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Funções inorgânicas
QUÍMICA GERALQUÍMICA GERAL
Escola Superior de Tecnologia
Substâncias Químicas Substâncias Químicas
As substâncias química são divididas em dois grupos fundamentais:
• Substâncias orgânicas – É a química do carbono. A substâncias existentes nos seres vivos.• Substâncias inorgânicas (ou minerais)
Substâncias inorgânicasSubstâncias inorgânicas
As substâncias inorgânicas foram divididas em grupos menores,
denominados funções químicas inorgânicas.
funções químicas – É um conjunto de substâncias que apresentam
propriedades químicas semelhantes, chamadas de propriedades
funcionais.
As funções químicas inorgânicas que iremos estudar são:
Ácidos
Bases
Sais
Óxidos
Alguns conceitos importantesAlguns conceitos importantesDissociação e ionização:
Dissociação iônica ou dissociação eletrolítica: É separação de íons
já existentes no composto.
Ex: NaCl
Na+Cl- → Na+ + Cl-
Ionização: É uma reação química que ocorre entre moléculas
produzindo íons que não existiam anteriormente.
Ex: HCl
HCl → H+ + Cl-
água
água
Alguns conceitos importantesAlguns conceitos importantesGrau de ionização:
• A extensão da ionização depende da substância considerada.
• De cada 100 moléculas de HCl que colocarmos em água, 92 se ionizam em H+ e Cl-.
• De cada 100 moléculas de HF dissolvida em água, apenas 8 se ionizam em H+ e F-.
Para medir a maior ou menor extensão de uma ionização, usa-se o chamado grau de ionização (ou o grau de dissociação iônica) que é representado pela letra α.
α= Número de moléculas ionizadas
Número de moléculas dissolvidas
• no caso do HCl: α = ?
• no caso de HF: α = ?
Alguns conceitos importantesAlguns conceitos importantes• O grau de ionização varia entre 0 e 1 (0% e 100%).
• Valores de α próximo de zero, significa que a substância está
pouco ionizada, eletrólito fraco.
• Valores de α próximo de 1, a substância está bastante
ionizada, eletrólito forte.
Eletrólito??
ÁcidosÁcidos
Do ponto de vista prático, os ácidos apresentam as seguintes características:
têm sabor azedo
formam soluções aquosas condutoras de eletricidade
mudam a cor de certas substâncias
Os ácidos são muito comuns em nosso dia-a-dia: exemplos
Do ponto de vista teórico, Arrhenius definiu os ácidos como:
Compostos que em solução aquosa se ionizam, produzindo como íon positivo apenas cátion hidrogênio (H+)
HCl → H+ + Cl-
H2SO4 → 2H+ + SO42-
água
água
Classificação dos Ácidos
Atualmente, na verdade, em solução aquosa, o cátion H+ se une a uma molécula de água formando o íon H3O+, chamado de hidrônio ou hidroxônio:
HCl + H2O → H3O++ Cl-
H2SO4 + H2O → 2H3O+ + SO42-
Classificação dos ácidos:
De acordo com o número de hidrogênios ionizáveis
Monoácidos: na ionização a molécula produz apenas 1H+ (HCl, HNO3 etc)
Diácidos:na ionização a molécula produz apenas 2H+ (H2SO4, H2CO3 etc)
Triácidos:na ionização a molécula produz apenas 3H+ (H3PO4, H3BO3 etc)
Tetrácidos:na ionização a molécula produz apenas 4H+ (H4P2O7, H4SiO4 etc)
Os ácidos com 2 ou mais hidrogênios ionizáveis são denominados poliácidos.
Classificação dos Ácidos
De acordo com a presença ou não de oxigênio na molécula
Hidrácidos: Não contêm oxigênio
Ex: HCl, HBr, H2S etc.)
Oxiácidos: Contêm oxigênio
Ex: HNO3 , H2SO4, H2CO3 etc.
De acordo com o grau de ionização
Ácidos fortes: quando α > 50%. Ex: HCl (α=92%), H2SO4 (α=61%)
Ácidos moderados ou semifortes: quando 5<α < 50%. Ex: HF (α=8%), H3PO4
(α=27%)
Ácidos fracos: quando α < 5%. Ex: HCN (α=0,008%), H2CO3 (α=0,18%)
Classificação dos Ácidos
Classificação dos ÁcidosQuanto ao grau de ionização – α
→ Oxiácidos: quanto maior a diferença entre o número de oxigênios e o número de hidrogênios, mais forte é o ácido. Representando um oxiácido por HnEOm, temos:
• m – n = 3 → ácido muito forte. Exemplos: HClO4, HMnO4
• m – n = 2 → ácido forte. Exemplos: HNO3, H2SO4
• m – n = 1 → ácido semi-forte. Exemplos: H 3PO4, H 2SO3
• m – n = 0 → ácido fraco. Exemplos: HClO, H3PO3, H3BO3
Exceção: ácido carbônico (H 2CO3) é considerado ácido fraco, apesar de m – n = 1
Quanto à volatilidade
Voláteis – possuem baixo ponto de ebulição.
