FUNÇÕES INORGÂNICAS ÁCIDOS E BASES

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FUNÇÕES INORGÂNICAS: ácidos e bases
Profa: Lirian Campos
Assunto: Funções Inorgânicas- Ácidos e Bases
Série: 2° ano
N° de aulas: 6 aulas de 50 min
Conteúdo Programático:
Objetivos da Aprendizagem:
Desenvolver e ampliar o interesse do aluno de ensino médio pelo estudo das funções inorgânicas;
Conhecer as funções químicas (principalmente ácidos e bases);
Contextualizar as funções químicas com eventos e substâncias do dia-a-dia.
Avaliar o nível de conhecimento dos alunos frente ao estudo das funções inorgânicas;
Verificar a evolução conceitual a partir da aplicação das atividades propostas na sequência didática.
 O que as imagens a seguir representam para você e qual a relação que elas tem com estudo que iremos dar início?
1° MOMENTO: LEVANTAMENTO DAS CONCEPÇÕES PRÉVIAS
PENSE: Situação-Problema 1:
O odor desagradável do peixe é principalmente devido a substâncias orgânicas do tipo RNH2, contendo um grupo amina, NH2, onde R é o resto da molécula. As aminas são bases com o a amônia. Explique por que o
odor diminui se colocarmos sumo de limão sobre o peixe.
PENSE: Situação-Problema 2:
Que substância é responsável por provocar acidez estomacal. 
Para combater o problema o que costuma-se ingerir? 
EXPLIQUE PORQUÊ.
IMAGEM 1: PRESENÇA DE ÁCIDOS NAS FRUTAS
São frutas que possuem altas concentrações de ácido cítrico e vitamina C. O ácido cítrico é responsável pelo sabor ácido de algumas dessas frutas.
EXPLICAÇÕES CIENTÍFICAS
VÍDEO SOBRE AS FUNÇÕES INORGÂNICAS PRESENTES EM NOSSO DIA A DIA
https://www.youtube.com/watch?v=aXo4mZosiyM
Questões Problematizadoras
De acordo com a tele aula, quando acontecem um derramamento de uma substância ácida na estrada, por que é colocado cal ? Qual a função da cal? 
Quem é mais corrosivo: ácido clorídrico (HCl) também conhecido como ácido muriático ou ácido sulfúrico. Por quê ?
Na explicação de neutralização, por que as soluções de cada recipiente mudaram de cor ? 
Qual a função de um indicador ácido- base?
2° MOMENTO: 
Substâncias Inorgânicas
Em 1807, o químico sueco Jöns Jacob Berzelius [1779-1848] propôs uma classificação para as substâncias, separando-as em dois grupos: orgânicas e inorgânicas. Na qual diz que, as substâncias orgânicas seriam aquelas obtidas a partir de matéria viva, possuidoras de Força Vital e, por isso impossíveis de serem sintetizadas com base em materiais inorgânicos, sendo assim foram denominadas Funções inorgânicas. Entre os vários tipos de Funções inorgânicas, suas propriedades químicas, quer por seu emprego em uma processo químico. 
Desses grupos, destacam-se:
os ácidos, as bases, os sais e os óxidos.
3° MOMENTO: O PROCESSO DE ENSINO
O que é Função Química ?
3° MOMENTO: O PROCESSO DE ENSINO
Funções que serão estudadas.
Ácidos
 
Bases
Ácidos e Bases como Indicadores
Qualitativamente, podemos fazer testes visuais que indicam se os materiais são ácidos ou básicos (alcalinos). A forma mais simples é utilizar substâncias denominadas indicadores de ácidos e bases, como o extrato de repolho-roxo ou indicadores comerciais produzidos por indústrias químicas. Além disso, os químicos contam com equipamentos que fornecem resultados mais precisos.
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Indicadores
Os indicadores são substâncias orgânicas que possuem moléculas grandes que se alteram em função da acidez do meio. Ao ter suas estruturas moleculares alteradas, as substâncias passam a apresentar cores diferentes. Há diversas substâncias que servem de indicadores, atuando em diferentes faixas de acidez. O extrato de beterraba ou de repolho-roxo que utilizamos no experimento
 é um indicador natural, como
 os usados pelos alquimistas.
luções. 
