Para facilitar o estudo da Química, as substâncias são divididas em grupos, chamados de funções químicas!!!! - PDF
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Raquel Costa Belmonte
1 Para facilitar o estudo da Química, as substâncias são divididas em grupos, chamados de funções químicas!!!! As principais funções inorgânicas são: ácidos, bases, sais e óxidos.
3 Ácidos Uma características comuns aos ácidos é o seu sabor azedo. A primeira definição de ácido foi dada no século XIX por Svant August Arrhenius ( ): Ácido é toda substância que, em solução aquosa, sofre ionização, liberando como único cátion o H +. xx H Cl Cl - xx H + + xx xx HCl H + + Cl - Podemos representar o ácido por : H x a ou H x ânion, onde x é um número maior ou igual a 1. H x a xh + + a x- X X Total de carga positiva +x Total de carga negativa -x
4 Classificação dos ácidos Dependendo de sua fórmula, do número de H+ liberados por moléculas ionizada, os ácidos podem ser classificados em: monoácido Diácido Triácido tetrácido N o de H + 1 H + 2 H + 3 H + 4 H + Veja alguns exemplos: Ácido sulfúrico H 2 SO 4 2 H + + SO 4 2- Diácido Ácido fosfórico H 3 PO 4 3 H + + PO 4 3- Triácido
5 Nomenclatura de ácidos Hidrácidos (HX): Ácidos que não contém oxigênio na sua composição. Seus nomes são dados da seguinte maneira: Ácido nome do elemento -ídrico Famílias 4 A 5A 6A 7A Hidrácidos H 2 E HE HF Ácido fluorídrico HBr Ácido bromídrico H 2 S Ácido sulfídrico HCl Ácido clorídrico HI Ácido iodídrico HCN Ácido cianídrico
6 Nomenclatura de oxiácidos Oxiácidos: Ácidos que contém oxigênio na sua composição. A nomenclatura é feita a partir do nome e da fórmula dos ácidospadrão de cada família. 7A(Cl, Br, I) 6A(S, Se) 5A (N, P, As) 4A( C) HClO 3 ácido clórico H 2 SO 4 ácido sulfúrico HNO 3 H 3 PO 4 ácido ácido Nítrico fosfórico H 2 CO 3 ácido carbônico A partir dessa fórmulas e de acordo com a variação de átomos de oxigênio, determinam-se a nomenclatura de outros ácidos. Ácidopadrão Ácido per -ico +1 átomo Ácido Nome do -ico Ácido elemento -oso -1 átomo Ácido hipo -oso -1 átomo
7 Nomenclatura de ácidos Desse modo teremos.
8 Nomenclatura de ácidos Alguns ácidos de um mesmo elemento têm os prefixos de seus nomes atribuídos em função de seu grau de hidratação. Orto (padrão) 2 moléculas do orto menos uma molécula de H 2 O 1moléculas do orto menos uma molécula de H 2 O piro meta H 3 PO 4 Ácido fosforico 2 H 3 PO 4 1 H 2 O H 4 P 2 O 7 Ácido pirofosforico 1 H 3 PO 4 1 H 2 O HPO 3 Ácido metafosforico
9 Grau de ionização Grau de ionização de um Ácidos (α) é a relação entre o número de moléculas ionizadas e o número total de moléculas dissolvidas. α= n o de moléculas ionizadas n o de moléculas dissolvidas
10 Força de ácidos Quanto maior o grau de dissociação mais forte o ácido. O grau de ionização pode ser feito pelas medidas de condutibilidade elétrica. Fortes α 50% Moderados 5%< α,50% Fracos α <5% Fortes Moderados Fracos HCl, HBr, HI HF H 2 S, HCN A força de oxiácidos pode ser determinada pela diferença entre o número de H e O*. *exceção do H 2 CO 3 CO 2 + H 2 O, e é um ácido fraco.
11 Principais ácidos e suas aplicações Ácido clorídrico HCl O ácido clorídrico consiste no gás de cloreto de hidrogênio dissolvido em água. Ácido produzido no estômago. Tem o nome comercial de ácido muriático. Usado na limpeza de pisos e para preparar superfícies metálicas.
12 Ácido carbônico H 2 CO 3 Forma-se pela reação: CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 O gás carbônico é usado na produção de refrigerantes e água gaseificada. Ácido fosfórico H 3 PO 4 É usado na indústria de vidro, na tinturaria, nas É usado na indústria de vidro, na tinturaria, nas indústrias de alimentos e na fabricação dos fosfatos e superfosfatos usados como adubos (fertilizantes)
13 Ácido sulfúrico H 2 SO 4 O ácido sulfúrico é um dos mais importantes produtos da indústrias química. Tem os seguintes usos:
14 Ácido nítrico H 2 NO 3 Depois do ácido sulfúrico, o ácido nítrico é o ácido mais fabricado e consumido na indústria. Altamente corrosivo, causando manchas amareladas na pele. Usado na fabricação de explosivos.
