DISCIPLINA: QUÍMICA (FUNÇÕES INORGANICAS)
FUNÇÕES QUÍMICAS são grupos de substâncias com propriedades químicas semelhantes.
1. FUNÇÕES INORGÂNICAS
• ÁCIDO – De acordo com Arrhenius, ácidos são compostos que em solução aquosa sofrem ionização* liberando como único cátion o H+ (Hidrônio).
Fórmula química geral de um ácido Equação de ionização de um ácido
HxAy HxAy → xH+ + A
x-H = x-Hidrogênio; A = Ânion; x = Valência do Ânion; y = Valência do Cátion
APLICAÇÕES DOS PRINCIPAIS ÁCIDOS DO COTIDIANO
Ácido clorídrico (HCl) - é vendido no comércio com o nome de ácido muriático e é utilizado para limpeza;
Ácido fluorídrico (HF) - tem a particularidade de corroer o vidro, devendo ser guardado em frascos de plástico, por esta razão é usado para fazer gravações sobre o vidro.
Ácido cianídrico (HCN) – é o gás usado nos estados americanos do Norte que adotam a pena de morte por câmara de gás;
Ácido sulfídrico (H2S) - é um gás incolor, de forte odor desagradável de ovos podres.
Ácido sulfúrico (H2SO4) - é o ácido mais utilizado e importante nas indústrias e nos laboratórios,
conhecido como “burro de carga”. O maior consumo de ácido sulfúrico é na fabricação de fertilizantes, como os superfosfatos e o sulfato de amônio; é o ácido nas baterias dos automóveis;
CLASSIFICAÇÃO DOS ÁCIDOS
De acordo com a presença de oxigênio no ânion os ácidos se classificam em: Funções Químicas Inorganicas acido base sal óxido Organicas
Hidrácidos
Ácidos que não possuem oxigênio no ânion.
Exemplos: HCl, HCN, HF, HBr
Oxiácidos Ácidos que possuem oxigênio no ânion. Exemplos: H2SO4, HNO3, H2CO3...
De acordo com o número de hidrogênios ionizáveis:
monoácido → a molécula contém um hidrogênio ionizável, (ex: HCℓ, HNO2);
biácido → a molécula contém dois hidrogênio ionizáveis, (ex: H2S, H2CO3);
triácido → a molécula contém três hidrogênio ionizáveis, (ex: H3PO4);
tetrácido → a molécula contém quatro hidrogênio ionizáveis, (ex: H4P2O7).
De acordo com o grau de ionização: Os ácidos podem ser fortes, moderados ou fracos.
Com relação aos oxiácidos: ácidos que apresentam oxigênio na sua formulação, a força será prevista pela seguinte regra:
HXEOY
y-x ≥ 2 Acido Forte y-x = 1 Acido Moderado y-x = 0 Acido Fraco E → Representa outros elementos químicos.
Ex.:
H2SO4 → 4 - 2 = 2 → ácido forte H2SO3 → 3 - 2 = 1 → ácido moderado H3BO3 → 3 - 3 = 0 → ácido fraco
Com relação aos hidrácidos: ácidos que não apresentam oxigênio na sua formulação, a força deverá ser memorizada. Hidrácido Classificação HCl HBr HI Acido Forte HF Acido Moderado
EXERCÍCIOS
1) Escreva as equações de ionização dos seguintes acidos, e classifique-os quanto à presença de oxigênio, numero de hidrogênio ionizáveis, com relação a força do ácido:
a) HCN b) HCl c) H2S d) H2SO4 e) H3PO4 f) H2CO3 g) HBr h) H3BO3 i) HNO3 j) H3PO2 k) H3PO3 l) HClO3 m) H2SO3 n) H4P2O7 o) HClO2 p) H4SiO4 q) HBrO r) HNO2 s) H2MnO4
2) O que significa ionização?
3) Cite 3 ácidos utilizados no seu dia-dia:
NOMENCLATURA DOS ÁCIDOS
Os ácidos HCl, H2SO4 e HNO2 são chamados respectivamente: acido clorídrico, acido sulfúrico e acido nitroso.
