Funções inorgânicas: bases e ácidos
Teoria
Bases
Definição: Segundo Arrhenius, são substâncias inorgânicas que, quando colocadas em presença de água, sofrem dissociação iônica, liberando como único ânion a hidroxila (OH–).
XOH H→ X2O + + OH–
Classificação
Quanto ao número de hidroxilas liberadas
Número de OH– liberado Exemplo
Monobase 1 NaOH H→ Na2O + + OH–
Dibase 2 Mg(OH)2
H2O
→ Mg+2 + 2 OH–
Tribase 3 Al(OH)3
H2O
→ Al+3 + OH–
Tetrabase 4 Pb(OH)4
H2O
→ Pb+4 + OH–
Quanto à solubilidade em água
Solubilidade de uma base é a propriedade que indica o quanto uma base é capaz de se dissolver em água.
Ela pode ser classificada como:
Definição Exemplo
Solúvel Possui grande capacidade de se dissolver em água
Formadas por elementos da família IA e NH4+. Ex.: NaOH, KOH
Parcialmente solúvel Pouco capaz de se dissolver em água
Formadas por elementos da família IIA. Ex.: CaOH2, SrOH2
Insolúvel Não é capaz de se dissolver em água
São as bases formadas pelos demais elementos
Importante!!!
As bases formadas por Be ou Mg são classificadas também como insolúveis.
Quanto à força
A força de uma base é dada pela sua capacidade de liberar OH– (sofrer dissociação iônica) quando colocadas em presença de água. Quanto maior a quantidade de OH– liberada, maior será a força da base.
Forte: são as bases formadas por elementos do grupo 1 e 2.
Fraca: são as bases formadas pelos demais elementos.
Importante!!!
As bases formadas por Mg(OH)2 e Be(OH)2, que são elementos do grupo 2, são consideradas insolúveis e fracas.
Nomenclatura
Elementos com NOX fixo:
Família IA, IIA, Ag+1, Zn+2, Cd+2, Al+3 e NH4+. Regra: hidróxido de nome do elemento
Exemplos:
NaOH -Hidróxido de sódio Mg(OH)2 - Hidróxido de magnésio Al(OH)3 - Hidróxido de alumínio
Elementos com NOX variável:
Fe, Co, Ni = +2 ou +3 Cu, Hg = +1 ou +2 Au = +1 ou +3 Pb, Pt, Sn = +2 ou +4
Hidróxido de nome do elemento + NOX (em romanos) Regra: ou
Hidróxido de nome do elemento + sufixo OSO (menor NOX) / sufixo ICO (maior NOX) Exemplos:
CuOH - Cu com NOX +1 - hidróxido de cobre I ou hidróxido cuproso Cu(OH)2 - Cu com NOX +2 - hidróxido de cobre II ou hidróxido cúprico Pb(OH)2 - Pb com NOX +2 -hidróxido de chumbo II ou hidróxido plumboso Pb(OH)4 - Pb com NOX +4 - hidróxido de chumbo IV ou hidróxido plúmbico
Obs.: não usamos mais a nomenclatura terminada em OSO ou ICO, mas algumas questões antigas ainda trazem esse conceito.
Ácidos
Definição: Segundo Arrhenius, são substâncias inorgânicas que, quando colocadas em presença de água, sofrem ionização, liberando como único cátion o H+.
HA H→ H2O + + A– HAO H→ H2O + + AO–
Classificação
Quanto à presença de oxigênio
Exemplos:
Hidrácidos: HCl, HF, HCN Oxiácidos: H2SO4, HClO, H3PO4
Quanto ao número de H+ liberado
Número de H+ liberado Exemplo
Monoácido 1
HCl H→ 2O H+ + Cl–
Diácido 2
H2SO4 H2O
→ 2H+ + SO4–2
Triácido 3
H3PO4 H2O
→ 3H+ + PO4+3
Tetrácido 4
H4SiO4 H2O
→ 4H+ + SiO4+4
Importante!!!
Os ácidos formados por P, As e Sb com fórmulas:
H3XO3 - são diácidos;
H2XO3 - são monoácidos.
Quanto à força
A força dos ácidos é dada pelo seu grau de ionização (α). O grau de ionização é a relação entre o número de moléculas dissolvidas e o número de moléculas que produziram íons.
