Funções Inorgânicas

Prévia do material em texto

Instituto Federal de Educação Ciência e 
Tecnologia do Espírito Santo – IFES 
Ensino Médio Integrado ao Técnico 
 
Curso Técnico Integrado de Meio Ambiente – Atividade Contextualizada de Apoio/ 
2º Semestre 
Discente: 
Prof. José Júlio G. de Freitas Valor: 7,0 pontos Nota: 
 
I. Leia a notícia publicada em janeiro de 2013. 
“China volta a registrar níveis alarmantes de poluição atmosférica. Névoa voltou a 
encobrir céu de cidades chinesas, como a capital Pequim. Governo chinês emitiu alerta 
à população para os próximos dias.” 
Fonte: (g1.globo.com) 
O carvão mineral é a principal fonte de poluição do ar na China. E pode estar sendo 
incluído na nossa matriz energética, graças à falta de conhecimento científico de nossos 
congressistas. 
Diariamente, a China, EUA, e outros europeus, queimam milhões de toneladas de 
carvão para produzir energia elétrica, aquecer as casas e preparar alimentos. Além do 
carvão, o aumento do número de carros movidos à gasolina tem papel significativo no 
agravamento da poluição atmosférica. Gases esses, nesse caso naturais da queima de 
ametais. 
- O que é queima ou combustão? Pesquise!!! 
✓ Efeitos ambientais da queima de combustíveis fósseis 
O nitrogênio é encontrado na forma de N2 na atmosfera e é o principal componente do 
ar, correspondendo a cerca de 78% de sua composição. Apesar de sua grande 
disponibilidade, poucas espécies são capazes de utilizá-lo dessa forma, sendo essa 
uma capacidade atribuída a alguns tipos de bactérias e cianobactérias. 
A capacidade de capturar o N2 é essencial para garantir que esse elemento consiga 
completar seu ciclo entre os componentes vivos e físico-químicos do planeta. Nos 
componentes vivos, o nitrogênio é fundamental, pois faz parte da constituição de 
proteínas e ácidos nucleicos. Vale destacar também que sua deficiência no solo 
desencadeia problemas graves na agricultura. 
O ciclo do nitrogênio começa com a transformação do N2 da atmosfera em outros 
compostos nitrogenados. Essa transformação é denominada de processo de fixação, 
que pode ser físico, industrial ou biológico. A fixação física do nitrogênio ocorre quando 
faíscas elétricas ou relâmpagos entram em contato com o nitrogênio, o que causa a 
formação de amônia. A fixação industrial é realizada em fábricas. A fixação biológica ou 
biofixação, por sua vez, é a fixação de nitrogênio por micro-organismos, sendo essa a 
forma mais comum de fixação. Nesse tipo de fixação, bactérias podem converter o 
nitrogênio gasoso em amônia (NH3) ou íons amônio (NH4+). Essa fixação biológica 
destaca-se a ação das bactérias do gênero Rhizobium. 
 
Figura 1 - Figura 1- Ciclo do nitrogênio (N2). 
O nitrogênio pode ainda ser oxidado em nitritos e nitratos, em um processo conhecido 
como nitrificação, que conta com a ajuda de bactérias nitrificantes (Nitrosomonas e 
Nitrobacter). O processo de nitrificação pode ser dividido em duas etapas: a nitrosação, 
em que atua a bactéria do gênero Nitrosomonas, e a nitratação, em que atua a bactéria 
do gênero Nitrobacter. Na nitrosação, a amônia é convertida em nitrito (NO2-); na 
nitratação, os íons nitrito são transformados em nitrato (NO3-). 
 
Maioria esmagadora dos compostos poluentes são oriundos de combustão de 
combustíveis fósseis e interferem diretamente nos ciclos biogeoquímicos (Carbono, 
oxigênio e nitrogênio). Trata-se dos óxidos, compostos binários em que o oxigênio é a 
espécie mais eletronegativa. 
Exemplos: Na2O, CaO, Aℓ2O3, CO, CO2, NO2, SO2, SO3, SO, etc. 
Para o estudo da nomenclatura vamos dividir os óxidos em duas classes: os óxidos 
metálicos e os óxidos ametálicos. 
 