Para nomearmos os ácidos basta seguirmos algumas regras criadas pelos químicos. Ex.: Dar nome ao HNO3
Passo 1: faça a equação de ionização do acido. HNO3 → H+ + NO
3-Passo 2: consulte a tabela de anions para sabermos o nome do anion formado. NO3- = Nitrato
Passo 3: troque a terminação do anion usando a tabela a seguir:
TABELA DE TERMINAÇÃO
Terminação do Anion Terminação do Acido
ato ico
eto ídrico
Então: Nitrato fica Nítrico “Trocou o ato pelo ico”
Passo 4: coloque a palavra ácido antes da designação nítrico. O nome do ácido ficou: ácido nítrico.
Resumo: nomenclatura geral
Ácido + Nome do ânion com a terminação trocada Escrevendo a fórmula do ácido a partir da nomenclatura.
Ex.: qual é a formula do acido sulfídrico
Passo 1: Consulte a tabela de terminações do anion. Sulfídrico fica sulfeto
Passo 2: Localize a formula química do anion sulfeto na tabela de anion. A fórmula é S
2-Passo 3: Coloque na frente do anion o íon hidrônio H+. H+S
2-Passo 4: Faça a regra das valências para descobrir o índice de atomicidade. H+S
2-Logo, a formula do acido sulfídrico é H2S. EXERCÍCIOS
1) A partir das formulas de o nome dos ácidos e classifique-os quanto à presença de oxigênio na molécula. a) HCN b) HCl c) H2S d) H2SO4 e) H3PO4 f) H2CO3 g) HBr h) H3BO3 i) HNO3
j) H3PO2 k) H3PO3 l) HClO3 m) H2SO3 n) H4P2O7 o) HClO2 p) H4SiO4 q) HBrO r) HNO2 s) H2MnO4
2) Dê a formula dos ácidos abaixo e classifique-os com relação ao numero de hidrogênios ionizáveis. a) Acido Sulfúrico b) Acido Cloroso c) Acido Ferrocianidrico d) Acido Plumbico e) Acido Ferricianidrico f) Acido Sulfuroso g) Acido Nítrico h) Acido Dicromico i) Acido Oxálico
• BASES – De acordo com Arrhenius, bases são compostos que em solução aquosa sofrem dissociação* liberando como anion o OH- (hidroxila).
*dissociação quebra da ligação iônica
Formula química geral de uma base Equação de ionização da base Cx(OH)y Cx(OH)y → Cy++ yOH -C = -Cátion
x = Valencia do Ânion y = Valencia do Cátion OH– = Hidroxila
APLICAÇÕES DAS PRINCIPAIS BASES DO COTIDIANO
Hidróxido de sódio – NaOH - conhecido como “soda cáustica” ou "diabo verde". É utilizado em produtos para desentupir ralos, pias e limpa forno;
Hidróxido de cálcio – Ca(OH)2 - conhecido como cal hidratada ou cal extinta ou cal apagada; é
utilizado na construção civil no preparo da argamassa, usada na alvenaria, e na caiação (pintura a cal) o que fazem os pedreiros ao preparar a argamassa.
Hidróxido de magnésio – Mg(OH)2 - é um sólido branco muito pouco solúvel em água;
denominado de leite de magnésia utilizado como laxante e antiácido. CLASSIFICAÇÃO DAS BASES
De acordo com o numero de hidroxilas no composto. 1 OH– → Monobase
2 OH– → Dibase 3 OH– → Tribase 4 OH– → Tetrabase
De acordo com a solubilidade em água.
Solúveis: Formadas por metais alcalinos e alcalinos terrosos, com exceção Be e Mg que são insolúveis. Insolúveis: São as demais bases.
De acordo com o grau de dissociação As bases podem ser fortes ou fracas
Forte todas as solúveis Fraca todas as insolúveis
NOMENCLATURA DAS BASES Segue o esquema:
Hidroxido de (nome do cátion)
Se o cátion tiver mais de uma valência (elementos de transição), deveremos identificá-lo fazendo uso do algarismo romano correspondente à valência ou as terminações OSO (para menor valência) e ICO (para maior valência).
