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PROJETO BIOMÉDICAS - QUÍMICA Funções Inorgânicas – Capítulo IV 83 FUNÇÕES INORGÂNICAS As principais funções inorgânicas são as seguintes: • Ácidos; • Bases ou hidróxidos; • Sais; • Óxidos. Ácidos: Os antigos químicos chamavam de ácidos (do latim acidus = azedo) qualquer substância que apresentasse sabor semelhante do vinagre. Bases: Hidrogênio e oxigênio formam um radical importante. Esse radical, OH–, é chamado de hidroxila e caracteriza os hidróxidos. Esses dois grupos mencionados acima passaram a representar duas novas funções químicas, nas quais cada uma possui suas características próprias, representadas por diversos compostos. (Nabuco & Barros, 1979) Teoria Ácido-Base (Svante Arrhnenius) Baseado na existência dos íons existentes nas soluções aquosas, Svante Arrhenius propôs as seguintes definições: Ácido: substância que dissolvida em água se ioniza, gerando H+ como único cátion. Exemplo: HBr H Br H O aq 2 → ++( ) (aq) � Base: substância que dissolvida em água, se ioniza, gerando OH- como único ânion. KOH K OH H O aq 2 → ++( ) (aq) � Segundo Svante Arrhnenius, o íon H+ é responsável pelo sabor azedo dos ácidos, assim como sua ação nos indicadores. Já o OH- é responsavel pelo sabor adstringente das bases e pelo ataque à pele, tornando-a escorregadia. Teoria Ácido-Base (Brnsted-Lowry) Ácido: espécie química que doa próton (H+) em uma reação. HCl + H2O = H3O+ + Cl- Perceba que o HCl está doando um íon H+ para a água, dando origem a H3O+ e Cl–. Base: espécie química que recebe próton (H+) em uma reação. PROJETO BIOMÉDICAS - QUÍMICA Funções Inorgânicas – Capítulo IV84 Teoria Ácido-Base (Lewis) Lewis propôs a teoria voltada para doação e recepção de par de elétrons. Ele foi o criador da regra do octeto. Ácido: espécie química (molécula ou íon) que recebe par de elétrons em uma reação. Base: espécie química (molécula ou íon) que doa par de elétrons em uma reação. Classificação dos ácidos 1º Pelo número de hidrogênios ionizáveis na molécula Classificação Exemplos Monoácido ou monoprótico HCl, HNO3 Diácido ou diprótico H2CO3, H2S Triácido ou triprótico H3PO4, H3BO3 Tetrácido ou tetraprótico H4P2O7, H4SiO4 2º Pela presença de oxigênio na molécula Hidrácidos: não possuem oxigênio na fórmula do composto. Exemplo: HCl, HF. Oxiácidos: possuem oxigênio na fórmula. Exemplo: HNO3, H2SO4. 3° Força A força do ácido é dada através da sua ionização em água. A partir daí, mede-se o grau de ionização (α), indicando, assim, a força do ácido. a = número de número inicial de moléculas ionizadas moléculas Com relação aos hidrácidos, temos: Grau de ionização (α) Classificação Exemplos > 50% FORTE HI > HBr > HCl 5 < α < 50% MODERADO HF < 5% FRACO H2S > HCN PROJETO BIOMÉDICAS - QUÍMICA Funções Inorgânicas – Capítulo IV 85 Já para os oxiácidos, aplica-se a regra de Pauling, na qual a força está diretamente relacionada à diferença entre o número átomos de oxigênio e de hidrogênio na molécula. H XOn m m n 3 ácido muito forte m n 2 ácido forte m n 1 ácido m − = → − = → − = → ooderado m n 0 ácido fraco− = → 5° Nomenclatura dos ácidos Para os hidrácidos: nome do elemento seguido da terminação ÍDRICO. Por exemplo: HF – ácido fluorídrico HBr – ácido bromídrico HCl – ácido clorídrico H2S – ácido sulfídrico Para os oxiácidos: várias maneiras de nomear os ácidos, não esquecendo que todos eles terminam em ICO ou OSO. A partir disso, quando se acrescenta ou retira oxigênio, há outras terminações. Elemento químico Oxigênio Cl S N P HClO4 Ácido perclórico – – – Retirada de 1 oxigênio HClO3 Ácido clórico H2SO4 Ácido sulfúrico HNO3 Ácido nítrico H3PO4 Ácido fosfórico Retira 1 oxigênio HClO2 Ácido cloroso H2SO3 Ácido sulfúroso HNO2 Ácido nítroso H3PO3 Ácido fosfóroso Retira 1 oxigênio HClO Ácido hipocloroso H3PO2 Ácido hipofosfóroso H2CO3 – Ácido carbônico H3BO3 – Ácido bórico HMnO4 – Ácido permangânico H2MnO4 – Ácido mangânico H2CrO4 – Ácido crômico H2Cr2O7 – Ácido pirocrômico HIO4 – Ácido periódico H2SeO4 – Ácido selênico HBrO3 – Ácido brômico PROJETO BIOMÉDICAS - QUÍMICA Funções Inorgânicas – Capítulo IV86 Existem ainda alguns ácidos que podem ser nomeados através da desidratação (perda de água) de outros ácidos. Para estes casos específicos, são utilizados os prefixos meta e piro para fazer a diferenciação. H3PO4 – H2O = HPO3 (Ácido metafosfórico) 2H3PO4 – H2O = H4P2O7 (Ácido pirofosfórico) Classificação das bases 1º Número íons hidróxidos (OH–) por fórmula Monobase: apresenta um íon OH– na fórmula. Exemplo: NaOH. Dibase: apresenta dois íons OH– na fórmula. Exemplo: Ca(OH)2. Tribase: apresenta três íons OH– na fórmula. Exemplo: Al(OH)3. Elemento metálico Carga Cátion Alcalinos + 1 Li+, Na+, K+, Rb+, Ce+, Fr+ Alcalinos-terrosos + 2 Mg+2, Ca+2, Sr+2, Ba+2, Ra+2 Prata + 1 Ag+ Zinco + 2 