São denominados óxidos básicos, àqueles cujo metal presente em sua fórmula, 
geralmente apresenta “carga elétrica” (NOX) +1, +2 e +3, ou seja, possuem caráter 
iônico. 
A nomenclatura desses compostos dependerá se o metal apresenta número de 
oxidação fixo ou variável: 
- Metal com número de oxidação fixo: 
Óxido de nome do elemento químico 
Veja alguns exemplos: 
Na2O: Óxido de sódio 
BaO: Óxido de bário 
- Metal com número de oxidação variável: 
Óxido prefixo do nome do elemento + OSO (Menor NOX) 
Óxido prefixo do nome do elemento + ICO (Maior NOX) 
Veja alguns exemplos: 
Os óxidos básicos apresentam dois tipos de reação: 
Reagem com Água formando uma Base: 
Na2O+H2O → Na(OH) 
Reagem com Ácidos formando Sal e Água: 
Na2O+H2SO4 → Na2SO4+H2O 
no geral são formados por ametais e, apresentam caráter covalente. Exceções: óxidos 
de metais de NOX (+5, +6 e +7). Apresentam um caráter covalente e, por isso, possuem 
estrutura molecular, devido à pequena diferença de eletronegatividade entre o oxigênio 
e o ametal. 
A nomenclatura de óxidos moleculares pode ser dada de duas maneiras: 
Óxido prefixo do nome do elemento + ICO (Ametal com Maior NOX) 
Óxido prefixo do nome do elemento + OSO (Ametal com Menor NOX) 
Ou 
Prefixo que indica a quantidade de oxigênio (Mono, Di, Tri..) + óxido de Prefixo que 
indica quantidade do outro elemento (di, tri, tetra...) + nome do elemento. 
Os ametais da família 17 ou VIIA apresentam uma variação de quatro números de 
oxidação, portanto, para estas substâncias, além do sufixo, em dois casos, teremos a 
adição de um prefixo. 
Nox = +1 → Óxido HIPO + prefixo do nome do elemento + OSO 
Nox = +3 → Óxido prefixo do nome do elemento + OSO 
Nox = +5 → Óxido prefixo do nome do elemento + ICO 
Nox = +7 → Óxido PER + prefixo do nome do elemento + ICO 
Exemplos: 
CO2: Óxido carbônICO ou dióxido de carbono (Nox = +4) 
SO2: Óxido sulfurOSO ou dióxido de enxofre (Nox = +4) 
Cl2O7: Óxido PERclórICO ou heptóxido de dicloro (Nox = +7) 
Óxidos anfóteros: pode se apresentar de dois modos. Em presença de um ácido se 
comportam como óxidos básicos, e na presença de uma base como óxidos ácidos. 
Geralmente, são óxidos dos antigos semi-metais, ou de elementos nesse proximidade 
da tabela periódica. (Ex: Sb2O3, Al2O3) 
Os principais óxidos anfóteros são: 
ZnO: Óxido de Zinco 
Encontrado na natureza como mineral Zincite, é utilizado como aditivo na produção de 
plásticos, cerâmicas, vidros e pneus, por exemplo. 
Al2O3: Óxido de Alumínio 
Conhecido como Alumina, é largamente utilizado na produção de alumínio puro. 
Existem outros formados por metais e ametais, porém são menos importantes, tais 
como: SnO, SnO2, PbO, PbO2, As2O3, As2O5. 
Ao reagirem tanto com ácidos ou base, produzem sal e água. 
Veja os exemplos: 
Comportam-se como Óxido Ácido ao reagirem com Base 
ZnO+2NaOH → Na2ZnO2+H2O 
Al2O3+2NaOH → 2NaAlO2+H2O 
Comportam-se com Óxido Básico ao reagirem com Ácido 
ZnO+2HCl → ZnCl2+H2O 
Al2O3+6HCl → 2AlCl3+3H2O 
Óxidos duplos ou mistos: quando dois elementos se unem e formam um óxido, esse vai 
ser denominado óxido misto. (Ex: Fe3O4 = FeO + Fe2O3; Mn3O4 = MnO + Mn2O3). 
Os principais óxidos duplos são: 
Fe3O4: Magnetita 
Formado pela união de FeO+Fe2O3. Um dos principais componentes do ímã natural. 
Pb3O4: Zarcão 
Formado pela união de dois mols de PbO+PbO2. Quando aplicado sobre materiais de 
ferro, impede o seu contato com oxigênio, evitando assim a formação da ferrugem, isto 
é, a oxidação do ferro. 
Peróxidos: possuem em sua fórmula o grupo (O2), sendo que cada átomo de O, possui 
NOX igual a -1. São em sua maioria, de metais, mas podem ser de H, talvez o mais 
importante de todos (H2O2). 
Atividade Proposta 
A. Classifique os óxidos como ácidos ou básicos... 
 