Exemplos: HCl, H2S, HCN, HNO3.
Fixos – possuem alto ponto de ebulição.
Exemplos: H2SO4, H 3PO4, H 3BO3.
Classificação dos Ácidos
Nomenclatura dos Ácidos
→ Hidrácidos ( Hn A ):
Ácidos Ácidos + ídrico+ ídricoRadical do ElementoRadical do Elemento
Exemplos:-ácido clorídrico (HCl)-ácido fluorídrico (HF)-ácido sulfídrico (H2S)
-ácido cianídrico (HCN)
Nomenclatura dos Ácidos→ Oxiácidos:
De acordo com o elemento central temos o prefixo OSO para o
menor NOx (Número de Oxidação) e ICO para o maior Nox.
Exemplos:
- Coluna 14 ou 4A: - ácido carbônico (H2CO3) - carbono (C) com
Número de Oxidação (NOx) = +4 (único ácido inorgânico com
carbono).
- Coluna 15 ou 5A:
ácido nitroso (HNO2) - nitrogênio (N) com NOx = +3;
ácido nítrico (HNO3) - nitrogênio (N) com NOx = +5.
Nomenclatura dos Ácidos
- Coluna 16 ou 6A:
ácido sulfuroso (H2SO3) - enxofre (S) com NOx = +4;
ácido sulfúrico (H2SO4) - enxofre (S) com NOx = +6.
- Coluna 17 ou 7A:
ácido hipocloroso (HClO) - cloro (Cl) com NOx = +1 (o prefixo HIPO é
obrigatório quando temos o elemento central com carga 1);
ácido cloroso (HClO2) - cloro (Cl) com NOx = +3;
ácido clórico (HClO3) - cloro (Cl) com NOx = +5;
ácido perclórico (HClO4) - cloro (Cl) com NOx do Cl = +7 (o prefixo PER é
obrigatório quando temos o elemento central com carga 7, como em
Permanganato de potássio).
Praticando:
1. Classifique os ácidos abaixo quanto à presença de oxigênio na sua composição, ao número de hidrogênios ionizáveis, grau de ionização (força do ácido) e dê a nomenclatura:
a) HNO3 b) HCl c) H2SO4
• De acordo com Arrhenius: são substâncias que, ao serem
dissolvidas em água, liberam exclusivamente os ânions
OH- (hidroxila). Os cátions, liberados também nesse
processo, variam de uma base para outra.
NaOH → Na+(aq) + OH–(aq)
• Dentre as principais bases, somente o hidróxido de
amônio resulta de uma ionização. As demais, resultam da
dissociação iônica dos respectivos hidróxidos, quando
dissolvidos em água.
Bases ou hidróxidosBases ou hidróxidos
Propriedades funcionais das bases• Presença do ânion hidroxila (OH–).
• Com exceção dos hidróxidos de alcalinos, todas as demais
bases se decompõem com o calor com relativa facilidade.
• Apresentam sabor adstringente.
• Mudam a cor dos indicadores: o papel tornassol vermelho fica
azul e a solução de fenolftaleína, quando incolor passa para
vermelho.
• Conduzem corrente elétrica quando dissolvidas em água.
• Reagem com os ácidos, originando sais e água.
Classificação das bases
Quanto ao número de hidroxilas
• Monobases – apresentam uma hidroxila como ânion.
Exemplos: NaOH, NH4OH
• Dibases – apresentam duas hidroxilas como ânion.
Exemplos: Ca(OH)2, Zn(OH)2, Ba(OH)2.
• Tribases – apresentam três hidroxilas como ânion.
Exemplos: Al(OH)3, Ga(OH)3, Fe(OH)3.
Quanto ao grau de dissociação
Quanto mais solúvel em água a base, mais forte ela será.
• Bases Fortes – são as bases do grupo 1A e 2A, pois apresentam
uma alta solubilidade. Exemplos: LiOH, Ba(OH)2.
• Bases Fracas – são as bases formadas pelos demais elementos.
Exemplos: Zn(OH)2, Fe(OH)3, AgOH.
• Exceções: NH4OH, que é uma base solúvel porém fraca e o
Mg(OH)2 que é uma base insolúvel e fraca.
Nomenclatura das bases
• a) quando o cátion possui nox fixohidróxido de + cátion (nome do metal ou grupo ligado á
hidroxila)Exemplo: KOH – hidróxido de potássio
• b) quando o cátion não apresenta nox fixohidróxido de + cátion + nox em algarismo romano
Exemplos: Fe(OH)2 - hidróxido de ferro II ou hidróxido ferroso - ferro (Fe) com NOx = +2.
