quÍmica orgÂnicos (compostos que possuem o átomo carbono em sua estrutura). - exceção: hcn,...
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Prof. KEMIL
FUNÇÕESINORGÂNICAS
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QUÍMICA
ORGÂNICOS (Compostos que possuem o átomo carbono em sua estrutura).- Exceção: HCN, CN¯ CO2 , CO, H2CO3 , CO3
2- .
INORGÂNICOS (Demais compostos).
Prof. KEMIL1. Á C I D O S
Segundo Arrhenius, ácido é todo composto que ioniza em solução aquosa, produzindo H+ como único cátion
Ionizar significa formar íons, ou seja, os ácidos são compostos moleculares (seus átomos se unem por ligações covalentes).
Exemplos:
HCl(aq) → H+(aq) + Cl⁻(aq)
H2SO4(aq) → 2H+(aq) + SO4
-2(aq)
H3PO4(aq) → 3H+(aq) + PO4
-3(aq)
Prof. KEMILAtualmente, sabemos que o íon H+ não é estável. Ele se une a
uma molécula de água, originando o H3O+ (hidroxônio ou hidrônio).
Exemplo:
HCl + H2O → H+(aq) + Cl-
(aq)
H+(aq) + H2O → H3O+
Cátion hidrogênio
Cátion hidrônio
Apesar de existirem 2 tipos de demonstrar a ionização dos ácidos é comum o uso indistinto dos dois tipos de equação.
H2SO4(aq) → 2H+(aq) + SO4
-2(aq)
H2SO4(aq) + 2H2O(L) → 2H3O+(aq) + SO4
-2(aq)
H3PO4(aq) → 3H+(aq) + PO4
-3(aq)
H3PO4(aq) + 3H2O(L) → 3H3O+(aq) + PO4
-2(aq)
Prof. KEMILOs hidrogênios que aparecem na fórmula de um ácido que
podem ser liberados como H+ (H3O+) são chamados de hidrogênios ionizáveis.Como regra geral, todos os H presentes na fórmula de um ácido são ionizáveis.
H3PO2 (1H+)
H OP
H
H
O
H3PO3 (2H+)
H O P O
H
OHácidos orgânicos
CH3 CO
O
H
OBS: O hidrogênio que ioniza é sempre aquele que está ligado ao oxigênio caso o ácido seja um OXIÁCIDO.
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ÁCIDOS NO SEU DIA-A-DIA:
# Hidrácidos:HCl : Comercialmente (impuro) é chamado ácido muriático.
Usado na remoção de respingos de tinta (ou cal) numa obra...
... também é usado para corroer metais antes da aplicação de solda....
... além de estar presente no suco gástrico!
HCl
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H2S : Tem cheiro de ovo podre! HCN : É mortal, se inalado em quantidade.
HF : Uma das poucas substâncias capazes de atacar o vidro.
Prof. KEMILÁCIDOS NO SEU DIA-A-DIA:
# Oxiácidos:
Na fabricação de tintas, fertilizantes, o ácido sulfúrico é usado em tantos e diferentes processos industriais, que sua produção e consumo servem para medir o grau de desenvolvimento de um país.
H2SO4 :Presente nas baterias de automóvel...
... no refino do petróleo...... no refino da cocaína...
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HNO3 :Forte oxidante, o ácido nítrico é usado na fabricação de explosivos...
... tintas, vernizes e outros produtos.
H3PO4
O ácido fosfórico é usado como acidulante em alimentos e bebidas.
CH3COOHO ácido acético (orgânico) em solução é o conhecido vinagre.
Prof. KEMILCLASSIFICAÇÃO DOS ÁCIDOS Quanto a presença de oxigênio:
- Hidrácido: não apresenta oxigênio (Ex. HCl, HBr, etc.)
- Oxiácidos: apresentam oxigênio em sua estrutura (Ex. H2CO3, H2SO4, H3PO4, etc.)
Quanto ao número de Hidrogênios ionizáveis:
- Monoácido: apresenta 1 hidrogênio ionizável (Ex. HCl, HBr, etc.)
- Diácidos: apresentam 2 hidrogênios ionizáveis (Ex. H2S, H2SO4, H3PO3,
etc.).