II. Nomenclatura dos óxidos metálicos 
 
Atividade Proposta 
B. Escreva a fórmula dos seguintes óxidos: 
 
C. Dados os óxidos a seguir,calcule os números de oxidação parciais de todos os 
átomos presentes, inclusive do O, circulando-os (- Seja organizado!!! Coloque os NOXs 
imediatamente acima do respectivo átomo, a que corresponde!): 
 
D. Agora, classifique os óxidos (todos) da questão C, conforme leu no texto anterior. 
(Lembre-se de que o NOX é fundamental!!!). 
E. Nomeie todos os óxidos, em acordo com as regras explicitadas no texto de apoio 
anterior. (Anexe uma folha de resolução no verso dessa que lê!) 
F. Segregue os óxidos ácidos presentes na lista da questão C e forneça todas as 
reações dos mesmos com a água. (Anexe uma folha de resolução no verso dessa 
que lê!) 
G. O que você fez com os óxidos ácidos na questão E, agora faça-o com os óxidos 
anfóteros, incluindo também suas reações com o HCl e com o NaOH, respectivamente 
para cada óxido existente desse tipo. (Anexe uma folha de resolução no verso dessa 
que lê!) 
H. Vamos completar as reações a seguir, fornecendo nomenclatura dos reagentes: 
P2O + H2O → N2O + H2O → 
N2O5 + H2O → P2O3 + H2O → 
Cl2O + H2O → Cl2O3 + H2O → 
P2O + 2H2O → P2O + 3H2O → 
P2O3 + 2H2O → P2O3 + 3H2O → 
I2O3 + H2O → I2O5 + H2O → 
Br2O + H2O → Br2O5 + H2O → 
As2O5 + H2O → Sb2O3 + H2O → 
I. Ainda com base na lista de óxidos da questão 2, forneça as reações químicas dos 
óxidos ácidos e dos básicos, respectivamente, com o NaOH (hidróxido de sódio) e com 
HCl (ácido clorídrico), fornecendo todos os produtos formados. 
 
Texto de apoio: Em alguns casos especiais, anidridos oxigenados de B, Si e P, utiliza-
se os prefixos meta (1 H2O), piro (2 H2O) e orto (3 H2O) para diferenciar os ácidos 
quanto ao conteúdo de moléculas d’água de hidratação. 
 
III. Nomenclatura dos óxidos ácidos (Anidridos) 
Anidridos são óxidos de caráter ácido derivados dos oxiácidos pela subtração (perda) 
de moléculas de água. O processo de produção do anidrido se completa quando todos 
os átomos de hidrogênio são eliminados... 
 Anidrido = ácido sem água 
Exemplos: 
1) Anidrido sulfúrico ou trióxido de enxofre 
Desidratação do ácido 
... ou então ... 
 
 
2) Anidrido sulfuroso (dióxido de enxofre) 3) Anidrido nítrico 
 
 
4) Dióxido de silício 5) Anidrido nitroso 
 
6) Anidrido clórico 7) Anidrido carbônico. 
 