Zn+2 Alumínio + 3 Al+3 Cobre + 1 Cu+ + 2 Cu+2 Mercúrio + 1 Hg2+2 + 2 Hg+2 Ouro + 1 Au+ + 3 Au+3 Ferro + 2 Fe+2 + 3 Fe+3 Níquel + 2 Ni+2 + 3 Ni+3 PROJETO BIOMÉDICAS - QUÍMICA Funções Inorgânicas – Capítulo IV 87 Cromo + 2 Cr+2 + 3 Cr+3 Cobalto + 2 Co+2 + 3 Co+3 Estanho + 2 Sn+2 + 4 Sn+4 Chumbo + 2 Pb+2 + 4 Pb+4 Manganês + 2 Mn+2 + 3 Mn+3 + 4 Mn+4 Estanho + 2 Sn+2 + 4 Sn+4 2º Solubilidade em água Bases solúveis: dissolvem-se em água, são as alcalinas e elementos da família 1A e NH4OH (Hidróxido de amônio). Bases insolúveis: não se dissolvem em água. 3º Força A força está diretamente relacionada ao grau de dissociação iônica (α) das bases. Forte: apresentam α elevado e próximo de 100%, sendo estas as bases formadas pelos elementos das famílias 1 e 2, quando em solução aquosa. Fracas: apresentam α baixo e próximo de 0%. 4º Nomenclatura das bases PROJETO BIOMÉDICAS - QUÍMICA Funções Inorgânicas – Capítulo IV88 Fórmula geral: X(OH)y. Sua nomenclatura é mais simples, comparada à dos ácidos, pois basta colocar a palavra HIDRÓXIDO, seguida da preposição DE e o nome do cátion correspondente. Exemplos: NaOH – Hidróxido de sódio Ca(OH)2 – Hidróxido de cálcio Al(OH)3 – Hidróxido de alumínio Para cátions que possuírem número de oxidação não fixo, utiliza-se como suporte os algarismos romanos. Exemplos: Cu(OH) – Hidróxido de cobre I, ou cuproso Cu(OH)2 – Hidróxido de cobre II, ou cúprico Fe(OH)2 – Hidróxido de ferro II, ou ferroso Fe(OH)3 – Hidróxido de ferro III, ou férrico Funções inorgânicas (óxido e sal) Óxido: é todo composto químico formado por dois elementos químicos (binário), sendo um deles o oxigênio (elemento mais eletronegativo). Observação: O elemento flúor NÃO forma óxido. O fato se deve ao flúor ser o único elemento mais eletronegativo que o oxigênio. Logo os compostos OF2 (fluoreto de oxigênio) e O2F2 (sólido de cor laranja que se funde a – 163°C) não são considerados óxidos. Sal: é toda substância iônica contendo cátion proveniente de uma base e ânion proveniente de um ácido, e também os covalentes (AlCl3, BeCl2, ...). 1° Óxidos moleculares: Ametal + oxigênio = óxido molecular Nomenclatura: mono di tri mono di tri + óxido de ... ... nome do elemento+ Exemplos: CO2 – dióxido de carbono N2O5 – pentóxido de dinitrogênio Cl2O7 – heptóxido de dicloro CO – monóxido de carbono NO2 – dióxido de nitrogênio PROJETO BIOMÉDICAS - QUÍMICA Funções Inorgânicas – Capítulo IV 89 2º Óxidos iônicos: Metal + oxigênio = óxido iônico Nomenclatura: Óxido de (elemento) + carga do cátion (em algarismos romanos) Deve-se lembrar que o oxigênio nesse caso tem número de oxidação –2. No caso de metais que possuam duas cargas possíveis, existe outra forma de nomenclatura: Carga Nomenclatura Menor Óxido de (elemento) + OSO Maior Óxido de (elemento) + ICO Exemplos: Cu2O – óxido de cobre I ou óxido cuproso CuO – óxido de cobre II ou óxido cúprico FeO – óxido de ferro II ou óxido ferrosoFe2O3 – óxido de ferro III ou óxido férrico Na2O – óxido de sódio Observação: Grande variedade dos metais não costuma apresentar grande variedade de óxidos diferentes. Todavia, o cromo e o manganês são duas importantes exceções e para esses óxidos se podem aplicar as duas formas de nomenclaturas. Cr2O3 – trióxido de dicromo ou óxido de cromo III Mn2O7 – heptóxido de dimanganês ou óxido de manganês VII Classificação dos óxidos: 1º Óxidos ácidos ou anidridos: formados a partir da desidratação de um ácido. Nomenclatura: Anidrido + nome do ácido que origina o óxido Exemplos: Ácido Água Óxido Nomenclatura H2SO3 – H2O SO2 Anidrido sulfuroso ou dióxido de enxofre 2(HNO3) N2O5 Anidrido nítrico ou pentóxido de dinitrogênio 2(H3PO4) – 3H2O P2O5 Anidrido fosfórico ou pentóxido de difósforo PROJETO BIOMÉDICAS - QUÍMICA Funções Inorgânicas – Capítulo IV90 Alguns dos elementos da tabela podem formar óxiácidos, como mostra a tabela abaixo. Elemento Óxido Elemento Óxido Cr CrO3 P P2O3 Mn MnO3 P2O4 Mn2O7 P2O5 C CO2 S SO2 Si SiO2 SO3 N NO2 Cl Cl2O7 N2O3 Cl2O6 N2O4 ClO2 N2O5 Cl2O Br BrO2 I I2O4 Br2O I2O5 Reações com óxidos ácidos: SO3 + 2 NaOH → Na2SO4 + H2O CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O 2º Óxidos básicos: óxidos provenientes dos metais alcalinos e alcalinos terrosos. Nomenclatura: Óxido + nome da base que origina o óxido Exemplos: Base Água Óxido Nomenclatura Ca(OH)2 –H2O CaO Óxido de cálcio 2(NaOH) Na2O Óxido de sódio Reações com óxidos básicos: óxidos básicos reagem com ácidos e obtêm-se como produtos sal e água. Na2O + H2SO4 → Na2SO4 + H2O CaO + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + H2O PROJETO BIOMÉDICAS - QUÍMICA Funções Inorgânicas – Capítulo IV 91 Mais exemplos de óxidos básicos: Elemento Óxido Elemento Óxido Li Li2O Na Na2O K K2O Rb Rb2O Cs Cs2O Fr Fr2O Mg MgO Ca CaO Sr SrO Ba BaO Ra RaO 3º Óxidos neutros ou indiferentes: Existem três óxidos que são considerados como neutros – CO, NO e N2O – pois, ao contrário dos óxidos ácidos e básicos, não reagem com água, nem com ácidos e bases. 