- Triácidos: apresentam 3 hidrogênios ionizáveis (Ex. H3PO4, H3BO3,
etc.).
- Tetrácidos: apresentam 4 hidrogênios ionizáveis (Ex.H4P2O7).
Prof. KEMILCLASSIFICAÇÃO DOS ÁCIDOS Quanto ao grau de ionização (α) (FORÇA):
- Ácidos Fortes: 50% < α < 100% (Ex. HCl, H2SO4, HClO4).
- Ácidos Moderados: 5% < α < 50% (Ex. H3PO4).
- Ácidos Fracos: 0% < α < 5% (Ex. HClO).
α = _____________________n º de mols ionizados
n º de mols iniciaisEx. O ácido HBr possui α = 85% ele é um ácido:
a) Forteb) Moderadoc) Fraco
É um ácido forte, porque seu grau de ionização está entre 50% e 100%.
Prof. KEMILCLASSIFICAÇÃO DOS ÁCIDOS
OU
Prof. KEMILCLASSIFICAÇÃO DOS ÁCIDOS Para HIDRÁCIDOS HX:
- Ácidos Fortes: HCl, HBr e HI.
- Ácidos Moderado: HF.
- Ácidos Fracos: os demais, HCN, H2S ...
Para OXIÁCIDOS HmXOn:
n – m = 0 - Ác. Fraco: H3BO3, HCNO, ...
n – m = 1 - Ác. Moderado: H3PO4, HNO2, ...
n – m = 2 - Ác. Forte: HNO3, H2SO4, ...
n – m = 3 - Ác. Muito Forte: HIO4, HMnO4, ...
Prof. KEMILNOMENCLATURA DOS ÁCIDOS HIDRÁCIDOS:
ÁCIDO + NOME DO ELEMENTO + ÍDRICO
Ex. HCl: Ácido Clorídrico
HBr: Ácido Bromídrico
HI: Ácido Iodídrico
H2S: Ácido Sulfídrico
HF: Ácido Fluorídrico
Prof. KEMILNOMENCLATURA DOS ÁCIDOS OXIÁCIDOS:
NOX ÁCIDO PREFIXO INFIXO SUFIXO
+1 ; +2 Ácido Hipo Nome Elemento oso
+3 ; +4 Ácido - Nome Elemento oso
+5 ; +6 Ácido - Nome Elemento ico
+7 Ácido Per Nome Elemento ico
NOX, é a carga parcial do elemento que indica a quantidade de elétrons perdidos ou recebidos
Prof. KEMIL# Cálculo do Número de Oxidação (NOX):- NOX > 0, ou seja (+) = perda de e¯.- NOX < 0, ou seja (-) = ganho de e¯.
- Elementos (Est. Fundamental) Nox=0;- Nox H = +1;- Nox O = -2;
Grupo 1A (1) 2A (2) 3A (13) 4A (14) 5ª (15) 6A (16) 7A (17)
Nóx Máximo(perda de e-) +1 +2 +3 +4 +5 +6 + 7
Nóx Mínimo(ganho de e-) x x x - 4 - 3 - 2 - 1
# Eletronegatividade: capacidade de um elemento “roubar” e¯ de outro elemento
CRESCENTE
F > O > N > Cl > Br > I > S > C > P > H
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H2 S O4
+1 X -2
+2 X -8
# Somatória dos Nox = 0 (Σnox = 0)
+2 + X + (-8) = 0+2 + X – 8 = 0X = +8 – 2X = +6 Ácido Sulfúrico
OBS: para os ácidos do elemento Enxofre (S) usa-se o nome em latim (SULFUR).
