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1 Química Prof. Arilson Aluno(a):________________________________________________ ______ Funções inorgânicas Ao longo dos anos, o homem descobriu e sintetizou mais de 18 milhões de substâncias químicas. Para facilitar o estudo dessas substâncias,os químicos as dividiram em grupos. ➢ Química orgânica estuda os compostos de carbono ➢ Química inorgânica estuda os compostos dos demais elementos Entretanto, essas definições não estão totalmente corretas, por que existe um pequeno grupo de compostos que possuem carbono, mas são inorgânicos, como: CO, CO2, Cgrafite, Cdiamante, K2CO3, HCN etc. Esses compostos são denominados compostos de transição. Por isso, as definições aceitas atualmente são: ➢ Química orgânica estuda quase todos os compostos de carbono ➢ Química inorgânica estuda os compostos dos demais elementos e os compostos de transição Esses dois grandes grupos de substâncias químicas foram divididos em subgrupos denominados funções químicas. As funções químicas são estabelecidas com base nas propriedades funcionais das substâncias. Função química é um conjunto de substâncias com propriedades químicas semelhantes. Dissociação e ionização Estudando a condutividade elétrica de soluções, Arrhenius (Nobel de química em 1903) estabeleceu a teoria da dissociação eletrolítica. Dissociação = Separação de íons ou moléculas já existentes. Nesse processo não é formada nenhuma nova espécie química. NaCl(s) → Na + (aq) + Cl - (aq) Dissociação iônica C12H22O11(s) → C12H22O11(aq) Dissociação molecular Ionização = A ionização é uma reação química entre o soluto e solvente que provoca a formação de íons livres, que não existiam na molécula inicial do soluto. A ionização é um processo que só ocorre com compostos moleculares. HCl(g) → H + (aq) + Cl- (aq) Solução eletrolítica = solução que conduz corrente elétrica (contém íons livres, solução iônica). Solução não eletrolítica = não conduz corrente elétrica (não contém íons livres, solução molecular). Obs: ➢ A condutividade elétrica da solução é proporcional à quantidade de íons livres em solução, ou seja, quanto maior for à concentração de íons livres, maior será a condutividade elétrica da solução. Ácidos de Arrhenius Ácidos são substâncias que, em solução aquosa, sofrem ionização, produzindo como cátion somente o íon H+. HF(aq) → H + (aq) + F- (aq) H2SO4(aq) → 2H + (aq) + SO4 -2 (aq) H3PO4(aq) → 3H + (aq) + PO4 -3 (aq) Obs: ➢ A utilização do cátion H+ na verdade é uma simplificação, em meio aquoso os íons H+ estão associados às moléculas de água, formando o cátion H3O + denominado hidrônio ou hidroxônio. Sendo assim,quando usamos H+ em uma equação de ionização de um ácido,estamos fazendo uma simplificação. Os exemplos mostrados anteriormente de ionização ficariam mais corretos se fossem escritos da seguinte forma: HF(aq) + H2O → H3O + (aq) + F- (aq) H2SO4(aq) + 2H2O → 2 H3O + (aq) + SO4 -2 (aq) H3PO4(aq) + 3H2O → 3 H3O + (aq) + PO4 -3 (aq) No entanto, por comodidade e praticidade podemos escrever as equações de ionização utilizando o H+. Classificação de ácidos 1)Quanto à presença de oxigênio Oxiácidos = HClO ,H2SO3 Hidrácidos = HBr ,H2S 2)Quanto ao número de hidrogênios ionizáveis Monoácido ou monoprótico = HI Diácido ou diprótico = H2S Triácido ou triprótico= H3PO4 Tetrácidoou tetraprótico = H4P2O7 Exceções No ácido fosforoso (H3PO3) temos um hidrogênio ligado diretamente ao fósforo e no hipofosforoso (H3PO2) dois. Veja: Os átomos de hidrogênio ligados ao fósforo não são ionizáveis, pois a diferença de eletronegatividade entre o hidrogênio e o fósforo é muito pequena. Sendo assim, o ácido fosforoso é um diácido e o hipofosforoso é um monoácido. 