Exemplo:
a) AgOH → Hidroxido de Prata. b) Ba(OH)2 → Hidróxido de Bário.
c) Fe(OH)2 → Hidróxido de Ferro II ou Hidróxido Ferroso. d) Fe(OH)3 → Hidróxido de Ferro II ou Hidróxido Férrico.
e) Mn(OH)2 → Hidróxido de Manganês II ou Hidróxido Manganoso. f) Mn(OH)4 → Hidróxido de Manganês IV ou Hidróxido Mangânico.
1) De a nomenclatura e equação de dissociação das bases e classifique-as quanto ao numero de hidroxila. a) AgOH b) Sr(OH)2 c) Bi(OH)3 d) Zn(OH)2 e) Al(OH)3 f) RbOH g) Fe(OH)2 h) Au(OH)3 i) Pt(OH)4 j) Pt(OH)2
2) De a formula das bases e classifique-as quanto à força e solubilidade. a) Hidróxido de Berílio b) Hidróxido Plumboso c) Hidróxido de Amonio d) Hidróxido de Cálcio e) Hidroxido Niquélico f) Hidróxido de Potássio g) Hidróxido Cobaltico h) Hidróxido de Estanho IV i) Hidroxido Mercuroso
3) Cite 3 bases utilizadas no seu dia-dia.
• REAÇÃO DE NEUTRALIZAÇÃO - Denomina-se reação de neutralização a interação entre um acido e uma base formando água e sal.
Equação da reação de neutralização de HCl e NaOH.
• SAIS - Sais são todos os compostos químicos que se dissociam em solução aquosa formando um cátion diferente de H+ e um ânion diferente de OH-.
Formula química geral dos sais Equação de ionização dos sais
CxAy CxAy → xCy+ + yA
x-C = x-Cátion. A = Ânion.
x = Valência do ânion. y = Valencia do cátion
APLICAÇÕES DOS PRINCIPAIS SAIS DO COTIDIANO NaOH + HCl → Na+ + OH- + H+ + Cl- → NaCl+ H2O Base ácido sal água
Cloreto de sódio – NaCl - é conhecido como sal marinho, quando o mesmo é extraído, por evaporação, a partir da água do mar, armazenada em grandes tanques, cavados na areia, chamados de salinas. O sal marinho é utilizado na alimentação.
Sulfato de bário – BaSO4 - é conhecido popularmente como contraste, pois atua como
meio opaco na radiografia gastro-intestinal.
Fosfato de cálcio – Ca3(PO4)2 - é um importante componente dos ossos e dos dentes do
corpo humano. É utilizado na fabricação de fertilizantes como os superfosfatos ou hiperfosfatos.
NOMENCLATURA DOS SAIS Segue o esquema:
(nome do anion) de (nome do cátion) Exemplos:
a) CaSO4 → Sulfato de Cálcio.
Principal componente do gesso e giz escolar. b) BaCl2 → Cloreto de Bário.
c) FeSO4 → Sulfato de Ferro II ou Sulfato Ferroso. d) NaCl → Cloreto de sódio.
Extremamente útil na nossa alimentação “Sal de cozinha” e ainda utilizado como espessante de xampu. e) K2MnO4 → Permanganato de potássio.
f) NaF → Fluoreto de sódio.
Presente na composição da maioria dos cremes dentais. EXERCÍCIOS
1) Dê a nomenclatura dos sais. a) NaCl b) K2SO4 c) Mg3(PO4)2 d) Ca(NO3)2 e) KCN f) Ca3(BO3)2 g) KNO3 h) NaI i) A l2(SO4)3 j) Al2S3
2) Dê a formula mínima dos sais. a) sulfato de estrôncio.
c) perclorato de amônio. d) sulfito de sódio e) nitrato de ferro III f) iodeto de prata g) sulfeto de cobre II h) borato de magnésio i) fosfato de rádio j) clorato de césio
3) (MACKENZIE - SP) Identifique o item que contem apenas sais: H2O2, Fe2O3, NaOH
NaCl, CaCO3, KMnO4 H2S, HCN, Al2O3
CaCl2, Ba(BrO)2, Zn(OH)2 KOH, NaBr, CaCO3
• OXIDOS – São todos os compostos binários* onde o oxigênio é o elemento mais eletronegativo “ânion”.