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# Somatória dos Nox = 0 (Σnox = 0)
H Cl O2
+1 X -2
+1 X -4 +1 + X + (-4) = 0+1 + X – 4 = 0X = +4 – 1X = +3
Ácido Cloroso
H Cl O4
+1 X -2
+1 X -8 +1 + X + (-8) = 0+1 + X – 8 = 0X = +8 – 1X = +7
Ácido Hiperclórico
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# Somatória dos Nox = 0 (Σnox = 0)
H Br O+1 X -2
+1 X -2 +1 + X + (-2) = 0+1 + X – 2 = 0X = +2 – 1X = +1
Ácido Hipobromoso
H3 P O4
+1 X -2
+3 X -8 +3 + X + (-8) = 0+3 + X – 8 = 0X = +8 – 3X = +5
Ácido Fosfórico (HPO3 e H4P2O7)
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# CASOS PARTICULARES: H3PO4 ; HPO3 e H4P2O7 - diferem no grau de hidratação:
H3PO4, recebe o prefixo ORTO (opcional).
HPO3, recebe o prefixo META. Ácido Metafosfórico
H4P2O7, recebe o prefixo PIRO. Ácido Pirofosfórico
Ácido Fosfórico ou
Ácido Ortofosfórico
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# CASOS PARTICULARES:
PREFIXO “TIO”:
Usado quando um átomo de enxofre substitui a um átomo de oxigênio na fórmula de um ácido.
H2SO4
ác. sulfúrico
- O
+ SH2S2O3
ác. tiossulfúrico
HCNOác. ciânico
- O
+ SHCNS
ác. tiociânico
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# Nomenclatura de ânions
Como os ânions derivam dos ácidos, sua nomenclatura é baseada numa simples troca de terminações:
Terminação do ácido Terminação do ânionÍDRICO ETO
OSO ITOICO ATO
# I.P.C.: A troca é apenas na terminação, não importam os prefixos!
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# Nomenclatura de ânions
ÁCIDO
Ác. Clorídrico (HCl)
Ác. Fluorídrico (HF)
Ác. Cloroso (HClO2)
Ác. Nitroso (HNO2)
Ác. Sulfúrico (H2SO4)
Ác. Carbônico (H2CO3)
ÂNION
Cloreto (Cl¯)
Fluoreto (F¯)
Clorito (ClO2¯)
Nitrito (NO2¯)
Sulfato (SO42¯)
Carbonato (CO32¯)
Prof. KEMIL2. B A S E S ou H I D R Ó X I D O S:
Segundo Arrhenius, base é todo composto que sofre dissociação iônica, em solução aquosa, produzindo OH¯ como único ânion.
NaOH(aq) - Na+(aq) + OH-(aq)
Ca(OH)2(aq) - Ca+2(aq) + 2 OH-(aq)
Al(OH)3(aq) - Al +3(aq) + 3 OH-(aq)
Dissociar é sinônimo de separar. Os compostos iônicos dissociam, enquanto os moleculares ionizam.
Note que o número de grupos OH- é igual
à carga do cátion.
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As bases se caracterizam por possuir sabor adstringente (“travoso”) e apresenta cor vermelha em presença de fenolftaleína (indicador ácido-base).
Bases no seu dia-a-dia:
O NaOH (Hidróxido de sódio) comercialmente (impuro) é conhecido por soda cáustica. Usado na fabricação de sabões, é altamente corrosivo.
O NH4OH obtido pela dissolução da amônia (NH3) em água, o chamado amoníaco é usado em alguns produtos de limpeza.
O Ca(OH)2 conhecido por cal extinta ou apagada, o hidróxido de cálcio é comumente usado na construção civil (preparação de argamassa).
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Usado como antiácido estomacal e laxante suave, o Mg(OH)2 é conhecido por “leite de magnésia”, quando em suspensão aquosa.
O hidróxido de alumínio, Al(OH)3, também é usado como antiácido estomacal.
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Quanto ao número de Hidroxilas:
- Monobases: possuem 1 OH¯: NaOH, KOH, “NH4OH”...
- Dibases: possuem 2 OH¯: Ca(OH)2 , Ba(OH)2 , Mg(OH)2 ...
- Tribases: possuem 3 OH¯: Al(OH)3 , Fe(OH)3 , Ni(OH)3 ...
- Tetrabases: possuem 4 OH¯: : Pb(OH)4 , Sn(OH)4 , Pt(OH)4 ...
CLASSIFICAÇÃO DAS BASES:
Prof. KEMILCLASSIFICAÇÃO DAS BASES: Quanto ao grau de dissociação iônica (-):
- Bases Fortes (->50%): metais alcalinos “1A" e alcalinos terrosos “2A"- Ex: NaOH, KOH, Ca(OH)2 , Ba(OH)2 ...