Indicadores
Diversos frutos e flores possuem substâncias que são pigmentos sensíveis à variação da acidez do meio. Por isso, frutas maduras normalmente apresentam cores diferentes de quando estão “verdes”
Escala de Ph
A acidez das soluções e materiais é determinada com base na escala de pH. A escala de pH está relacionada com a concentração de íons hidrogênio (H+ ou H3O+) presentes na solução. Essa escala varia de 0 a 14, embora algumas soluções possam apresentar valores fora dela. Para uma solução aquosa, a 25 °C e 1 atm, o pH está relacionado com a acidez.
Ácidos
É toda substância que em solução aquosa sofrem ionização, liberando como cátions somente íons H+ (H3O+) (íons hidrônio), assim quando um ácido entra em contato com a água, ele se ioniza e libera H+.  
Exemplos: 
	HCl +H2O  →  H+  +  Cl-
	HF  +   H2O  →  H+  +  F-
	H2SO4 + H2O →  2H+ +  SO42-
As principais características dos ácidos são:
- sabor azedo (em  geral tóxicos e corrosivos);
- conduzem eletricidade em solução aquosa (em água);
- mudam a cor de certas substâncias (indicadores ácido-base, que são substâncias orgânicas);
- reagem com base formando sal e água.
Ácidos
A presença dos ácidos é comum em nosso dia a dia. Eles são encontrados em frutas cítricas, produtos de limpeza, entre outros. Além disso, estão presentes em diversos processos industriais. 
Exemplos aplicações:
Chuva ácida
A chuva, segundo os meteorologistas, nada mais é do que um acúmulo de água nas nuvens que cai na superfície terrestre em forma de gotas. A atmosfera não contém somente nuvens. Ela é composta por uma mistura de gases que contêm, principalmente, nitrogênio e oxigênio. Outro gás comum na atmosfera é o dióxido de carbono (CO2), conhecido como gás carbônico. Esse gás, produzido por plantas, animais e diversos fenômenos naturais, dissolve-se em água formando o ácido carbônico. O ácido carbônico presente na água da chuva forma íons hidrônio (H3O+), tornando-a naturalmente ácida. Em condições normais, o gás carbônico presente na atmosfera confere à chuva valores de pH entre 7,0 e 5,6. Porém a presença de outros gases pode tornar o pH menor que 5,6. Nesses casos, dizemos que a chuva é ácida.
Escala de PH da chuva ácida
Poluição da chuva ácida
Os principais gases que provocam a chuva ácida são o dióxido de carbono (CO2), o dióxido de enxofre (SO2), o trióxido de enxofre (SO3) e o dióxido de nitrogênio (NO2).
 Vejamos algumas transformações que esses gases sofrem para produzir ácidos na atmosfera.
I – 2SO2(g) + O2(g) -> 2SO3(g)
 SO3(g) + H2O(l) -> H2SO4(aq) 
II – NO2(g) + H2O(l) -> HNO3(aq) + HNO2(aq)
Os gases que provocam a chuva ácida podem ser transportados pelas correntes de ar para locais distantes de onde foram produzidos. Assim, regiões que não produzem esses gases também podem sofrer seus efeitos. Com a acidez elevada, a fotossíntese torna-se mais lenta, podendo causar a morte de plantas.
Poluição da chuva ácida
Os peixes também são muito afetados, já que o pH normal para a vida aquática está entre 6,5 e 9,5. Várias espécies de peixes morrem quando a água apresenta valores de pH inferiores a 6,0. A maior parte da vida aquática desaparece quando o pH fica abaixo de 5,0. Lagos com valores de pH 
menores que 4,0 tornam-se partica-
mente mortos. As consequências 
danosas desses gases não são per-
cebidas somente na natureza. Na 
cidade, seus efeitos podem ser per-
cebidos pela deterioração de mo-
numentos históricos feitos de mármo-
re ou pedra-sabão, corrosão de es-
truturas metálicas, aparecimento de
trincas na superfície dos prédios, que-
bra de artefatos de náilon, entre outros.