* compostos binários são compostos formados somente por dois elementos.
Formula química geral de um óxido ExOy
E = Qualquer elemento da tabela periódica diferente de flúor* e oxigênio. x = Valencia do oxigênio.
y = Valencia do Cátion E. O= Oxigênio.
* Os compostos OF2 e O2F2 não são considerados óxidos, pois o flúor é mais eletronegativo que o oxigênio. APLICAÇÕES DE ALGUNS ÓXIDOS NO COTIDIANO
Peróxido de hidrogênio – H2O2 - Conhecido comercialmente como água oxigenada é
utilizado na desinfecções de feridas, como alvejante de cabelos, agente de branqueamento e desodorização de tecidos, etc.
Óxido de alumínio – Al2O3 - constitui o minério conhecido como bauxita (Al2O3.2H2O) ou
alumina (Al2O3); é utilizado na obtenção do alumínio.
Dióxido de carbono – CO2 - conhecido gás carbônico; é um gás incolor e inodoro. Não é
combustível e nem comburente, por isso, é usado como extintor de incêndio; CLASSIFICAÇÃO DOS OXIDOS
Óxidos iônicos: óxidos de metais.
Óxidos moleculares: óxidos de ametais.
NOMENCLATURA DOS OXIDOS
Óxidos iônicos:
Exemplos:
Na2O → óxido de sódio. FeO → óxido de ferro.
Fe2O3 → óxido de ferro III ou óxido férrico.
MnO2 → óxido de manganês IV ou óxido mangânico.
Óxidos moleculares:
* Prefixos: mono = 1 oxigênio, di = 2 oxigênios, tri = 3 oxigênios, tetra = 4 oxigênios... Exemplos:
CO → monóxido de carbono CO2 → dióxido de carbono SO3 → trióxido de enxofre Br2O3 → trióxido de bromo EXERCÍCIOS
1) Dê a nomenclatura dos óxidos.
a) SrO b) Au2O3 c) Bi2O3 d) NO e) SiO2 f) NO2 g) Al2O3 h) SO3 i) CaO j) CO2 k) Fe2O3
TABELA DE ÂNIONS – MONOVALENTES: -
DOS HALOGÊNIOS DO ENXOFRE CONTINUAÇÃO DO CARBONO
F- fluoreto HS- bissulfeto SNC- tiocianato
Cℓ
-cloreto HSO3- bissulfito HCO3- bicarbonato
CℓO
-hipoclorito HSO4- bissulfato DOS METAIS DE TRANSIÇÃO
CℓO2- clorito DO NITROGÊNIO CrO2- cromito
óxido de (nome do cátion)
CℓO3
-clorato N3- azoteto MnO4- permanganato
CℓO4
-perclorato NO2- nitrito FeO2- ferrito
Br- brometo NO3- nitrato AuCℓO4- cloroaurato
BrO- hipobromito NH2- amideto OUTROS
BrO2- bromito DO FÓSFORO AℓO2- aluminato
BrO3- bromato PO3- metafosfato AsO2- metarsenito
BrO4- perbromato H2PO2- hipofosfito SbO2- metantimonito
I- iodeto H2PO4- dihidrogenofosfato BiO3- bismutato
IO- hipoiodito DO CARBONO H- hidreto
IO2- iodito CN- cianeto OH- hidróxido
IO3- iodato NC- isocianeto BO2- metaborato
IO4- periodato C2H2O2- acetato BF4- fluorborato
TABELA DE ÂNIONS – BIVALENTES: 2-
DO OXIGÊNIO DO NITROGÊNIO CONTINUAÇÃO DOS METAIS DE TRANSIÇÃO
O2- óxido N2O22- hiponitrito ZnO22- zincato
O22- peróxido DO FÓSFORO OUTROS
O42- superóxido HPO32- fosfito BeO22- berilato
DO ENXOFRE HPO42- monohidrogenofosfato B4O22- tetraborato