EXCESSÃO: Be(OH)2 e Mg(OH)2 são bases fracas, pois são praticamente insolúveis.
- Bases Fracas (-<5%): Ttodas as demais incluindo Be(OH)2 e Mg(OH)
2 .Ex: Al(OH)3 , Zn(OH) 2 , Mg(OH) 2 , Fe(OH)3 , “NH4OH” ...
Prof. KEMILCLASSIFICAÇÃO DAS BASES: Quanto a solubilidade em água:
- Solúveis: metais alcalinos “1A" e “hidróxido de amônio”- Ex: KOH, CsOH, “NH4OH” ...
- Pouco Solúveis: metais alcalinos terrosos “2A“.
EXCESSÃO: Be(OH)2 e Mg(OH)2 , pois são praticamente insolúveis.
- Insolúveis: todas as demais.
Prof. KEMILCLASSIFICAÇÃO DAS BASES: Quanto a volatilidade:
- Volátil: NH4OH (gás amoníaco).
- Fixas: todas as demais.
FÓRMULA GERAL DAS BASES:
M1+Y (OH)Y
-1
Prof. KEMILNOMENCLATURA DAS BASES: Quando o elemento forma uma base:
HIDRÓXIDO + DE + NOME DO CÁTION
-NaOH: Hidróxido de sódio.-NH4OH: Hidróxido de amônio.-Ca(OH)2: Hidróxido de cálcio.
Quando o elemento forma duas bases:
HIDRÓXIDO + NOME DO CÁTION
- Fe(OH)2: Hidróxido ferroso ou hidróxido de ferro II- Fe(OH)3: Hidróxido férrico ou hidróxido de ferro III
- CuOH: Hidróxido cuproso ou hidróxido de cobre I- Cu(OH)2: hidróxido cúprico ou hidróxido de cobre II
ICO – Nox. Maior
OSO – Nox. Menor
Prof. KEMILPROPRIEDADES DOS ÁCIDOS E BASES:
PROPRIEDADE ÁCIDO BASE
Substância CovalenteIônica
Exc. NH4OH
Estado FísicoSolidos,
Liquidos e gasosos
Sólidos
P.F. e P.E. Variáveis AltosSabor Azedo Adstringente
Condutividade elétrica
Bons condutores em
Solução Aquosa
Bons condutores em
Solução Aquosa ou Fundidos
Indicadores
Fenolftaleína Incolor VermelhoTORNASSOL Vermelho AzulAlaranjado de
metila Vermelho Amarelo
Prof. KEMIL3. S A I S
Por definição, sal é todo composto que se forma, juntamente com a água, na reação entre um ácido e uma base.
Para compreender essa definição, é necessário estudar a REAÇÃO DE NEUTRALIZAÇÃO:
Sal é todo composto que em água dissocia liberando um cátion ≠ de H+ e um ânion ≠ de OH-
ÁCIDOS + BASE → SAL + ÁGUAExemplos:
HCl + NaOH → NaCl + H2O
HOH
SAL
Ác. ClorídricoHidróxidode Sódio
Cloretode Sódio
Água
Prof. KEMILVocê notou que o cátion (Na+) é proveniente da base (NaOH),
enquanto o ânion (Cl-) vem do ácido (HCl).
Reparou, também, que cada molécula de água é formada pela união de um grupo OH- da base com um H+ do ácido?