4º Óxidos anfóteros: São óxidos que podem se comportar como ácido ou base. Além disso, não reagem com água. A tabela abaixo mostra quais óxidos possuem esse tipo de comportamento. Elemento Óxido Elemento Óxido Cr Cr2O3 Mn MnO2 Fe Fe2O3 Zn ZnO Al Al2O3 Sn SnO Pb PbO SnO2 PbO2 Mg MgO 5º Peróxidos: São óxidos que apresentam um número de oxidação para o oxigênio aparente igual a -1. O peróxido mais utilizado em nosso cotidiano é o de hidrogênio (H2O2), conhecido como água oxigenada, porém existem outros que serão mostrados abaixo. Elemento Óxido Elemento Óxido Na Na2O2 K K2O2 Ca CaO2 Ba BaO2 PROJETO BIOMÉDICAS - QUÍMICA Funções Inorgânicas – Capítulo IV92 5º Superóxidos: São óxidos que apresentam um número de oxidação para o oxigênio aparente igual a -1/2. Elemento Óxido Na Na2O4 K K2O4 Sais Classificação dos sais: 1º Presença de oxigênio: Quando o oxigênio participa da estrutura do sal, denominado como sal oxigenado ou oxissal. Exemplos: KNO3 – oxissal NaCl – sal não oxigenado CaSO4 – oxissal LiF – sal não oxigenado 2º Número de elementos constituintes Pode ser chamado de sal binário, terciário e quaternário. Exemplos: KCl – binário Na2CO3 – ternário NH4NO3 – quaternário 3º Presença de água no retículo cristalino: Presença de água = sal hidratado. Não possui moléculas de água = sal anidro. Exemplos: CaCl2.2H2O – sal hidratado KBr – sal anidro CuSO4.5H2O – sal hidratado MgS – sal anidro 4º Natureza dos íons Sal normal ou neutro: É um sal cujo anion não possui hidrogênio ionizável (H+) nem o ânion (OH–. É obtido por reação de neutralização total. Exemplo: HCl + KOH → KCl + H2O Hidrogenossal: É um sal que apresenta dois cátions, sendo um deles o H+, provenientes de reação de neutralização parcial. PROJETO BIOMÉDICAS - QUÍMICA Funções Inorgânicas – Capítulo IV 93 Exemplo: HHSO H SO NaOH NaHSO H O 4 2 4 4 2 ( ) + → + Hidroxissal: É um sal que apresenta dois ânions, sendo um deles o OH-, proveniente da reação de neutralização parcial. Exemplo: CaOHOH CaOH HCl Ca OH Cl H O ( ) ( ) 2 2 + → + Sal duplo ou misto: É o sal que apresenta dois cátions diferentes, com exceção do hidrogênio ionizável ou dois ânions diferentes (exceto a hidroxila). Nesse caso, a nomenclatura deste sal é dada por: Exemplos: NaLiSO4 – sulfato de sódio e lítio Ca(Cl)ClO – hipoclorito cloreto de cálcio 5º Solubilidade em água Esse critério divide os sais em dois grupos, solúveis e insolúveis. Nas tabelas abaixo, estão indicadas as solubilidades dos sais em água (25°C, 1 atm). Solubilidade em água Solúveis (como regra) Insolúveis (principais exceções) Nitratos ( )NO3 − – Acetatos (CH3–COO–) Cloretos (Cl–) Ag+, Pb+2, Hg2 +Brometos (Br–) Iodetos (I–) Sulfatos ( )SO4 2− Ca+2, Sr2+, Ba+2, Pb+2 PROJETO BIOMÉDICAS - QUÍMICA Funções Inorgânicas – Capítulo IV94 Solubilidade em água Insolúveis (como regra) Solúveis (principais exceções) Sulfetos ( )S2 − Metais alcalinos, alcalinos terrosos e amônio ( )NH4 + Carbonatos ( )CO3 2− Metais alcalinos, e amônio (NH )4 + Fosfatos PO4 3− Nomenclatura dos sais Como os sais iônicos são representados por B Ax y y x+ − , sendo B um cátion diferente de H+ e A um ânion diferente de OH–, a nomenclatura será feita da seguinte forma: Nome do ânion de nome do cátion Assim sendo, devemos prestar bastante cuidado com as terminações dos sufixos dos ácidos, pois na nomenclatura dos sais elas sofrerão mudanças, como são mostradas abaixo. ÁCIDO → ÂNION – ÍDRICO → – ETO – OSO → – ITO – ICO → – ATO Exemplos: Ácido de origem Ânion Cátion Sal HCl – clorídrico Cl– cloreto Na+ NaCl – cloreto de sódio HNO2 – nitroso NO2 − nitrito Ca +2 Ca(NO2)2 – nitrito de cálcio H3PO4 – fosfórico PO4 3− fosfato Al3+ Al(PO4) – fosfato de alumínio FeS – sulfeto de ferro II (ou ferroso) F2S3 – sulfeto de ferro III (ou férrico) NH4NO3 – nitrato de amônio CuSO4 – sulfato de cobre II (cúprico) Mg3(PO4)2 – fosfato de magnésio KCN – cianeto de potássio LiNO2 – nitrito de lítio K2Cr2O7 – dicromato de potássio KMnO4 – permanganato de potássio PROJETO BIOMÉDICAS - QUÍMICA Funções Inorgânicas – Capítulo IV 95 A nomenclatura dos hidrogenossais é muito semelhante aos demais sais, porém diferindo no fato de indicar a quantidade de hidrogênios ionizáveis através dos prefixos: mono-hidrogeno, di-hidrogeno, e assim sucessivamente. Exemplo: NaH2PO4 – di-hidrogeno fosfato de sódio Na2HPO4 – mono-hidrogeno fosfato de sódio NaHCO3 – mono-hidrogeno carbonato de sódio Quando o hidrogenossal for originário de um ácido com dois hidrogênios ionizáveis, somente nesses casos pode-se substituir o prefixo mono-hidrogeno por bi, por exemplo: NaHSO4 – bissulfato de sódio NaHCO3 –bicarbonato de sódio Exercício-exemplo: (UERJ – 2016) Em algumas indústrias, a fumaça produzida pelo processo de queima de combustíveis fósseis contém a mistura dos seguintes gases residuais: CO2, CO, SO2, N2 e O2. Nomeie o CO2, indique a geometria molecular do SO2 e escreva a fórmula do óxido neutro. Em seguida, escreva o símbolo do elemento químico que compõe um dos gases residuais, sabendo que esse elemento pertence ao grupo 15 da tabela de classificação periódica. Resolução: – Nomenclatura do CO2: Dióxido de carbono. – Geometria molecular do SO2: Geometria angular. – Óxido neutro: CO (monóxido de carbono). – Símbolo do elemento que constitui um dos gases residuais: N (Nitrogênio). PROJETO BIOMÉDICAS - QUÍMICA Funções Inorgânicas – Capítulo IV96 Número de oxidação Definição: número que representa a carga elétrica real ou aparente de uma espécie química. Para entendermos o conceito sobre os números de oxidação, devemos saber muito bem as seguintes regras. • Em substâncias simples, o número de oxidação do elemento é zero. Exemplos: Fe → Nox = 0 Al → Nox = 0 H → Nox = 0 Br2 → Nox = 0 • Em íons monoatômicos, onúmero de oxidação é a sua própria carga. Exemplos: Fe2+ → Nox = +2 H+ → Nox = +1 Al3+ → Nox = + 3 Br– → Nox = –1 S2– → Nox= – 2 O2– → Nox = – 2 • Existem elementos que possuem Nox em qualquer composto, fixos e que nos ajudarão. Veja a tabela a seguir: Elemento Nox Observações Li Na K Rb Cs Fr Ag + 1 ConstantementeBe Mg Ca Sr Ba Ra Zn Cd + 2 B Bi Al + 3 Oxigênio – 2 na maioria – 1 em peróxidos: H2O2, K2O2, Li2O2, CaO2, MgO2, BeO2 Halogênios F – 1 Constantemente Cl Br I Em moléculas sem oxigênio Hidrogênio – 1 Em hidretos metálicos: NaH, CaH2, AlH3, SnH4 + 1 Em compostos moleculares: H2O, H2SO4, HCl • Em qualquer composto, a soma total dos Nox é nula (zero). • Para calcularmos o Nox dos elementos em moléculas, devemos nos base ar na tabela de Nox fixos. Serão apresentados alguns exemplos importantes: PROJETO BIOMÉDICAS - QUÍMICA Funções Inorgânicas – Capítulo IV 97 Veja nos exemplos abaixo como o cloro tem seu Nox variando em função do oxigênio: K + 1 + 1 Cl + 1 + 1 O – 2 – 2 1 4 2 4 3 = 0 x tabelados a) K + 1 + 1 Cl + 3 + 3 O2 – 4 – 2 1 4 2 4 3 = 0 b) K + 1 + 1 Cl + 5 + 5 O3 – 6 – 2 1 4 2 4 3 = 0 c) K + 1 + 1 Cl + 7 + 7 O4 – 8 – 2 = 0 c) 1 4 2 4 3 x calculados Como você pode reparar, os halogênios, com exceção do flúor, em presen ça de oxigênio têm seu Nox alterado. PROJETO BIOMÉDICAS - QUÍMICA Funções Inorgânicas – Capítulo IV98 Exercícios de Fixação 01. (UFF – 2004) Até os dias de hoje e em muitos lares, a dona de casa faz uso de um sal vendido comercialmente em solução aquosa com o nome de água sanitária ou água de lavandeira. Esse produto possui efeito bactericida, fungicida e alvejante. A fabricação dessa substância se faz por meio da seguinte reação: Cl2 + 2 NaOH = NaClO (A) + NaCl (B) + H2O Considerando a reação apresentada, os sais formados pelas espécies A e B são denominados, respectivamente: a) Hipoclorito de sódio e cloreto de sódio b) Cloreto de sódio e clorato de sódio c) Clorato de sódio e cloreto de sódio d) Perclorato de sódio e hipoclorito de sódio e) Hipoclorito de sódio e perclorato de sódio 02. (UFF – 2007) Para nos mantermos vivos, devemos ingerir de dois a três litros de água por dia, já que todos os nossos processos vitais ocorrem em solução aquosa. Antigamente, não havia preocupação com a qualidade da água, pois as cidades eram pequenas e se localizavam às margens dos rios e lagos que eram fontes de abastecimento. Com o crescimento das cidades, a quantidade de dejetos lançados nos criou um sério problema ambiental. Tornou-se necessário realizar o tratamento da água e para tal algumas substâncias químicas são utilizadas: sulfato de alumínio, carbonato de sódio e óxido de cálcio. Antes de ser distribuída às residências, a água recebe cloro. Identifique a opção que apresenta, respectivamente, as fórmulas químicas das substâncias citadas no texto. a) Al2(SO4)3; NaHCO3; Ca2O e Cl2 b) Al2SO4; NaHCO3; Ca2O e Cl- c) Al2S3; Na2CO3; CaO e Cl- d) Al2(SO4)3; Na2CO3; CaO e Cl2 e) Al3(SO4)2; Na2CO3; CaO e Cl2 03. (UFRRJ – 2003) Os derivados de potássio são amplamente utilizados na fabricação de explosivos, fogos de artifícios, além de outras aplicações. As fórmulas que correspondem ao nitrato de potássio, perclorato de potássio, sulfato de potássio e dicromato de potássio, são respectivamente: a) KNO2, KClO4, K2SO4, K2Cr2O7 b) KNO3, KClO4, K2SO4, K2Cr2O7 c) KNO2, KClO3. K2SO4, K2Cr2O7 d) KNO2, KClO4, K2SO4, K2CrO4 e) KNO3, KClO3, K2SO4, K2Cr2O7 04. (UFF – 1999) Um dos processos de purificação da água para uso doméstico constitui-se das seguintes etapas: 1ª Filtração seguida de alcalinização com óxido de cálcio (X). 