S2- sulfeto DO CARBONO SiO32- metassilicato
SO32- sulfito C22- carbeto SiF62- fluorsilicato
SO42- sulfato CO32- carbonato SnO22- estanito
S2O32- tiossulfato C2O42- oxalato SnO32- estanato S2O42- hipossulfito DOS METAIS DE TRANSIÇÃO PbO22- plumbito
S2O52- pirossulfito CrO42- (orto)cromato PbO32- plumbato
S2O62- hipossulfato Cr2O72- dicromato Se2- seleneto
S2O72- pirossulfato MoO42- molibidato SeO32- selenito
S2O82- peroxodissulfato WO42- tungstato SeO42- selenato
S4O62- tetrationato MnO32- manganito Te2- telureto
SnO62- politionato MnO42- manganato TeO32- telurito
(n = 2, 3, 4, 5, 6) FeO42- ferrato TeO42- telurato
TABELA DE ÂNIONS – TRIVALENTES: 3-
DO NITROGÊNIO DOS METAIS DE TRANSIÇÃO CONTINUAÇÃO DOS OUTROS
N3- nitreto [Fe(CN)6]3- ferricianeto AsO43- arsenato
DO FÓSFORO OUTROS SbO33- antimonito
P3- fosfeto BO33- borato SbO43- antimonato
PO43- fosfato AsO33- arsenito
TABELA DE ÂNIONS – TRETRAVALENTES: 4-
DO FÓSFORO DOS METAIS DE TRANSIÇÃO OUTROS
P2O64- hipofosfato [Fe(CN)6]4- ferrocianeto C4- carbeto
P2O74- pirofosfato SiO44- silicato
TABELA DE CÁTIONS
MONOVALENTE: 1+ CONTINUAÇÃO BIVALENTE: 2+ CONTINUAÇÃO TRIVALENTE: 3+
H+ hidronio Zn2+ zinco Fe3+ férrico
NH4+ amônio Cd2+ cádmio Co3+ cobáltico
Li+ lítio Cu2+ cúprico Ni3+ niquélico
Na+ sódio Hg2+ mercúrico Mn3+ mangânico
Rb+ rubídio Fe2+ ferroso Sb3+ antimonioso
Cs+ césio Co2+ cobaltoso TRETRAVALENTE: 4+
Ag+ prata Ni2+ niqueloso Sn4+ estânico
Cu+ cuproso Sn2+ estanoso Pb4+ plúmbico
Hg+ mercuroso Pb2+ plumboso Pt4+ platínico
Au+ auroso Mn2+ manganoso Ti4+ titânico
BIVALENTE: 2+ Pt2+ platinoso PENTAVALENTE: 5+
Be2+ berílio Ti2+ titanoso As5+ arsênico
Mg2+ magnésio TRIVALENTE: 3+ Sb5+ antimônico
Ca2+ cálcio Aℓ3+ alumínio
Sr2+ estrôncio Bi3+ bismuto NOMENCLATURA DOS ÁCIDOS
Ba2+ bário Au3+ áurico TERMINAÇÃO
DO ÂNION TERMINAÇÃO DO ÁCIDO Ra2+ rádio Cr3+ crômico eto ídrico ito oso ato ico
ATIVIDADE DE PRODUÇÃO (VOCÊ SABENDO MAIS) Leia o texto abaixo e responda as questões:
CHUVA ÁCIDA COMO SE FORMA?
Os óxidos de enxofre – (SO2 e SO3) e os óxidos de nitrogênio – (NO e NO2) são poluentes do ar. Eles se misturam com a umidade na atmosfera e formam os ácidos (H2SO4, HNO2 e HNO3), assim, a chuva ácida acontece. Ventos fortes transportam o ácido, e a chuva ácida cai, tanto na forma de precipitação como na forma de partículas secas. A chuva ácida pode cair até 3.750 quilômetros de distância da fonte original da poluição. As chaminés e os automóveis do centro industrial do meio-oeste causam chuva ácida que prejudica o leste dos Estados Unidos e o noroeste do Canadá. Grande parte da chuva ácida que cai na Escandinávia vem de origens européias do oeste, do Reino Unido em particular.