Fe(OH)3 - hidróxido de ferro III ou hidróxido férrico - ferro (Fe) com NOx = +3;
Praticando:
Classifique as bases a seguir quanto ao número de hidroxilas, ao grau de dissociação, à solubilidade em água e dê suas nomenclaturas:
a) KOH b) Mg(OH)2 c) NaOH d) Fe(OH)2
SaisSais
• São compostos que em meio aquoso se
dissociam, liberando pelo menos um
cátion diferente de H+ e pelo menos um
ânion diferente de OH-.
Propriedades funcionaisPropriedades funcionais
• Possuem sabor azedo.
• Conduzem corrente elétrica quando em solução aquosa ou quando fundidos.
• Podem reagir com ácidos, bases, outros sais e metais.
• Quase todos apresentam-se em estado sólido ou na forma de cristais.
Classificação dos saisClassificação dos sais
De acordo com a presença de oxigênio
• Sais halóides - não possuem oxigênio. Exemplos: NaI, KBr
• Oxissais - possuem oxigênio.
Exemplos: CaCO3, MgSO4
De acordo com natureza dos íons
• Sal normal – é formado pela neutralização completa entre um ácido e
uma base. Não possui nem H+ nem OH- . Exemplo: NaCl
• Hidrogenossal ou sal ácido – é um sal que apresenta dois cátions, sendo
um deles H+, e somente um ânion. Exemplo: NaHCO3
• Hidroxissal ou sal básico – é um sal que apresenta dois ânions, sendo um
deles OH-, e somente um cátion. Exemplo: CaOHCl
De acordo com natureza dos íons
• Sal duplo ou sal misto – é um sal que apresenta dois cátions
diferentes (exceto H+) ou dois ânions diferentes (exceto
OH-) e somente um cátion. Exemplos: CaClClO, NaLiSO4
• Sal hidratado – apresenta no retículo cristalino, moléculas
de água em proporção definida. A água combinada dessa
maneira chama-se água de cristalização, e a quantidade de
moléculas de água é indicada, na nomenclatura do sal, por
prefixos. Exemplo: CuSO4.5H2O
Nomenclatura dos saisNomenclatura dos sais
• Obedece à expressão:
(nome do ânion) de (nome do cátion)• É obtida a partir da nomenclatura do ácido que
originiou o ânion participante do sal, pela mudança de sufixos.
Sufixo do ácido Sufixo do ânionídrico etoico atooso ito
Nomenclatura dos saisNomenclatura dos sais
• Exemplos:
Ácido de origem
Ânion Cátion Sal
HCl - clorídrico Cl- - cloreto Na+ NaCl – cloreto de sódio
H2SO4 - sulfúrico SO42- - sulfato Ca2+ CaSO4 – sulfato
de cálcioHNO2 - nitroso NO2
- - nitrito Al3+ Al(NO2)3 – nitrito de alumínio
Nomenclatura dos saisNomenclatura dos sais
Hidrogeno-sal ou sal ácidoExemplo: Na+H+CO3
2- - NaHCO3
Carbonato(mono)ácido de sódio (mono)hidrogeno carbonato de sódio Bicarbonato de sódio
Hidróxi-sal ou sal básicoExemplo: Ca2+(OH)-Cl- - Ca(OH)Cl cloreto(mono) básico de cálcio (mono)hidróxi cloreto de cálcio
Nomenclatura dos saisNomenclatura dos saisSal duplo ou misto com dois cátions
nome do ânion de nome dos cátions
Exemplo: Na+Li+SO42- - NaLiSO4 – Sulfato de
sódio e lítio
Sal duplo com dois ânions
nome dos ânions de nome do cátion
Exemplo: Ca2+Cl-ClO- - CaClClO – Hipoclorito cloreto de cálcio
PraticandoAlguns sais inorgânicos são utilizados na medicina no tratamento de doenças, são exemplos disso o bicarbonato de sódio como antiácido, o carbonato de amônio como expectorante, o permanganato de potássio como antimicótico e o nitrato de potássio como diurético. Assinale a alternativa que contém a fórmula química desses sais, respectivamente.
A) Na2CO3, (NH4)2CO3, KMnO4 e KNO3
B) NaHCO3, (NH4)2CO3, KMnO4 e KNO3
C) NaHCO3, (NH4)2CO3, KMnO4 e K2NO3
D) NaHCO3, NH4CO3, KMnO4 e KNO3
E) Na2CO3, NH4CO3, KMnO4 e K2NO3
ÓxidoÓxido
• Óxido é todo composto binário oxigenado, Óxido é todo composto binário oxigenado, no qual o oxigênio é o elemento mais no qual o oxigênio é o elemento mais eletronegativo.eletronegativo.