2ª Floculação por adição de sulfato de alumínio (Y) seguida de filtração 3ª Aeração e adição de cloro para formação do ácido hipocloroso (Z), que elimina bactérias. Assinale a opção que apresenta as fórmulas químicas das substâncias indicadas, respectivamente, por X, Y e Z. PROJETO BIOMÉDICAS - QUÍMICA Funções Inorgânicas – Capítulo IV 99 a) CaO2; Al2(SO4)3 ; HClO b) CaO2; Al2 (SO3)3 ; HClO2 c) CaO ; Al2S3 ; HClO3 d) CaO ; Al2 (SO4)3 ; HClO e) CaO ; Al2(SO4)3 ; HClO2 05. (UFRRJ – 2000) Na indústria de sabão duro, usa-se um glicerídeo que é hidrolisado por uma base forte. Assinale nas alternativas abaixo a base usada na fabricação de sabão duro: a) H2CO3 b) KMnO4 c) MnO2 d) NaOH e) CaO. 06. (UFRJ – 1998) Reações de deslocamento ou simples troca são aquelas em que uma substância simples de um elemento mais reativo desloca outro de uma substância composta. Um exemplo de reação de deslocamento, em que o cálcio desloca o hidrogênio, é apresentado a seguir: Ca(s) + 2 HNO3(aq) → Ca(NO3)2(aq) + H2(g). a) Qual o nome do sal formado nessa reação? b) Por analogia, apresente a equação da reação em que o alumínio desloca o hidrogênio do ácido clorídrico. 07. (UERJ – 2000) As regras utilizadas para nomenclatura de substâncias inorgânicas estão baseadas no número de oxidação de seus elementos químicos. Observe o quadro abaixo, em que o cloro apresenta diferentes números de oxidação: SUBSTÂNCIAS Fórmula Nome Cl2 Cloro gasoso NaClO Hipoclorito de sódio NaCl Cloreto de sódio KClO3 Clorato de potássio A alternativa que mostra a ordenação das substâncias citadas no quadro, segundo o número de oxidação crescente do cloro, é: a) cloreto de sódio, cloro gasoso, hipoclorito de sódio e clorato de potássio b) clorato de potássio, cloreto de sódio, hipoclorito de sódio e cloro gasoso c) hipoclorito de sódio, cloro gasoso, cloreto de sódio e clorato de potássio d) hipoclorito de sódio, cloreto de sódio, cloro gasoso e clorato de potássio PROJETO BIOMÉDICAS - QUÍMICA Funções Inorgânicas – Capítulo IV100 08. (UNIRIO – 2004) As tinturas em máscara para clareamento dos cabelos, colorindo os seus fios e tornando-os louros, possuem em sua formulação o metabissulfito de sódio que é classificado como um: a) hidróxido b) óxido c) ácido d) sal e) peróxido 09. (UFRJ) O ácido clórico é um ácido forte, utilizado como catalisador em reações de polimerização e como agente oxidante. Soluções aquosas desse ácido podem causar grande irritação na pele e nas mucosas. a) Represente a fórmula estrutural do ácido clórico. b) Qual o nome do sal formado pela reação de neutralização do ácido clórico pelo hidróxido de alumínio? 10. (UERJ – 2009) Alguns compostos químicos são empregados como coagulantes na remoção de impurezas em processos de tratamento de água. Um sal inorgânico, largamente utilizado em tais processos, pode ser obtido por meio da neutralização total entre as seguintes substâncias: • hidróxido do metal de maior eletronegatividade do terceiro período da tabela periódica; • oxiácido contendo o elemento enxofre em seu estado de oxidação mais alto. A fórmula desse sal está indicada em: a) Aℓ2(SO4)3 b) Aℓ2(SO3)3 c) Ga2(SO4)3 d) Ga2(SO3)3 11. (UERJ – 1997) Alguns solos apresentam um certo grau de acidez, o que os torna pouco adequadas para o plantio. Para reduzir esta acidez, poderia ser misturada a este solo a seguinte substância: a) CaO b) CrO3 c) CO2 d) SO2 PROJETO BIOMÉDICAS - QUÍMICA Funções Inorgânicas – Capítulo IV 101 Exercício - Medicina 01. (Souza Marques – 2013 – Primeiro semestre) A platina faz parte da lista dos metais notabilizados por apresentarem alta resistência a ação de substâncias oxidantes. Entretanto, quando submetida ao contato cm uma mistura de HNO3 e HCl, ela sofre um ataque químico que pode ser representado pela equação química a seguir: 4 HCl(aq) + 12 HNO3(aq) + 3 Pt(s) → 8 H2O(l) + 3 PtCl4(aq) + 4 NO(g) Nessa reação, o número de oxidação do nitrogênio variou de a) –5 para –2 b) +5 para +2 c) +3 para +2 d) –3 para +2 e) +5 para –2 02. (UNIFESO – 2011 – Vestibular de inverno) Paratungastato A é a denominação dada ao íon W7O24–6 formado pelo elemento químico tungstênio quando uma solução aquosa alcalina de seu óxido mais comum é lentamente acidificada. Nesse íon, o tungstênio exibe o seguinteestado de oxidação: a) +144/7 b) +48 / 7 c) +6 d) +3 e) +1 03. (UNIFESO – 2012 – primeiro semestre) Meninas na faixa etária de 13 a 20 anos, tendem a comer muito pouco para se manterem dentro do padrão de magreza atualmente exigido. Em alguns casos um pouco mais rígidos de abstenção alimentar, elas acabam sendo conduzidas a um estado de subnutrição. As substâncias cujas fórmulas químicas são FeSO4 e H3PO4 fazem parte da composição de um dos medicamentos normalmente prescritos para estimular essas jovens a se alimentarem. A respeito dessas sustâncias, assinale a afirmativa incorreta. a) FeSO4 é um sal e H3PO4 é um óxido ácido. b) O número