3)Quanto ao número de elementos Binários = HF Ternários = HbrO Quaternários = HCNO 4)Quanto à volatilidade Ácidos voláteis ( PE < 100oC ) = hidrácidos ,HNO3 , HClO3 etc. Ácidos fixos (PE > 100oC ) = H2SO4 , H3PO4 , H3PO3 ,H3BO3 , H2C2O4 etc. Obs: ➢ Para ácidos fixos de um mesmo elemento, quanto maior o número de oxigênios maior é o PE. 5)Quanto à força ácida A força de um ácido é medida pelo seu grau de ionização() 𝜶 = 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒎𝒐𝒍é𝒄𝒖𝒍𝒂𝒔 𝒊𝒐𝒏𝒊𝒛𝒂𝒅𝒂𝒔 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒎𝒐𝒍é𝒄𝒖𝒍𝒂𝒔 𝒅𝒊𝒔𝒔𝒐𝒍𝒗𝒊𝒅𝒂𝒔 O grau de ionização é uma grandeza adimensional que varia entre 0 e 1. 0 < 𝜶 < 1 Normalmente o grau de ionização é expresso em porcentagem, facilitando a sua compreensão. 𝜶% = 𝜶.𝟏𝟎𝟎 0% < 𝜶% < 100% Observe os exemplos a seguir: O H H H Cl Cl -O H H H + + Hidrônio Ligação de hidrogênio P HOH O H O P H HOH O arilsonmartino@hotmail.com 2 Regra de Pauling Para oxiácidos a força pode ser medida pela diferença entre o número de átomos de oxigênio e o número de átomos de hidrogênio ionizáveis. ( no oxigênios ) – ( no hidrogênios ionizáveis ) = X X = 3 (muito fortes) X = 2 fortes (fortes) X = 1 (moderados) X = 0 (fracos) Obs: ➢ Uma importante exceção a regra de Pauling é a do H2CO3, que se trata de um ácido fraco. Os ácidos orgânicos em geral são mais fracos que os inorgânicos. ➢ Em relação aos hidrácidos, você precisará memorizar a seguinte ordem: 6)Quanto à estabilidade Analisando a estabilidade dos ácidos, podemos classificá-los em estáveis ou instáveis. A grande maioria dos ácidos é estável, ou seja, não sofrem decomposição nas condições ambientes. A instabilidade é indicada pelo símbolo ˂ ˃. Os ácidos instáveis que você deve conhecer são: Ácido carbônico => ˂H2CO3(aq)˃ → H2O + CO2(g) Ácido sulfuroso => ˂H2SO3(aq)˃ → H2O + SO2(g) Nomenclatura 1)Hidrácidos Ácido nome do elemento formador + ídrico HCl =Ácido clorídrico HF = Ácido fluorídrico HBr = Ácido bromídrico HCN = Ácido cianídrico H2S = Ácido sulfídrico 2)Oxiácidos A nomenclatura dos oxiácidos é um pouco mais complexa que a dos hidrácidos,porque um mesmo elemento pode formar mais de um tipo de oxiácido.Por isso, para nomeá-los,utilizamos alguns nomes consagrados pelo uso como referência,que estão sendo mostrados na tabela a seguir: Grupo 17(Cl,Br,I) Grupo 16(S,Se) Grupo 15(N,P) Grupo 14 (C,Si) Grupo 13(B,Al) HClO3 ácido clórico H2SO4 ácido sufúrico HNO3 ácido nítrico H2CO3 ácido carbônico H3BO3 ácido bórico HBrO3 Ácido brômico H2SeO4 ácido selênico H3PO4 ácido fosfórico H4SiO4 ácido silícico HAlO2 ácido alumínico HIO3 Ácido iódico A partir dos nomes consagrados que sempre possuem sufixo ico, podemos dar nomes aos demais ácidos do mesmo grupo da seguinte forma: Exemplos: HClO4 – ácido perclórico HClO3 – ácido clórico (nome consagrado) HClO2 – ácido cloroso HClO – ácido hipocloroso Os oxiácidos também podem ser nomeados com base no nox do elemento central (A), que pode variar de +1 a +7. Nos oxiácidos o nox do oxigênio é -2 e do hidrogênio é +1. A soma do nox do elemento central com +a e –2b deve ser igual a zero.Determinado o nox do elemento central,basta utilizar a seguinte tabela para nomeá-los: Exemplos: HClO4 = ácido perclórico (nox Cl = +7) H2SO4 = ácido sulfúrico (nox S = +6) HNO2 = ácido nitroso (nox N = +3) HBrO =ácido hipobromoso (nox Cl = +1) Essa regra de nomenclatura pelo nox do elemento central,não pode ser