Veja outro exemplo:
Ca(OH)2 + H2SO3 → CaSO3 + H2O
OH + HOH + H
Ca SO3
Prof. KEMILExemplo 2:
Al(OH)3 + H3PO4 → AlPO4 + 3H2O
OH + HOH + HOH + H
Al PO4
Exemplo 3:
NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O2OH + HOH + H
Na SO4
Prof. KEMILCLASSIFICAÇÃO DOS SAIS Quanto à Presença de Oxigênio:
- Oxissais : CaSO4 , CaCO3 , KNO3
- Halóides: NaCl , CaCl2 , KCl
Quanto ao Número de Elementos:
- Binários: NaCl , KBr , CaCl2
- Ternários: CaSO4 , Al2(SO4)3
- Quaternários: NaCNO , Na4Fe(CN)6
Prof. KEMILCLASSIFICAÇÃO DOS SAIS Quanto à Presença de Água:
-Hidratados: CuSO4.5 H2O; CaSO4.2 H2O
-Anidro: KCl; NaCl; CaSO4
Quanto à Natureza:
-Neutros ou normais: NaBr; CaCO3
-Ácidos ou Hidrogenossais: NaHCO3; CaHPO4
-Básicos ou Hidroxissais: Ca(OH)Br
- Duplos ou mistos: NaKSO4; CaClBr
Prof. KEMILObedece à seguinte regra:
(nome do ânion) de (nome do cátion)
Sufixo do ácido Sufixo do ânion
ídrico eto
ico ato
oso ito
Exemplos:
NaCl : Cloreto de Sódio (HCl: Ácido Clorídrico)
AlPO4: Fosfato de Alumínio (H3PO4: Ácido Fosfórico)
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Exemplos:
CaSO3 : Sulfito de Cálcio (H2SO3: Ácido Sulforoso)
CaCO3: Carbonato de Cálcio (H2CO3: Ácido Carbônico)
KBr: Brometo de Potássio (HBr: Ácido Bromídrico)
Prof. KEMILHá muitos sais importantes:
NaCl: Sem dúvida o mais conhecido de todos, o cloreto de sódio, usado na alimentação...
... é obtido a partir da água do mar e minas de sal gema.
NaClO :Com propriedades germicidas, o hipoclorito de sódio é usado no tratamento da água de piscinas, bem como da água para beber. Está presente na “água de lavadeira”.
Popularmente, é
chamado de
“cloro”.
Prof. KEMILNa2SO3 : Alvejante, o sulfito de sódio é utilizado no
processo de branqueamento de um tipo de papel, chamado “sulfite”.
NaNO3 : Juntamente com carvão e enxofre, o salitre do Chile forma a pólvora negra...
... além de ser usado como conservante de alimentos como salsichas, mortadelas, salames, etc.
NaHCO3 : Usado como antiácido estomacal (“sal de fruta”), o bicarbonato de sódio também está presente em alguns tipos de extintores de incêndio.
CaCO3 : Principal constituinte do mármore...
... e do calcáreo, o carbonato de cálcio pode ser encontrado até nos cremes dentais!
Prof. KEMIL
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CaSO4 : O sulfato de cálcio é encontrado no giz escolar...
... e é o principal constituinte do gesso.
MgSO4 : Conhecido como “sal amargo”, o sulfato de magnésio é um poderoso laxante!
O sulfato de bário é usado como “contraste” em radiografias do aparelho digestivo.
BaSO4 :
Prof. KEMIL4. Ó X I D O S:
É o conjunto de compostos binários onde o oxigênio é o elemento mais eletronegativo.
Ex.: Na2O; H2O; Al2O3; SO3; CaO
EXCESSÃO: compostos OF2 ou O2F2 que não são óxidos, pois o flúor é mais eletronegativo que o oxigênio, esses compostos são chamados fluoretos de oxigênio.
CRESCENTE
F > O > N > Cl > Br > I > S > C > P > H
Prof. KEMILÓxidos no seu dia-a-dia:
O CO resultante da combustão incompleta de combustíveis fósseis...
... o monóxido de carbono é um perigoso poluente...
... causando a morte por asfixia, se inalado em quantidade!
O CO2 necessário em pequenas concentrações, o gás
carbônico é o principal responsável pelo “efeito estufa”...
... pela acidez natural da água da chuva...
...e é chamado de “gelo seco”, quando sólido.
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SO2 e SO3 Na gasolina e, principalmente, no óleo Diesel existem compostos de enxofre...
... que produzem dióxido e trióxido de enxofre ao serem queimados!
A alta concentração desses poluentes no ar... ... é a grande responsável
pelas “chuvas ácidas”.
SO3 + H2O - H2SO4
SO2 + H2O - H2SO3
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O N2O é conhecido como gás hilariante...