de oxidação do fósforo na substância de fórmula H3PO4 é igual a (+5). c) Uma solução aquosa de FeSO4 contém íons Fe2+. d) A dissolução de H3PO4 em água produz solução aquosa ácida. e) A substância de fórmula FeSO4 pode ser produzida por uma reação entre um ácido e uma base. 04. (UNIFESO – 2013 – Vestibular de inverno – Primeiro semestre) A safira, belíssima pedra preciosa que pode ser encontrada na natureza na forma de gemas de diversas cores, é uma variedade cristalina de um metal denominado coríndon. A variedade de cores está diretamente relacionada aos tipos de impurezas presentes. O principal componente do coríndon é um óxido anfótero cuja fórmula é: a) CaCO3 b) MgO c) Rb2O d) Al2O3 e) Ag2O PROJETO BIOMÉDICAS - QUÍMICA Funções Inorgânicas – Capítulo IV102 05. (Souza Marques – 2003 – Primeiro semestre) O gás cloro (Cl2) é muito tóxico porque, ao ser inalado, reage com a água presente nos pulmões, formando o HCl, que é um ácido forte. Cl2 + H2O → HCl + HClO. Assinale a opção que indica corretamente os números de oxidação do cloro nas substâncias em que ele toma parte na reação acima. Número de oxidação do cloro da substância Cl2 HCl HClO a) 0 +1 –1 b) 0 –1 +1 c) 0 –1 –1 d) –1 –1 +2 e) –1 +1 +1 06. (Souza Marques – 2004 – primeiro semestre) No interior dos motores dos automóveis acontece, além da combustão completa de hidrocarbonetos, também a incompleta, com produção de monóxido de carbono (CO). Assinale a opção que indica a classificação desse gás incolor, inodoro e muito tóxico. a) Óxido neutro b) Óxido anfótero c) Óxido básico d) Óxido ácido e) Óxido salino 07. (UNIFESO – 2014 – vestibular de inverno – primeiro semestre) Algumas substâncias oxigenadas que contém um metal alcalino na sua composição são empregados na fabricação de medicamentos destinados a neutralizar a acidez estomacal provocada por excesso de ácido clorídrico no suco gástrico. A fórmula química de uma dessas substâncias está representada em: a) NaCl b) Mg(OH)2 c) NaHCO3 d) CaCO3 e) Al(OH)3 08. (Souza Marques – 2005 – primeiro semestre) A equação química a seguir representa a reação de hidratação de um óxido molecular X2O. X2O + H2O → 2 HXO. Assinale a opção que indica a classificação correta para o óxido mencionado. a) Óxido básico b) Óxido ácido c) Óxido neutro d) Óxido salino e) Peróxido PROJETO BIOMÉDICAS - QUÍMICA Funções Inorgânicas – Capítulo IV 103 09. (UNIFESO – 2014) Amazônia terá torre científica de 320 m no fim do ano, prevê diretor de projeto Uma torre de 320 metros de altura para pesquisas científicas deve ser instalada na Amazônia em dezembro deste ano, conforme previsão feita ao G1 pelo coordenador brasileiro do projeto. A estrutura será ligeiramente mais alta que a Torre Eiffel e ajudará a estudar a composição química da atmosfera sobre a floresta, principalmente sobre os níveis de CO2, além de elementos como nitrogênio e fósforo. (G1 – 04/02/2013. Adaptado) A substância composta que, de acordo com o texto, terá seus níveis na atmosfera monitorados pela torre científica é: a) Um óxido básico cuja presença na atmosfera em elevadas concentrações contribui para a elevação do pH das chuvas; b) Um óxido neutro considerado como um dos gases do efeito estufa; c) Um ácido forte cuja presença na atmosfera em elevadas concentrações contribui para a elevação da concentração de íons OH- nas águas das chuvas; d) Um óxido ácido cuja elevação dos níveis na atmosfera nas últimas décadas deve-se, em parte, as atividades humanas que envolvem a queima de combustíveis fósseis; e) Uma substância polar cujas moléculas possuem geometria angular. 10. (EMERSCAM – medicina – segundo semestre – 2012) Considere os seguintes óxidos e suas propriedades físico-químicas e estruturais: Óxido de cálcio; tetróxido de triferro; óxido de alumínio; monóxido de carbono e dióxido de carbono. a) Qual a fórmula (bruta) daquele que é um óxido básico? b) Qual a fórmula (bruta) daquele que apresenta um mesmo elemento em dois estados de oxidação, sendo fortemente magnético? c) Qual a fórmula (molecular bruta) daquele que é um óxido neutro? d) Equacione a reação daquele que é um anidrido com o hidróxido de sódio na proporção molar de 1:1. e) Qual a fórmula (bruta) daquele que é um óxido anfótero? 11. (Vassouras – medicina – 2015 – segundo semestre) A denominação do ácido de Arrhenius tem origem no século XIX, quando o cientista Svante Arrhenius definiu ácidos como “substâncias que em solução aquosa se ionizam, produzindo como cátion apenas o íon H+.” Observe a tabela abaixo, que apresenta os compostos disponíveis para a realização de um experimento no qual é necessário um ácido de Arrhenius. Composto Fórmula química 1 H2SO4 2 C6H6 3 NaOH 4 CaHPO4 PROJETO BIOMÉDICAS - QUÍMICA Funções Inorgânicas – Capítulo IV104 Dentre esses compostos, aquele classificado como ácido de Arrhenius está indicado pelo seguinte número: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 12. (Estácio de Sá – 2015) Um antisséptico bucal contendo peróxido de zinco (ZnO2 ), suspenso em água, é bastante efetivo no tratamento de infecções orais causadas por microrganismos. Os números de oxidação dos elementos zinco e oxigênio, nesse composto, respectivamente são: a) + 2 e – 1. b) – 2 e + 1 c) + 1 e – 2. d) – 1 e + 1. e) + 2 e – 2. 