Bases
É toda substância que em água produz o ânion OH- (hidroxila). Quando uma base entra em contato com água, ela se dissocia e libera OH-. 
Exemplos: 
	NaOH + H2O ↔ Na+ + OH-
	Mg(OH)2 + H2O ↔ Mg2+ + 2OH-
	Al(OH)3 + H2O ↔ Al3+ + 3OH-
As principais características das bases são:
- sabor adstringente (sabor igual ao da banana verde que parece que “prende” a língua);
- conduzem eletricidade em solução aquosa (em água);
- mudam a cor de certas substâncias, os chamados indicadores ácido-base;- reagem com ácidos formando sal e água.
Bases
Assim como os ácidos, os álcalis também têm larga aplicação em nossa sociedade moderna. Em nossa casa, por exemplo, eles estão presentes em materiais como sabões, detergentes e outros produtos de limpeza. Na indústria, têm papel fundamental a soda cáustica (hidróxido de sódio comercial), a potassa (hidróxido de potássio comercial) e a amônia (em solução aquosa). Dessas três, merece destaque, graças à sua importância industrial, o hidróxido de sódio que é amplamente empregado em especial na produção de papel, sabões, têxtil e petroquímica
Exemplos de aplicações 
Outras aplicações
A teoria ácido-base de Arrhenius
Svante August Arrhenius [1859-1927], químico, físico e matemático sueco, desenvolveu, entre 1880 e 1890, a teoria da dissociação iônica. Segundo essa teoria, o íon de hidrogênio H+, que, na presença de água forma o cátion hidrônio (H3O+), é responsável pelas propriedades ácidas; enquanto o ânion hidroxila (OH–) é responsável pelas propriedades básicas.
Para Arrhenius:
A teoria ácido-base de Arrhenius
Dessa forma, temos como exemplo as substâncias representadas pelas equações:
HCl(aq) -> H+(aq) + Cl–(aq)
NaOH(aq) -> Na+(aq) + OH–(aq)
Os ácidos são substâncias moleculares, sendo assim, o processo da liberação de íons H+ ocorre por ionização. Ou seja, há rompimento de ligações covalentes com formação de íons. 
As teorias ácido-base de Arrhenius 
As bases são, geralmente, substâncias iônicas; portanto, o processo de liberação de íons OH– ocorre por dissociação iônica. Ou seja, ao contato com a água, os íons separam-se devido à solvatação. As bases moleculares ionizam-se por processo semelhante ao que ocorre com os ácidos no qual há quebra de ligação covalente e formação de íons
A teoria de ácido-base de Arrhenius 
Vejamos alguns exemplos:
Ionização de ácidos : 
 HNO3(aq) -> H+(aq) + NO3–(aq)
 H2SO4(aq) -> 2H+(aq) + SO42–(aq)
Dissociação de bases: 
KOH(aq) -> K+(aq) + OH–(aq)
Mg(OH)2(aq) -> Mg2+(aq) + 2OH–(aq)
A teoria de Brönsted-Lowry
A teoria de Arrhenius, embora muito útil, era limitada a soluções aquosas. Para melhor explicar os ácidos e as bases, em 1923, o dinamarquês Johannes Nicolaus Brönsted [1879-1947]e o neozelandês Thomas Martin Lowry [1874-1936] propuseram, de forma independente, uma nova teoria que ficou conhecida como teoria de Brönsted-Lowry. De acordo com essa teoria, ácidos são espécies que tendem a perder prótons e bases são espécies que tendem a recebê-los. Como exemplos, vamos analisar o caso do ácido clorídrico. Nessa reação, o átomo de hidrogênio do HCl é transferido para a molécula de água, formando o íon hidrônio. Daí, podemos dizer que o HCl doou um próton, o íon H+, para a água. Então, segundo Brönsted-Lowry, o HCl é um ácido e a água é uma base.