Juntamente com outros óxidos de nitrogênio, também é responsável por chuvas ácidas.
N2
O2
N2O4N2O3 N2O5
HNO3
HNO2
descarga elétrica
... o monóxido de dinitrogênio foi uma das primeiras substâncias anestésicas descobertas.
NO2
Prof. KEMILFÓRMULA GERAL DOS ÓXIDOS:
E2+x O-2
x
CLASSIFICAÇÃO DOS ÓXIDOS Óxidos Básicos:
São óxidos iônicos em que o oxigênio está ligado a um metal com número de oxidação (+1, +2 ou +3). Os óxidos que possuem caráter mais básicos são os de metais alcalinos e alcalino-terrosos. Reagem com água, formando uma base, e reagem com ácidos, formando sal e água.
K2O + H2O 2KOH K2O + 2HCl 2KCl + H2O
Prof. KEMILCLASSIFICAÇÃO DOS ÓXIDOS Óxidos Ácidos ou Anidridos:
São óxidos moleculares em que o oxigênio está ligado a um ametal ou metal com número de oxidação (+4,+5,+6,+7). Reagem com água, formando ácido, e reagem com base, formado sal e água.
SO3 + H2O H2SO4 SO3 + 2NaOH Na2SO4 + H2O
Óxidos Anfóteros:São óxidos que apresentam caráter ácido e básico, em geral
são formados por metais de transição.
SnO; SnO2; ZnO; Al2O3
Prof. KEMILCLASSIFICAÇÃO DOS ÓXIDOS Óxidos Neutros ou Indiferentes:
São óxidos sem caráter ácido ou básico, sendo os principais:CO; NO; N2O
Óxidos Duplos ou Mistos:São óxidos formados por dois outros óxidos, do mesmo
elemento químico.Fe2O3 + FeO - Fe3O4 2PbO + PbO2 - Pb3O4
Peróxidos:São óxidos onde o oxigênio possui Nox = – 1:
Na2O2; BaO2; H2O2
Superóxidos:São óxidos onde o oxigênio possui Nox = -½.
NaO2; KO2; BaO4
NOMENCLATURA DOS ÓXIDOS: Óxidos Ametálicos:
PREFIXO + ÓXIDO + DE + PREFIXO + NOME DO ELEMENTO
Ex: P2O5 - Pentóxido de difosfóro
Prefixos: mono, di, tri, tetr, pent, hex, hept, oct
# A I.U.P.A.C. (International Union of Pure and Applied
Chemistry) recomenda a nomenclatura de prefixos #
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Prof. KEMILNOMENCLATURA DOS ÓXIDOS: Óxidos com metal de nox fixo:
ÓXIDO + DE + NOME DO METAL
Ex: K2O - Óxido de potássio Nox
Fixo Metal
+1 Alcalinos e Ag+2 Alcalinos Terrosos, Zn e Cd+3 Al
IUPAC: K2O - Óxido de dipotássio
Prof. KEMILNOMENCLATURA DOS ÓXIDOS: Óxidos com metal de nox variável:
ÓXIDO + DE + NOME DO METAL + NOX em algarismo romano
Ex: MnO - Óxido de manganês II
Mn2O3 - Óxido de manganês III
IUPAC: MnO - Óxido de manganês.
Mn2O3 - Trióxido de dimanganês.
Prof. KEMIL5. H I D R E T O S:
São compostos binários hidrogenados. Daremos destaque apenas aos hidretos metálicos.
ExHx
NOMENCLATURA DOS HIDRETOS:
Ex: NaH - hidreto de sódio LiH - Hidreto de lítio
CaH2 - Hidreto de cálcio PH3 - Hidreto de fósforo ouFosfina
Prof. KEMILCLASSIFICAÇÃO DOS HIDRETOS: Hidretos Iônicos:
São iônicos os hidretos de metais alcalinos e alcalinos terrosos.
Ex: KH - Hidreto de potássioMgH2 - Hidreto de Magnésio
Hidretos Moleculares:São hidretos de ametais e portanto, moleculares e ionizam
em presença de água.
Ex: CH4 - metanoNH3 - amôniaPH3 - FosfinaH2S - gás sulfídrico