13. (Vassouras – medicina – 2015 – primeiro semestre) O processo de queima dos combustíveis fósseis produz dióxido de carbono. Considere as seguintes etapas de um mecanismo natural de remoção desse composto da atmosfera a partir de sua dissolução nos oceanos: • Reação entre o dióxido de carbono e a água, com formação de um ácido; • Ionização do ácido em cátions H+ e um ânion divalente; • Reação entre o ânion divalente e o cátion Ca2+ presente na água; • Precipitação do sal, com sua incorporação ao sedimento marinho. A fórmula química do sal incorporado a esse sedimento corresponde a: a) CaCO3 b) CaCO2 c) Ca2CO3 d) Ca(CO2)2 14. (Unigranrio – 2016 – Primeira etapa) O ácido classificado como oxiácido e diácido, formado átomos de três elementos químicos diferentes é o: a) H2S b) HCN c) HNO3 d) H2SO3 e) HClO3 15. (Vassouras – medicina – 2014 – segundo semestre) Uma substância utilizada frequentemente como agente floculante nos processos de tratamento de água e de esgoto possui fórmula genérica M2(SO4)3. O elemento químico representado por M corresponde a: a) Sódio b) Prata c) Cálcio d) Alumínio PROJETO BIOMÉDICAS - QUÍMICA Funções Inorgânicas – Capítulo IV 105 Gabarito – Fixação 01. A. A = NaClO = hipoclorito de sódio B = NaCl = cloreto de sódio. 02. D. Al2(SO4)3 = sulfato de alumínio. NaHCO3 = Bicarbonato de sódio. CaO = óxido de cálcio. Cl2 = cloro molecular Cl– = íon cloreto. 03. A. As fórmulas são as seguintes: Nitrato de potássio = KNO3; Perclorato de potássio = KClO4; Sulfato de potássio = K2SO4; Dicromato de potássio = K2Cr2O7. 04. D. X = óxido de cálcio = CaO; Y = Sulfato de alumínio = Al2(SO4)3; Z = Ácido Hipocloroso = HClO. 05. D. a) H2CO3 = Ácido carbônico; b) KMnO4 = Permanganato de potássio; c) MnO2 = Dióxido de manganês; d) NaOH = Hidróxido de sódio; e) CaO = Óxido de cálcio. 06. a) O sal formado é o nitrato de cálcio (Ca(NO3)2). b) Equação química balanceada: Al + 3 HCl → AlCl3 + 3/2 H2. 07. A. SUBSTÂNCIAS Fórmula Nome Número de oxidação do cloro Cl2 Cloro gasoso 0 NaClO Hipoclorito de sódio + 1NaCl Cloreto de sódio – 1 KClO3 Clorato de potássio + 5 PROJETO BIOMÉDICAS - QUÍMICA Funções Inorgânicas – Capítulo IV106 A ordenação crescente das substâncias são: Cloreto de sódio < Cloro gasoso < Hipoclorito de sódio < Clorato de potássio. 08. D. 09. a) – Fórmula molecular do ácido clórico: HClO3 – Fórmula estrutural do ácido clórico: O H O Cl O b) – Equação química balanceada de neutralização: 3 HClO3 + Al(OH)3 → Al(ClO3)3 + 3 H2O – Fórmula molecular do sal: Al+3(ClO3)- ↔ Al(ClO3)3 (Clorato de alumínio) 10. A. – Informações do problema: • Elemento mais eletronegativo que pertence ao terceiro período da tabela periódica: Alumínio, na forma de um hidróxido de fórmula Al(OH)3; • Ácido na forma de um oxiácido, que apresenta o elemento enxofre no seu estado de maior oxidação: H2SO4. Al+3 e (SO4)-2 = Al2(SO4)3 = Sulfato de alumínio. 11. A. Para a redução da acidez do solo será necessário que seja adicionada uma substância com características básicas, ou seja, um óxido básico. Equação química balanceada: CaO + H2O → Ca(OH)2 (hidróxido de cálcio / base forte). Reação de neutralização: ácido + base → sal + água. Com este processo, vai ocorrer a redução de acidez no solo. PROJETO BIOMÉDICAS - QUÍMICA Funções Inorgânicas – Capítulo IV 107 Gabarito – Medicina 01. B. 12 HNO3(aq) → 4 NO(g) – Cálculo do número de oxidação do nitrogênio no ácido nítrico: HNO3 1 . (+1) + x . (1) + 3 . (–2) = 0 X = +5. – Cálculo do número de oxidação do nitrogênio no ácido nítrico: NO 1 . x + (–2) . 1 = 0 x = +2. O número de oxidação do nitrogênio variou de +5 para +2. 02. C. W7O24-6 Sabendo que o número de oxidação do oxigênio é igual a dois negativo (–2), então, o número de oxidação do elemento químico tungstênio será igual a: 7. x + 24.(–2) = –6 7x – 48 = –6 7x – 48 = – 6 + 48 7x = 42 x = + 6. 03. A. a) FALSO. FeSO4 (Sulfato de ferro II é um sal e H3PO4 (ácido fosfórico) é um ácido. b) VERDADEIRO. Sabendo que o número de oxidação do oxigênio é igual a dois negativo (–2) e do hidrogênio igual a um positivo (+1), logo: o número de oxidação do elemento químico fósforo, no ácido fosfórico será igual a: H3PO4 3.(+1) + 1.x + 4.