aplicada aos oxiácidos dos grupos 13(3A) e 14(4A),que possuem apenas a terminação ico.Veja os exemplos: H2CO3 = ácido carbônico (nox C = +4) H4SiO4 = ácido silícico (nox Si = +4) H3BO3 = ácido bórico (nox B = +3) HAlO2 = ácido alumínico (nox Al= +3) Principais aplicações e curiosidadesHF ➢ Capacidade de corroer vidro. SiO2(vidro) + 4HF → SiF4 + 2H2O ➢ Usado para fazer gravações em cristais e vidros. HCl ➢ Vendido na forma impura no comércio com o nome de ácido muriático. ➢ Usado principalmente na limpeza de pisos e de superfícies metálicas. ➢ Presente no estômago para auxiliar na digestão dos alimentos. H2S ➢ Formado na putrefação de substâncias orgânicas naturais que possuem enxofre. ➢ Possui cheiro de ovo podre. ➢ Liberado por animais como o gambá e a maritaca em situações de perigo. HCN ➢ Extremamente venenoso. ➢ Usado em execuções em câmara de gás. H2CO3 ➢ Ácido extremamente instável , que se forma somente em equilíbrio entre a água e o gás carbônico. CO2(g) + H2O → H2CO3(aq) ➢ Utilizado na gaseificação de bebidas. H3PO4 ➢ Fabricação de fertilizantes. ➢ Acidulante de bebidas. ➢ Conservante de alimentos. arilsonmartino@hotmail.com 3 ➢ Detergentes. H2SO4 ➢ É a substância inorgânica mais produzida no mundo. ➢ Muito higroscópico e possui ação desidratante,consegue carbonizar a matéria orgânica. ➢ Utilizado principalmente na fabricação de detergentes , baterias de automóveis , papel , corantes e fertilizantes. ➢ Forte agente desidratante.Ex:desidratação do açucar comum. C12H22O11(s) 𝐻2𝑆𝑂4 → 12C(s) + H2O(v) Água régia ➢ Água-régia é uma mistura 3:1 de HCl e HNO3 capaz de dissolver todos os metais. Essa mistura foi descoberta pelos alquimistas. Au(s) + 4HCl(aq) + HNO3(aq)→ HAuCl4(aq) + 2H2O + NO(g) Exercícios 01 - (UFC CE) Os ácidos H2SO4, H3PO4 e HClO4 são de grande importância na indústria (por exemplo, na produção de fertilizantes). Assinale a alternativa que apresenta corretamente a ordem crescente de acidez destas espécies. a)H3PO4, H2SO4, HClO4. b)H2SO4, H3PO4, HClO4. c)HClO4, H2SO4, H3PO4. d)HClO4, H3PO4, H2SO4. e)H3PO4, HClO4, H2SO4. 02 - (Unimontes MG) Os experimentos I e II são relativos ao uso de ácido sulfúrico. Em análise aos experimentos, pode-se concluir que todas as propriedades a seguir se referem ao ácido sulfúrico, EXCETO a)emulsificante. b)higroscópico. c)desidratante. d)catalisador. 03 - (UNIFAP AP) Mesmo em locais não poluídos, a chuva contém ácido carbônico. Em locais poluídos, passam a estar presentes ácido nítrico e ácido sulfúrico, que dão origem ao fenômeno conhecido como chuva ácida. Considerando-se os ácidos citados no texto, podemos afirmar que suas fórmulas moleculares são, respectivamente: a)H2CO3, HClO2 e H2SO4 b)H2CO3, HNO2 e H3PO4 c)H2CO3, HNO3 e H2SO4 d)HClO4, H3PO4 e HNO2 e)H2CO3, HNO2 e H2SO3 04 - (UEPB) Observe o esquema abaixo: A força de um ácido é medida pelo seu grau de ionização (), ou seja, pela relação entre o número de moléculas ionizadas e o número total de moléculas dissolvidas. Em qual das soluções – de mesma concentração e na mesma temperatura- a lâmpada (L) do esquema apresenta maior brilho? a)HF b)HNO3 c)H3PO4 d)H2S e)H4SiO4 05 - (UEPB) As fórmulas moleculares dos ácidos, periódico, iodoso, iódico e hipoiodoso são, respectivamente: a)HIO4 HIO2 HIO3 HIO b)HIO HIO2 HIO3 HIO4 c)HIO4 HIO3 HIO2 HIO d)HIO HIO4 HIO3 HIO2 e)HIO2 HIO HIO4 HIO3 06 - (FEPECS DF) Considere as informações abaixo, que tratam de maneira pela qual se atribuem nomes aos ácidos inorgânicos. I. A nomenclatura dos hidrácidos apresenta sufixo “ídrico”. II. Na hipótese de