As áreas que recebem a chuva ácida não são igualmente afetadas por ela. A capacidade de uma região de neutralizar os ácidos determina o tamanho do prejuízo em potencial. O solo alcalino neutraliza o ácido. Portanto, as áreas com solos altamente alcalinos são menos prejudicadas do que aquelas áreas onde o solo é neutro ou ácido.
O QUE CAUSA PARA O HOMEM?
Saúde: a chuva ácida libera metais tóxicos que estavam no solo. Esses metais podem alcançar rios e serem utilizados pelo homem causando sérios problemas de saúde. O seu vapor no ar ao ser respirado causa vários problemas respiratórios.
Prédios, casas, arquitetura: a chuva ácida ajuda a corroer os materiais usados nas construções como casas, edifícios e arquitetura, destruindo represas, turbinas hidrelétricas etc.
Meio ambiente
1. Lagos: os lagos podem ser os mais prejudicados com o efeito da chuva ácida, pois podem ficar totalmente acidificados, perdendo toda a sua vida.
2. Desmatamentos: a chuva ácida faz clareiras, matando duas ou três árvores. Imagine uma floresta com muitas árvores utilizando mutuamente, agora duas árvores são atingidas pela chuva ácida e morrem, algum tempo após muitas plantas que se utilizavam da sombra destas árvores morrem e assim vão indo até formar uma clareira. Essas reações podem destruir florestas.
3. Agricultura: a chuva ácida afeta as plantações quase do mesmo jeito que das florestas, só que é destruída mais rápido já que as plantas são do mesmo tamanho, tendo assim mais áreas atingidas.
COMO EVITAR A CHUVA ÁCIDA
Conservar energia: Hoje em dia o carvão, o petróleo e o gás natural são utilizados para suprir 75% dos gastos com energia. Nós podemos cortar estes gastos pela metade e ter um alto nível de vida. Eis algumas sugestões para economizar energia;
Transporte coletivo: diminuindo-se o número de carros a quantidade de poluentes também diminui;
Utilização do metrô: por ser elétrico polui menos do que os carros;
Utilizar fontes de energia menos poluentes: energia hidrelétrica, energia geotérmica, energia das marés, energia eólica (dos moinhos de vento), energia nuclear (embora cause preocupações para as pessoas, em relação a possíveis acidentes e para onde levar o lixo nuclear).
Purificação dos escapamentos dos veículos: utilizar gasolina sem chumbo e conversores catalíticos; Utilizar combustíveis com baixo ou nenhum teor de enxofre.
QUESTÕES:
1) O que você entende por chuva ácida?
2) Quais os malefícios que a chuva ácida poderá trazer ao ser humano? 3) O que você faria no seu dia-dia para evitar a chuva ácida?
4) ENEM - Uma região industrial lança ao ar gases como o dióxido de enxofre e óxidos de nitrogênio, causadores da chuva ácida. A figura mostra a dispersão desses gases poluentes.
Considerando o ciclo da água e a dispersão dos gases, analise as seguintes possibilidades:
I.As águas de escoamento superficial e de precipitação que atingem o manancial poderiam causar aumento de acidez da água do manancial e provocar a morte de peixes.
II.A precipitação na região rural poderia causar aumento de acidez do solo e exigir procedimentos corretivos, como a calagem.
III.A precipitação na região rural, embora ácida, não afetaria o ecossistema, pois a transpiração dos vegetais neutralizaria o excesso de ácido.
Dessas possibilidades, a) pode ocorrer apenas a I. b) pode ocorrer apenas a II.
c) podem ocorrer tanto a I quanto a II. d) podem ocorrer tanto a I quanto a III. e) podem ocorrer tanto a II quanto a III.