 
A teoria de Brönsted-Lowry
Essa é uma reação reversível na qual os íons H3O+ e Cl– podem reagir, regenerando os reagentes
Nessa reação, podemos observar que o íon hidrônio doou um próton, o íon H+, para o ânion Cl–. Portanto, segundo Brönsted-Lowry, o íon hidrônio é um ácido e o ânion Cl– é uma base HCl e Cl–, portanto, formam um par ácido-base conjugado. Ou seja, a espécie HCl é um ácido porque doa um próton e transforma-se no Cl–.
A teoria de Brönsted-Lowry
O Cl–, por sua vez, é uma base que pode receber um próton transformando-se na espécie HCl. Na reação apresentada, o outro par ácido-base conjugado é formado pelas espécies H2O e H3O+, sendo a primeira a base, pode receber próton, e a segunda, o ácido, pode doar próton. 
Para diferenciar esse par do outro, eles são designados par conjugado 1 e par conjugado 2.
Veja outro exemplo:
A teoria de Brönsted-Lowry
Para essa reação, as espécies NH3 e NH4+ formam um par ácido-base (1) e as H2O e OH– formam o outro par ácido-base (2).
Então, de acordo com a teoria de Brönsted-Lowry:
De acordo com Brönsted-Lowry, os conceitos de ácido e base são relativos: dependem da espécie química com a qual a substância está reagindo para saber se ela é ácida ou básica. Nesse sentido, muitas substâncias podem ser classificadas como ácidas ou básicas, dependendo da reação na qual estiverem participando. A água, por exemplo, na reação com ácido clorídrico (HCl), foi classificada como base, mas, na reação com a amônia (NH3), foi classificada como ácido.
A teoria de Brönsted-Lowry
Na primeira reação, as moléculas agem como base e na segunda agem como ácido. Isso pode acontecer com diversas substâncias. As substâncias que agem dessa forma são denominadas anfóteros.
No caso da água, podemos escrever a equação química:
Para que uma substância anfótera possa se comportar como ácido, ela deverá estar em contato com uma base mais forte que sua base. Para que possa agir como base, deverá ser colocada em contato com um ácido mais forte que seu ácido
A teoria de Lewis 
No mesmo ano em que Brönsted e Lowry apresentaram suas teorias sobre ácidos e bases, o químico norte-americano Gilbert Newton Lewis [1875-1946] propôs uma teoria sobre ligações quími-
 cas que também apresenta definições para ácidos 
 e bases. 
 De acordo com Lewis:
A proposta de Lewis é mais abrangente que as de Brönsted e Lowry, mas não as invalida. Segundo Lewis, uma reação ácido-base consiste na formação de uma ligação covalente coordenada mais estável. A proposta de Lewis explica também as reações ácido-base em outros solventes como etanol
A teoria de Lewis 
 Posteriormente, outras teorias foram apresentadas para explicar o comportamento de ácidos e bases em soluções aquosas ou não aquosas. Entretanto, para nossos estudos, como veremos logo adiante, as teorias de Arrhenius e Brönsted-Lowry são suficientes para explicar os processos químicos de ácido-base, tanto do ponto de vista qualitativo como quantitativo.
 O estudo das teorias ácido-base é um bom exemplo de como na Ciência convivem diferentes teorias e modelos. Muitas vezes, teorias menos complexas ou mais restritas são suficientes para explicar sistemas mais simples. Em outros casos, precisamos de teorias mais elaboradas.
 Nomenclatura de ácidos e bases
Observe que o nome de cátions diferentes de um mesmo elemento tem na sua frente a indicação de carga em algarismo romano.
Nomenclatura de ácidos e bases
A regra geral para nomear as substâncias inorgânicas tem como base os nomes dos cátions e dos ânions. Em geral, os cátions são monoatômicos e seu nome é dado pelo próprio nome do elemento químico. Quando átomos de um mesmo elemento químico podem formar mais de uma espécie de cátion, então indica-se na frente do nome do elemento químico a carga do cátion escrita em algarismo romano entre parênteses. Por exemplo, o nome dos cátions Fe2+ e Fe3+ são, respectivamente, ferro (II) e ferro (III). Um sistema antigo, mais usual, é o de atribuir nomes a esses cátions com os sufixos –oso e –ico para íons com cargas menores e maiores, respectivamente. No quadro a seguir são apresentados nomes de alguns cátions.