um elemento estar presente exclusivamente em dois oxiácidos, como os do grupo 5A, aquele cujo elemento central tem maior número de oxidação, terá sufixo “ico” e o que tem menor número de oxidação, sufixo “oso”. III. Na hipótese de um elemento estar presente exclusivamente em quatro oxiácidos, como os do grupo 7A, acrescentam-se, ainda, os prefixos “hipo” e “per” para o menor e maior número de oxidação, respectivamente. Assim sendo, assinale a opção na qual a nomenclatura corresponde corretamente à fórmula do ácido. a)HCN – ácido ciânico b)HBrO – ácido hipobromídrico c)H3PO4 – ácido fosforoso d)HClO4 – ácido percloroso e)HNO3 – ácido nítrico 07 - (MACK SP)O ácido que é classificado como oxiácido, diácido e é formado por átomos de três elementos químicos diferentes é: a)H2S b)H4P2O7 c)HCN d)H2SO3 e)HNO3 13 - (UECE) Considere os seguintes ácidos, com seus respectivos graus de ionização (a 18oC) e usos: I.H3PO4 ( = 27%), usado na preparação de fertilizantes e como acidulante em bebidas e refrigerantes. II.H2S ( = 7,6 . 10 -2 %), usado como redutor. III.HClO4 ( = 97%), usado na Medicina, em análises químicas e como catalisador em explosivos. IV.HCN ( = 8,0 . 10-3 %), usado na fabricação de plásticos, corantes e fumigantes para orquídeas e poda de árvores. Podemos afirmar que são corretas: a)HClO4 e HCN são triácidos b)H3PO4 e H2S são hidrácidos c)H3PO4 é considerado um ácido semiforte d)H2S é um ácido ternário 08 - (PUC MG)A tabela abaixo apresenta algumas características e aplicações de alguns ácidos: Nome do acido Aplicações e características Ácido muriático Limpeza doméstica e de peças metálicas (decapagem) Ácido fosfórico Acidulante em refrigerantes, balas e goma de mascar Ácido sulfúrico Desidratante, solução de bateria Ácido nítrico Indústria de explosivos e corantes As fórmulas dos ácidos da tabela são respectivamente: a)HCl, H3PO4, H2SO4, HNO3 b)HClO, H3PO3, H2SO4, HNO2 c)HCl, H3PO3, H2SO4, HNO3 d)HClO2, H4P2O7, H2SO3, HNO2 e)HClO, H3PO4, H2SO3, HNO3 09 - (UFAC) Os ácidos são substâncias químicas presentes no nosso dia-a-dia. Por exemplo, o ácido sulfúrico é muito utilizado na indústria petroquímica, na fabricação de papel, corantes, em baterias automotivas, entre outras diversas aplicações. Alguns sais derivados do ácido fosfórico são aplicados como fertilizantes na agricultura. Já o ácido muriático, poderoso agente de limpeza, nada mais é do que uma solução de ácido clorídrico. O ácido fluorídrico, um pouco menos conhecido, tem grande poder de atacar vidro e, por essa propriedade, é usado para gravação na parte inferior dos vidros de automóveis. Outro exemplo é a água boricada, que é uma solução aquosa de ácido bórico, normalmente usada como agente para assepsia. Enfim, é uma tarefa muito grande relacionar a importância e as aplicações dessas valiosas substâncias que não somente os químicos possuem acesso.De acordo com o texto, a seqüência de fórmulas moleculares dos ácidos destacados, considerando a ordem de leitura, é: a)H2SO4, H3PO4, HCl, HF e H3BO4. b)H2SO3, H3PO3, H2Cl, H2F e H3BO3. c)H2SO4, H3PO4, HCl, H2F e H3BO3. d)H2SO4, H3PO4, HCl, HF e H3BO3. e)H2SO4, H3PO3, HCl, H2F e H3BO3. 10 -Dê o nome dos ácidos abaixo: a)HNO3 b)H2MnO4 c)HNO2 d)H2CrO4 e)HMnO4 GABARITO: 1) Gab: A 2) Gab: A 3) Gab: C 4) Gab: B 5) Gab: A 6) Gab: E 7) Gab:D 8) Gab: A 9) Gab: D 10) Gab: a) ácido nítrico(N nox = +5 ); b) ácido mangânico(Mn nox = +7 ); c) ácido nitroso(N nox = +3 ); d) ácido crômico(Cr nox = +6 ); e) ácido permangânico(Mn nox = +7 ).
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