∝ = Número de moléculas ionizadas Número de moléculas iniciais
Dependendo do valor do α, nós iremos classificar o ácido.
Tipo de ácido Grau de ionização
Forte α > 50%
Moderado 50 % ≥ α ≥ 5 %
Fraco α > 5%
Importante!!!
Caso não tenhamos os valores de α, podemos determinar pela fórmula molecular em muitos dos casos.
Hidrácidos
oxiácidos: que possuem oxigênio em sua molécula hidrácidos: NÃO possuem oxigênio em sua molécula
Forte → HCl, HBr e HI Moderado → HF Fraco → os demais
Já para os oxiácidos, vamos utilizar uma regrinha.
Fórmula:
X = número de oxigênio – número de hidrogênio
Após aplicar essa fórmula, caso o x seja maior que 1, o ácido é forte, caso seja igual a 1, o ácido é moderado e caso seja menor que 1, o ácido é classificado como fraco.
Exemplos:
H2SO4 → aplicando a fórmula → X = 4 – 2 = 2. Logo o ácido é forte.
H3PO4 → aplicando a fórmula → X = 4 – 3 = 1. Logo o ácido é moderado.
Obs.: o ácido carbônico (H2CO3) parece moderado, segundo a regra, porém ele é fraco. Esse caso é uma exceção.
Nomenclatura
Nomenclatura para hidrácidos:
Regra:
Ácido nome do elemento + ídrico Exemplos:
HCl - ácido clorídrico HI - ácido Iodídrico HCN - ácido cianídrico
Nomenclatura para oxiácidos:
Ácido prefixo + nome do elemento central + sufixo
Regra:
Para determinarmos o prefixo e o sufixo, precisaremos determinar o nox do elemento central. E localizar ele na tabela.
NOX Prefixo Sufixo
+1 ou +2 Hipo oso
+3 ou +4 - oso
+5 ou +6 - ico
+7 Per ico
Importante!!!
C+4, Si+4 e B+3, mesmo possuindo um NOX que deveria terminar com OSO, são uma exceção: devemos usar o sufixo ICO.
Exemplos:
H2SO4 – NOX do S+6 - ácido sulfúrico H3PO4 – NOX do P+5 - ácido fosfórico
– NOX do C+4
Exercícios
1.
Na coluna da direita, abaixo, estão listados compostos inorgânicos; na da esquerda, sua classificação.Associe adequadamente a coluna da esquerda à da direita.
( ) Oxiácido forte 1. Óxido de zinco ( ) Hidrácido fraco 2. Hidróxido de alumínio ( ) Base forte 3. Ácido cianídrico ( ) Base fraca 4. Hidróxido de potássio
5. Ácido sulfúrico
A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é a) 1 – 2 – 3 – 4.
b) 1 – 3 – 5 – 2.
c) 3 – 4 – 2 – 5.
d) 5 – 2 – 4 – 1.
e) 5 – 3 – 4 – 2.
2.
As reações ácido-base são reações importantes pelas suas inúmeras aplicações. Por exemplo, pessoas que sofrem com acidez estomacal são beneficiadas diariamente por este tipo de reação química. Evidentemente, excessos podem ser prejudiciais. Várias preparações farmacêuticas de antiácidos incluem as bases hidróxido de magnésio e hidróxido de alumínio para diminuir o excesso de ácido clorídrico do estômago.Baseado neste texto, responda:
a) Dê a fórmula química de todos os compostos inorgânicos citados no texto.
b) Soluções aquosas destes compostos conduzem eletricidade? Justifique.
3.
No nosso cotidiano, é muito comum nos depararmos com uma infinidade de compostos químicos, tais como produtos de limpeza, alimentos, medicamentos, corantes, fertilizantes etc., todos eles com o objetivo de tornar nosso estilo de vida mais satisfatório e cômodo. A maioria dos compostos químicos é enquadrada em quatro funções principais: ácidos, bases ou hidróxidos, sais e óxidos.A nomenclatura e a classificação da função do composto estão corretas em a) KOH: hidróxido de potássio (I); função base.
b) Ni2O3: óxido niquélico ou oxido de níquel (II); função óxido.
c) H2SO4: ácido sulfúrico; função base.
d) NaHCO3: bicarbonato de sódio; função óxido ácido.
e) Fe(OH)3: hidróxido férrico ou hidróxido de ferro(III); função base.