Nomenclatura de ácidos e bases
Observe que o nome de cátions diferentes de um mesmo elemento tem na sua frente a indicação de carga em algarismo romano.
Nomenclatura de ácidos e bases
Existem vários ânions que são poliatômicos, por isso, o nome dos ânions envolve mais regras do que o dos cátions. Desse modo, para a nomenclatura dos ânions é recomendável a utilização de um quadro de nome dos ânions como o apresentado abaixo.
Nomenclatura de ácidos e bases
A regra geral é que os ânions monoatômicos terminam em -eto. Já a maioria dos ânions poliatômicos tem átomos de oxigênio e, por isso, são chamados oxiânions. Os oxiânions com menor número de oxigênio recebem o sufixo -ito e os com maior número o sufixo –ato . Assim, os oxiânions NO2– e NO3– são denominados, respectivamente, nitrito e nitrato. Há ânions com composição mais complexa, com regras mais elaboradas incluindo uso de prefixos, para os quais é preferível fazer usodo quadro, como para os ânions permanganato (MnO4–), hipoclorito (ClO–) e peróxido (O22–). Nossa intenção, neste momento, é que você comece a se familiarizar com os nomes dos ânions: para isso, habitue-se a consultar sempre o quadro de ânions.
Nomenclatura de ácidos e bases
O quadro a seguir apresenta alguns exemplos.
Os sufixos dos nomes de ânions e ácidos estão relacionados à quantidade de oxigênio presente nos mesmos. Os sufixos “eto” e “ídrico” relacionam-se a espécies que não possuem oxigênio. Os sufixos “ato” e “ico” são utilizados para ânions que possuem maiores quantidades de oxigênio em sua composição, enquanto “ito” e “oso” para ânions que possuem menores quantidades de oxigênio. 
Nomenclatura de ácidos e bases
A nomenclatura das bases é mais fácil ainda: usa-se a expressão “hidróxido de” e o nome do cátion.
Para diferenciar cátions do mesmo elemento, mas com diferentes cargas, a nomenclatura oficial recomenda informar entre parênteses a carga do cátion em algarismos romanos. A tabela a seguir apresenta símbolos e nomes de alguns cátions mais comuns.
Para dar nome, então, a uma base, é necessário apenas saber o nome do cátion e precedê-lo da expressão “hidróxido de”. Veja alguns exemplos
Nomenclatura de ácidos e bases
 Observe que a carga dos cátions são informadas entre parênteses e que o índice que indica o número de hidroxilas (OH–) é o mesmo que indica a quantidade de carga positiva do cátion, já que a hidroxila possui uma carga negativa e a substância deve ter carga nula.
 Embora não seja oficial, é comum também o uso de sufixos para diferenciar cátions de um mesmo elemento: “ico” e “oso”. Utiliza-se o sufixo “ico” para a menor carga, e “oso” para a maior. Assim, temos:
	Fe(OH)2 -> hidróxido de ferro (II) ou hidróxido férrico
	Fe(OH)3 -> hidróxido de ferro (III) ou hidróxido ferroso
Medindo pH com repolho-roxo
 O repolho roxo contém antocianinas, que são pigmentos responsáveis por uma variedade de cores de frutas, flores e folhas que variam do vermelho ao azul em função do pH da solução em que se encontram.
 Graças às propriedades das antocianinas, é possível utilizar um extrato de repolho roxo como indicador do pH (ou seja, da acidez ou alcalinidade) de uma solução.
3° momento: experimento 
Experimento
Refrigerante     Limão/Vinagre  Laranja  Leite /  água        creme dental  sabão  / Detergente
Experimento
Procedimento:
Utilizar suco do repolho roxo já fervido e filtrado;
Em cada recipiente ( 9 copo) colocar um pouco: refrigerante, limão, vinagre, laranja, leite, água, creme dental sabão e detergente;
Adicione o repolho roxo e observe.