(–2) = 0 3 + x – 8 = 0 x = + 5. c) VERDADEIRO. Na solução aquosa de sulfato de ferro II, estrão presentes íons Fe+2 e SO4-2. d) VERDADEIRO. Ácido fosfórico na presença de água produz uma solução aquosa ácida, com a presença dos íons H+ e PO4-3. e) VERDADEIRO. A produção de um sal pode também ser realizada a partir de uma reação de neutralização, ou seja: ácido + base → sal + água. Para a produção do sulfato de ferro II, a reação seria a seguinte: Hidróxido de Ferro II + Ácido sulfúrico = Sulfato de ferro II + água. Equação química balanceada: Fe(OH)2 + H2SO4 → FeSO4 + 2 H2O. 04. D. Lembrando que óxidos anfóteros são óxidos que podem tanto reagir com ácidos fortes quanto com bases fortes. Os principais óxidos anfóteros são os seguintes: Al2O3, PbO, PbO2, ZnO, SnO e SnO2. PROJETO BIOMÉDICAS - QUÍMICA Funções Inorgânicas – Capítulo IV108 05. B. • A substância simples Cl2 apresenta número de oxidação igual a zero (0); • Para o ácido clorídrico, o número de oxidação do cloro será igual a (–1); • Para o ácido hipocloroso, o número de oxidação do cloro será de: H = +1; O = -2, logo: 1.(+1) + x.(1) + 1.(–2) = 0 1 + x – 2 = 0 x = +1. 06. A. Os óxidos neutros são óxidos que não reagem com a água, ácidos e hidróxidos Além do monóxido de carbono (CO), podemos destacar o NO e o N2O. 07. B. O enunciado afirma que a fabricação deste medicamento apresenta como objetivo NEUTRALIZAR a acidez estomacal com um metal alcalino. Logo, trata-se de uma reação de neutralização com o hidróxido de um metal alcalino, Mg(OH)2, ou seja: ácido + base → sal + água. Apenas como uma forma de estudo, colocamos a nomenclatura e a classificação de cada composto. a) Sal inorgânico = cloreto de sódio. b) Hidróxido de magnésio = Mg(OH)2. Equação balanceada: 2 HCl + Mg(OH)2 → MgCl2 + 2 H2O c) Sal inorgânico = Bicarbonato de sódio. d) Sal inorgânico = carbonato de cálcio. e) Hidróxido de alumínio = Al(OH)3. 08. A. Óxidos ácidos são compostos inorgânicos que reagem com uma molécula de água e formam ácidos do tipo oxiácidos. 09. D. O dióxido de carbono (CO2) é um composto binário que apresenta o átomo de oxigênio como sendo o mais eletronegativo (óxido). Classificado como um óxido ácido, pois reagindo com a molécula de água forma um ácido. CO2 + H2O → H2CO3 Molécula apolar que também pode ser formado a partir de reações de queima de combustíveis fósseis e hidrocarbonetos. 10. a) A fórmula bruta do óxido básico é o óxido de cálcio (CaO); b) Dentre os elementos apresentados, o que é fortemente magnético trata-se do ferro (Fe). O elemento químico ferro encontra-se em dois estados de oxidação, Fe+2 e Fe+3. Logo, a fórmula bruta do referido óxido é o Fe3O4; c) A fórmula bruta do óxido neutro é o monóxido de carbono (CO); d) Anidrido (óxido ácido) + hidróxido de sódio → CO2 + NaOH → NaHCO2. e) A fórmula bruta do óxido anfótero é o Al2O3. PROJETO BIOMÉDICAS - QUÍMICA Funções Inorgânicas – Capítulo IV 109 11. A. Baseado na existência dos íons existentes nas soluções aquosas, Arrhenius, propôs as seguintes definições para ácido e base: Ácido: substâncias que dissolvidas em água se ionizam, gerando H+ como único cátion. Exemplo: HBr H Br H O aq 2 → ++( ) (aq) � Base: substâncias que dissolvidas em água, se ionizam, gerando OH- como único ânion. KOH K OH H O aq 2 → ++( ) (aq) � Segundo Arrhneius, o íon H+ é responsável pelo sabor azedo dos ácidos, assim como sua ação nos indicadores. Já o OH- é responsavel pelo sabor adstringente das bases e ao ataque á pele, tornando-a escorregadia. (FELTRE, R., volume 1, sexta edição, 2004) a) H2SO4 (aq) → H+(aq) + HSO4–(aq) HSO4–(aq)→ 2 H+(aq) + SO4–2(aq) b) Molécula de benzeno (hidrocarboneto c) NaOH(aq) → Na+(aq) + OH-(aq) d) CaHPO4 = sal inorgânico = bifosfato de cálcio. 12. A. O zinco quando forma compostos apresenta número de oxidação fixo valendo +2. Como é um peróxido, o oxigênio apresenta número de oxidação aparente igual a –1. Observe a estrutura de um peróxido( O2)-2 mostrada a seguir: O O Os dois átomos de oxigênio apresentam carga total igual a –2. Cada oxigênio apresenta número de oxidação igual a –1. 13. A. • Óxido ácido + água → ácido CO2 + H2O → H2CO3 • Reação de ionização do ácido carbônico: H2CO3 → 2H+ + CO3-2 • Ca+2 + CO3-2→ CaCO3 A fórmula química do sal incorporado a esse sedimento corresponde ao carbonato de cálcio (CaCO3). 14. D. Analisando cada alternativa, temos: a) H2S (ácido sulfídrico) = Classificado como diácido e hidrácido; b) HCN (ácido cianídrico) = Classificado como monoácido e hidrácido; c) HNO3 (ácido nítrico) = Classificado como monoácido e oxiácido; d) H2SO3 (ácido sulfuroso) = Classificado como diácido e oxiácido; e) HClO3 (ácido clórico) = Classificado como monoácido e oxiácido. PROJETO BIOMÉDICAS - QUÍMICA Funções Inorgânicas – Capítulo IV110 15. D. – Fórmula molecular: M2(SO4)3. – Formação dos íons: M+3 e (SO4)-2 O metal que apresenta número de oxidação +3 refere-se ao alumínio (Al).
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