4.
Sobre os compostos puros cloreto de potássio e cloreto de hidrogênio, assinale o que for correto.(01) A fórmula química do cloreto de potássio é KCℓ e do cloreto de hidrogênio é HCℓ.
(02) O cloreto de potássio é um sal, enquanto o cloreto de hidrogênio é um ácido.
(04) Tanto o cloreto de potássio como o cloreto de hidrogênio formam íons em solução aquosa.
(08) Ambos os compostos apresentam ligação iônica entre seus átomos.
Soma: ( )
5.
O H2S é encontrado tanto em solução aquosa (solúvel em água) quanto na forma gasosa. É altamente tóxico, inflamável, irritante, além de apresentar odor característico semelhante ao de ovos podres.Com base nas características do H2S, responda os itens abaixo.
a) Qual a função inorgânica do H2S?
b) Escreva a estrutura de Lewis para o H2S. Qual o tipo de geometria molecular existente?
c) Com base nas forças intermoleculares, justifique o fato do H2S também ser encontrado na forma gasosa, a partir da decomposição de matéria orgânica.
d) O H2S conduz corrente elétrica quando dissolvido em água? Justifique.
Gabarito
1. E
(5 – ácido sulfúrico) oxiácido forte (H2SO4; 4 − 2 = 2).
(3 – ácido cianídrico) hidrácido fraco (HCN; não possui oxigênio).
(4 – hidróxido de potássio) base forte (KOH; base do grupo 1).
(2 – hidróxido de alumínio) base fraca (Aℓ(OH)3).
2.
a) Hidróxido de magnésio: Mg2+(OH)1−(OH)1−⇒ Mg(OH)2. Hidróxido de alumínio: Aℓ3+(OH)1−(OH)1−(OH)1−⇒ Aℓ(OH)3. Ácido clorídrico: HCℓ.
b) Soluções aquosas de hidróxido de magnésio e hidróxido de alumínio conduzem eletricidade, apesar de apresentarem menor solubilidade em água comparativamente com o ácido clorídrico. Este ácido sofre ionização em solução aquosa com facilidade e sua solução aquosa também conduz eletricidade.
3. E
a) Incorreto: KOH: hidróxido de potássio; função base.
b) Incorreto: Ni2O3: óxido niquélico ou oxido de níquel (III); função óxido.
c) Incorreto: H2SO4: ácido sulfúrico; função ácido.
d) Incorreto: NaHCO3: bicarbonato de sódio; função óxido sal.
e) Correto: Fe(OH)3: hidróxido férrico ou hidróxido de ferro(III); função base.
4. 01 + 02 + 04 = 07
(01) Correto. A fórmula química do cloreto de potássio é KCℓ e do cloreto de hidrogênio é HCℓ.
KCℓ ⇒ [K+][Cℓ−] HCℓ ⇒ H − Cℓ
(02) Correto. O cloreto de potássio é um sal, enquanto o cloreto de hidrogênio é um ácido.
KCℓ ⇒ [K+][Cℓ−]: sal inorgânico HCℓ ⇒ H − Cℓ: ácido inorgânico
(04) Correto. Tanto o cloreto de potássio como o cloreto de hidrogênio formam íons em solução aquosa.
KCℓ → Kágua ++ Cℓ− (dissociação iônica) HCℓ → Hágua ++ Cℓ− (ionização)
(08) Incorreto. O cloreto de potássio apresenta ligação iônica e o cloreto de hidrogênio apresenta ligação covalente.
KCℓ ⇒ [K+][Cℓ−] (ligação iônica) HCℓ ⇒ H − Cℓ (ligação colvalente)
5.
a) O H2S pertence à função inorgânica ácido de Arrhenius.
b) Estrutura eletrônica de Lewis para o H2S:
Tipo de geometria: angular.
Estrutura de Lewis:
c) O H2S apresenta forças intermoleculares do tipo dipolo-dipolo ou dipolo permanente.
O H2S é mais volátil do que várias substâncias formadas durante a decomposição da matéria orgânica, pois, comparativamente, apresenta ligações intermoleculares menos intensas devido a vários fatores, entre eles a menor superfície de contato.
d) Sim, pois dependendo da concentração. Ao ser dissolvido em água sofre ionização.