8) Anidrido perclórico 9) Anidrido sulfuroso 
 
10) Anidrido fosforoso 11) Anidrido fosfórico 
 Os óxidos ametálicos formados por nitrogênio e enxofre são os principais poluentes 
gasosos causadores da chuva ácida. Essa chuva queima a vegetação, corrói 
monumentos de marmore e armações metálicas, retira a tinta das paredes e resseca 
apele das pessoas. 
 Um importante óxido, o CO2, juntamente com o metano (CH4) entre outros, é o 
principal causador do efeito estufa que vem sendo apontado como maior responsável 
pelo aumento da temperatúra média da terra. 
 Nem todos os óxidos ametálicos são ácidos. 
Os óxidos CO, SO, NO e N2O são óxidos ametálicos neutros (inertes em condições 
normais). 
IV. Óxidos e presentes no cotidiano 
Óxido de Cálcio (CaO) Empregado na calagem do solo, proceeso de combate a 
excessiva acidea do solo (correção da acidez). Também é um forte agente secante, 
sendo por isso utilizado em produtos como caça-mofo (que retira a umidade das 
residências). Nas refinarias de álcool, é utilizado para retirar a água presente no etanol, 
produzindo o etanol anidro (sem água) necessário a indústria de combustíveis. 
Óxido de magnésio (MgO) Empregado como antiácido (leite de magnéisa). Facilmente 
obtido pela queima do metal magnésio, combustão que libera uma luz extremamente 
intensa, sendo por isso utilizada em fleshs de antigas máquinas fotográficas. 
Óxido de alumínio (Al2O3) É formado naturalmente (ou artificialmente) nas superfícies 
de objetos de alumínio, constituindo assim uma proteção ao objeto, impedindo-o de 
sofrer corrosões por muitos anos. Isso significa dizer que quando o alumínio se oxida, 
seu óxido continua preso ao objeto formando uma camada protetora. O mesmo não 
ocorre com objetos de ferro que ao oxidar origina Fe2O3 que se despeende do objeto 
(na linguagem do povo “o objeto fica caindo aos pedaços”). Esquadrinhas de alumínio 
(janelas e portões) e panelas de alumínio apresentam essas películas de óxido de 
alumínio. 
Dióxido de enxofre (CO2) É usado para a obtenção de ácido sulfúrico e no 
branqueamento de óleos alimentícios, entre outras aplicações. É um dos principais 
poluentes atmosféricos; em dias úmidos, combina-se com o vapor de água da atmosfera 
e origina a chamada chuva ácida. 
Óxidos de nitrogênio (NOx): Podem ser produzidos naturalmente quando os 
relâmpagos provocam a reação entre o gás nitrogênio, N2, e gás oxigênio, O2, 
presentes na atmosfera, contribuindo para acidez da chuva. 
Óxido Nitroso (N2O): Conhecido como gás hilariante, esse óxido inalado em pequena 
quantidade provoca euforia, mas pode causar sérios problemas de saúde; é utilizado 
como anestésico. 
Óxido nitroso, obtido pela decomposição térmica do nitrato de amônio: NH4NO3 → N2O 
+ 2 H2O 
Monóxido de carbono (CO): O CO é um óxido ametálico, mas não apresenta caráter 
ácido, é um óxido neutro. Gás muito tóxico produzido na combustão incompleta de 
substância que apresentem carbono e hidrogênio em sua estrutura sendo, por isso, o 
principal poluente da atmosfera das zonas urbanas. Quando inalado, o CO se combina 
facilmente com a hemoglobina das hemácias do sangue impedindo o transporte de 
oxigênio para os tecidos e conduzindo o indivíduo a morte. 
Obs.: Fermento biológico ou levedura é um microrganismo vivo cuja denominação 
científica é Saccharomyces cerevisiae. Trata-se de um ingrediente imprescindível na 
panificação, pois é o responsável pelo crescimento da massa de pães e pizzas. Já o 
Fermento Biológico (tabletinho) promove o crescimento das massas de pães através da 
fermentação que ocorre antes do forneamento. A levedura ingere os nutrientes da 
massa e, como consequência, libera gases e substâncias aromáticas, responsáveis 
pelo volume, textura, aroma e sabor característicos dos pães. Por este motivo é sempre 
necessário deixar a massa descansar após sovar e antes de ir ao forno. o fermento 
biológico, para reagir, precisa de glicose, que alimenta a levedura: o fungo ingere a 
glicose, e seu metabolismo a transforma em gás carbônico e álcool, que, com o calor, 
expande a massa. 
Atividade Proposta 
Entre as substâncias que poluem o ar da China estão o SO2 e compostos relacionados, 
veja: 
(1) 2 SO2(g) + O2(g) → 2 SO3(g) 
(2) SO3(g) + H2O(g) → X (ácido sulfúrico) 
1. Sobre a questão em tona e utilizando conceitos aprendidos em sala de aula, são 
propostas as seguintes questões: 
(a) Identifique os óxidos presentes. 
(b) Dois desses óxidos são anidridos; - o que são anidridos? Identifique-os e forneça 
a fórmula química de X, juntamente com os nomes dos anidridos e do próprio X. 
2. A chuva ácida é produzida quando gotas de chuva absorvem o dióxido de carbono 
(CO2) presente na atmosfera originando ácido carbônico (H2CO3), conforme a equação: 
H2O + CO2 →H2CO3 
A chuva ácida possui pH menor que 5,6 e por essa razão se torna capaz de corroer até 
mesmo pedras mais resistentes, como o mármore. A imagem a seguir traz uma estátua 
danificada pela exposição à acidez da chuva. 
 
