óxido de carbono IV ou anidrido carbônico r) FeO – óxido de ferro II ou óxido ferroso s) Fe2O3 – óxido de ferro III ou óxido férrico t) CrO3 – óxido de cromo VI ou anidrido crômico u) P2O3 – óxido de fósforo III ou anidrido fosforoso v) P2O5 – óxido de fósforo V ou anidrido fosfórico x) N2O3 – óxido de nitrogênio III ou anidrido nitroso z) N2O5 – óxido de nitrogênio V ou anidrido nítrico 8) a)K2O – óxido de potássio b) K2O2 – peróxido de potássio c)ZnO – óxido de zinco d) Al2O3 – óxido de alumínio e)MgO – óxido de magnésio f) H2O2 – peróxido de hidrogênio g) SrO2 – peróxido de estrôncio h) BaO – óxido de bário i) Li2O – óxido de lítio j) Li2O2 – peróxido de lítio l) BaO2 – peróxido de bário m) K2O2 – peróxido de potássio n) CaO2 – peróxido de cálcio o) Cl2O3 – anidrido cloroso p) SnO – óxido estanoso q) SnO2 – óxido estânico r) SO2 – anidrido sulfuroso s) SO3 – anidrido sulfúrico t) As2O3 – óxido arsenioso u) As2O5 – óxido arsênico v) MnO – óxido manganoso x) Mn2O3 – óxido mangânico z) Na2O2 – peróxido de sódio 9) a) Cl2O5 b) N2O3 c) Ni2O3 d) N2O e) CrO3 f) Na2O2 g) As2O5 h) Sb2O3 ) Mn3O4 j) SnO k) CaO2 l) SnO2 m) Al2O3 n) SO3 o) NO p) N2O5 q) SO2 r) K2O2 s) I2O t) Au2O3 u) PbO v) MnO3 x) Br2O3 z) MgO 10) a) N2O3 + H2O ? 2 HNO2 h) N2O3 + Na2O ? 2 NaNO2 b) Cl2O + H2O ? 2 HClO i) Mn2O7 + H2O ? 2 HMnO4 c) 2 K2O2 + 4 H2O ? 4 KOH + 2 H2O + O2 d) CuO + H2O ? Cu(OH)2 e) CrO3 + H2O ? H2CrO4 f) BaO + H2O ? Ba(OH)2 g) CO2 + BaO ? BaCO3 - 40 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional 11) a) C = +2, C = +4, Ba = +2, Zn = +2, Fe = +8/3, Cl = +5, Cu = +2, N = +1, Na = +1 b) CO2 + H2O ? H2CO3 c) BaO ; ZnO ; Fe3O4 ; CuO ; Na2O2 Cl2O5 + H2O ? 2 HClO3 d) CO2 ; ZnO ; Cl2O5 e) CO e N2O 12) Cal viva é o óxido de cálcio. a) CaO + H2O ? Ca(OH)2 b) Para diminuir a acidez do solo. 13) a) Devido à formação de gás oxigênio. b) 2 H2O2 ? 2 H2O + O2 14) S + O2 ? SO2 SO2 + ½ O2 ? SO3 SO3 + H2O ? H2SO4 15) ( a ) Fe3O4 ( c ) bauxita ( b ) SnO2 ( d ) hematita ( c ) Al2O3 ( a ) magnetita ( d ) Fe2O3 ( e ) pirolusita ( e ) MnO2 ( b ) cassiterita 16) ( a ) Pb3O4 ( d ) cal virgem ( b ) CO2(s) ( e ) quartzo ( c ) Fe3O4 ( b ) gelo seco ( d ) CaO ( a ) zarcão ( e ) SiO2 ( c ) pedra-ímã natural 17) ( a ) CaO ( e ) extintor de incêndio ( b ) NO2 ( a ) usado pelos pedreiros ( c ) Pb3O4 ( d ) óxido mais abundante na crosta terrestre ( d ) SiO2 ( c ) usado para proteger o ferro contra ferrugem ( e ) CO2 ( b ) responsável pela poluição do ar com ozônio 18) SO2 , NO2 2 NO2 + H2O ? HNO2 + HNO3 SO2 + ½ O2 ? SO3 SO2 + H2O ? H2SO3 SO3 + H2O ? H2SO4 19) Não, essa acidez natural da chuva é tão baixa que não faz nenhum mal aos seres vivos. 20) NO2 + O2 ? NO + O3 21) Ácido. CO2 + H2O ? H2CO3 - 41 - Escola Estadual de Educação Profissional [EEEP] Ensino Médio Integrado à Educação Profissional CAPÍTULO 3 ÁCIDOS São substâncias moleculares que, em solução aquosa ionizam-se, liberando como cátions somente íons H3O +. Algumas classificações
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