• Fórmula geral: Fórmula geral: Ex+2 O2-
X
• Exemplos: Exemplos: CO CO22, H, H22O, MnO, Mn22OO7, 7, FeFe22OO33
Classificação dos óxidosClassificação dos óxidos• Óxidos Básicos
• Óxidos Ácidos
• Óxidos Anfóteros
• Óxidos Neutros
• Óxidos Duplos
• Peróxidos
• Superóxidos
Óxidos Básicos (metálicos)Óxidos Básicos (metálicos)• São formados por metais alcalinos e alcalinos terrosos e
pelos demais metais com Nox baixo, reagem com água
formando bases e com ácidos formando sal e água.
Óxido básico + HÓxido básico + H22O O →→ base base
CaO + H2O → Ca(OH)2
Óxido básico + ácido Óxido básico + ácido →→ sal + H sal + H22OO
MgO + 2HCl → MgCl2 + H2O
Óxidos Ácidos (anidridos)Óxidos Ácidos (anidridos)• São formados por ametais e por certos metais com Nox
elevado, reagem com água formando ácidos e com
bases formando sal e água.
• Óxido ácido + HÓxido ácido + H22O O →→ ácido ácido
NN22OO55 + H + H22O O →→ 2HNO 2HNO33 “chuva ácida”“chuva ácida”
SOSO33 + H + H22O O →→ H H22SOSO44
• Óxido ácido + base Óxido ácido + base →→ sal + H sal + H22OO
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
Óxidos Anfóteros Óxidos Anfóteros • São óxidos de caráter intermediário entre ácido e
básico. Reagem com ácidos e bases formando sal e
água.
• Óxido anfótero + ácido/base Óxido anfótero + ácido/base →→ sal + água sal + água
ZnOZnO + 2HCl + 2HCl →→ ZnCl ZnCl22 + H + H22OO
ZnOZnO + 2NaOH + 2NaOH →→ Na Na22ZnOZnO22 + H + H22OO
• Exemplos: Al2O3 , ZnO , PbO, SnO, SnO2, As2O3, As2O5
Óxidos Neutros (indiferentes)
• São todos covalentes que não reagem com base,
ácido ou água; mas podem reagir com oxigênio.
CO + HCO + H22O O →→ Não ocorre reaçãoNão ocorre reação
NO + HCl NO + HCl →→ Não ocorre reaçãoNão ocorre reação
• Óxido Neutro + OÓxido Neutro + O22 →→ Oxidação Oxidação
CO + CO + ½½OO2 2 →→ CO CO22
• Exemplos: CO, NO, N2O
Peróxidos• São formados por metais alcalinos, alcalinos terrosos e
hidrogênio e possuem oxigênio com Nox = -1.
MM22OO2 2 - - MOMO22
M. Alcalinos M. Alc. TerrososM. Alcalinos M. Alc. Terrosos
• Exemplos: Exemplos: NaNa22OO22, Li, Li22OO22, CaO, CaO22, MgO, MgO22
SuperóxidosSuperóxidos
• São formados por metais alcalinos, alcalinos
terrosos e hidrogênio e possuem oxigênio com
Nox = - ½.
MM22OO4 4 - - MOMO44
M. Alcalinos M. Alc. TerrososM. Alcalinos M. Alc. Terrosos
• Exemplos: Exemplos: NaNa22OO44, Li, Li22OO44, CaO, CaO44, MgO, MgO44
Nomenclatura dos óxidosNomenclatura dos óxidos
• Regra geral: Regra geral:
(Prefixo) + (Prefixo) + óxidoóxido dede (prefixo) + elemento (prefixo) + elemento
Exemplos:Exemplos: CO CO monóxido de carbonomonóxido de carbono
NN22OO5 5 pentóxido de dinitrogêniopentóxido de dinitrogênio
Nox fixo - Nox fixo - óxidoóxido dede elemento elemento
Para metais:Para metais:
∆∆ Nox - Nox - óxidoóxido dede elemento + elemento + valênciavalência
Nomenclatura dos óxidosNomenclatura dos óxidos
• Exemplos:
• NaNa22O –O – óxido de sódioóxido de sódio
• AlAl22OO3 3 –– óxido de alumínioóxido de alumínio
• FeO – FeO – óxido de ferro II (óxido ferroso)óxido de ferro II (óxido ferroso)
• FeFe22OO3 3 – – óxido de ferro III (óxido férrico)óxido de ferro III (óxido férrico)
As nuvens vulcânicas são constituídas pelos gases sulfeto de hidrogênio, monóxido de carbono, dióxido de carbono e dióxido de enxofre. O item que contém corretamente as fórmulas dos gases citados acima é:
a) H2SO4, CO, CO2 e SO3
b) CaO, H2SO3, CO2 e H2SO4
c) CO, CO2, SO3 e H2SO4
d) H2S, CO, CO2, e SO2
e) H2S, CO, CO2 e SO3