O que provocou os estragos na estátua foi um ácido produzido pela reação da chuva 
com óxidos contendo enxofre. Opte pelo nome e fórmula corretos para tal ácido. 
a) ácido sulfuroso (H2SO) 
b) ácido sulfúrico (H2SO4) 
c) ácido sulfúrico (H2SO3) 
d) ácido sulfuroso (H2SO4)e) ácido sulfídrico (H2S) 
3. Analise a charge a seguir: 
 
Disponível em: http://sandromeira12.wordpress.com/2010/02/ 
O sentido da crítica nela contida se vincula, principalmente, ao 
a) acréscimo do pH das águas dos oceanos pela chuva ácida provocada por causa da 
maior concentração no ar atmosférico de fluorcarbonos, CO2, SO2 e NOX. 
b) efeito da participação humana na emissão de poluentes atmosféricos – como 
clorofluorcarbonos, hidrofluorcarbonos CO2, SO2 e NOX – no desequilíbrio do efeito 
estufa. 
c) derretimento do líquido lubrificante existente no corpo das aves por causa da 
contaminação dos corpos d’água pelas emissões de O3 dos purificadores de água, 
industriais e domésticos. 
d) aumento das mutações nas aves por causa da variação da temperatura nos corpos 
d’água, provocada pelo acúmulo de clorofluorcarbonos e hidrofluorcarbonos no buraco 
existente sobre a Patagônia. 
e) risco de extinção das camadas polares pela criação humana do efeito estufa da Terra, 
em decorrência das altas concentrações de poluentes – como CO2, SO2 e CH4 – 
emitidos por fábricas, automóveis e criações extensivas de animais. 
4. Dadas as fórmulas a seguir para os oxiácidos, revele o número de moléculas de água 
de hidratação e proponha uma nomenclatura com base nelas. 
H2SO4 – HBO3 - 
HNO3 – H4SiO4 - 
H3PO4 – H2SiO3 - 
HClO3 – H2N2O2 - 
H2CO3- HPO3 - 
H4P2O7- HBO2 
H2SO3- 
5. (2,0) Assim como as pessoas, substâncias químicas necessitam de nomes que 
especificam e facilitam suas utilizações. Para tanto, de posse dos nomes dos 
compostos, ache fórmulas moleculares a seguir seguindo as normas trabalhadas até 
agora. 
Bicarbonato de potássio hidróxido ferroso 
Carbonato ácido de sódio hidróxido cobaltoso 
Carbonato de lítio hidróxido cúprico 
Fluoreto de estanho sulfato de cobre pentaidratado 
Iodeto de sódio e potássio ácido perclórico 
Nitrato de lítio sulfato de cálcio 
Sulfato de bário carbonato de lítio e sódio 
Sulfato hidróxido de sódio permanganato de potássio 
Tiossulfato de sódio iodeto de potássio 
Tiofosfato de potássio dibrometo óxido de cobalto(II) e níquel(II) 
Ácido fosforoso hidróxido iodeto de zinco(II) 
Ácido sulfúrico hidrogenofosfato de amônio e sódio 
Ácido hipocloroso fluoreto trifosfato de bário 
Hidróxido de amônio hidróxido cloreto de prata 
Hidróxido de alumínio clorato básico cobáltico 
Carbonato hidróxido de alumínio hidróxido de amônio e bismuto(II) 
Hipofosfito de sódio ferricianeto de sódio e potássio 
Hipoclorito de sódio e potássio cloreto de diaminprata 
Ácido metasilicico Ácido ortosilícico 
 
 
 
 
Graça e Paz!