15 Bases ou Hidróxidos Uma características comuns aos ácidos é o seu sabor adstringente. A primeira definição de base foi dada Arrhenius: Base é toda substância que, em solução aquosa, libera como único tipo de ânion o OH -, chamado de hidroxila ou hidróxido. As bases são formadas por um cátion ( c ), geralmente por um metal, e pelo ânion hidroxila. C(OH) x c x+ + x OH - Total de carga positiva +x Total de carga negativa -x A carga positiva do cátion é numericamente igual ao número de ânions OH - liberados.
16 Classificação dos bases Em função do número de hidroxilas(oh - ) liberadas por fórmula, as bases podem ser classificadas em: monobase Dibase Tribase tetrabase N o de OH - 1 OH - 2 OH - 3 OH - 4 OH - Veja alguns exemplos: Hidróxido de sódio NaOH Na + + OH - Hidróxido de cálcio Ca(OH) 2 Ca OH - Hidróxido de alumínio Al(OH) 3 Al OH - Monobase Dibase Tribase
17 Nomenclatura de bases Para darmos os nomes as bases seguimos as seguintes regras: Hidróxido de (nome do metal) Veja alguns exemplos: NaOH Na + + OH - Hidróxido de sódio Ca(OH) 2 Ca OH - Al (OH) 3 Al OH - Hidróxido de cálcio Hidróxido de alumínio
18 Principais bases e suas aplicações Hidróxido de sódio - NaOH Conhecido por soda caústica Usado na produção de sabão Usado em alvejantes, na fabricação de papel, indústria petroquímica, etc.
19 Hidróxido de cálcio Ca(OH) 2 Obtido por meio da hidratação do óxido de cálcio (cal viva). Usado na preparação da argamassa e na pinturas a cal È conhecido como água de cal, cal apagada, cal extinta ou leite de cal Hidróxido de magnésio Mg(OH) 2 Usado como antiácido.
20 Hidróxido de amônio NH 4 OH Obtido quando borbulhamos o gás amônia (NH 3 ) em água. Comercializado como amoníaco. A amônia é um gás, básico quando dissolvido em água, tem odor que irrita as narinas e é muito solúvel em água. A partir da amônia são fabricadas várias outras substâncias como:
21 Identificação de ácidos e bases Antigamente, reconhecia uma base ou um ácido pelo sabor característico em uma solução Hoje, o método mais usado é o uso de um indicador Indicadores são substâncias que mudam de cor na presença de ácido ou bases. Veja alguns exemplos:
22 Medindo a força de um ácido ou de uma base Para determinar quão forte é um ácido ou uma base, usamos uma escala numérica chamada de ph. A maneira mais precisa de ser determinar o ph de uma solução é por meio da utilização um aparelho elétrico denominado phmetro.
23 Defeitos da teoria de Arrhenius A visão de Arrhenius de ácidos e bases fortes e fracos é muito útil.contudo ela tem 3 defeitos graves: 1. Limitada a soluções aquosas 2. Ignora substâncias e outras espécies dissolvidas além dos íons OH - e íons H Finalmente, muitas substâncias que não são compostos contendo hidrogênio e hidróxido aumentam a concentração de H + e OH - quando adicionadas a água. Isso sugere a necessidade de definições mais abrangentes: Definição pelo sistema do solvente Definição de Brosted-Lowry Definição de Lewis
24 Definição de Bronsted-Lowry Um ácido é uma espécie que possui tendência de perder ou doar um próton (H + ), e uma base é uma espécie que tem tendência de aceitar ou adicionar próton. HCl (aq) + H 2 O H 3 O + (aq) + Cl - (aq) ácido base ácido base HCl difere de Cl- somente por H +, eles são denominados um par de ácidobase conjugado. Analogamente, H + 3 O e H 2 O são um par de ácido-base conjugado. Identifique a seguir os pares ácido e bases segundo a teoria de Bronsted-Lowry: a) HClO 4 + H 2 O H 3 O + + ClO 4 - ácido 1 base2 ácido 2 base1 a) H 2 SO 4 + H 2 O H 3 O + + HSO 4 - ácido 1 base2 ácido 2 base1
25 Definição de Lewis Um ácido é um receptor de pares de elétrons e base é um doador de pares de elétrons. A + :B A:B A = Ácido de Lewis :B = Base de Lewis A:B = Complexo ácido-base Exemplo: H + H H + + : N: H H : N:H : : H : : H ácido base
26 Reação de Neutralização Reação entre um ácido e uma base resultará em sal e água HA = Ácido de Arrhenius BOH = Base de Arrhenius BA = Sal HA + BOH BA + H 2 O Exemplo: HCl + NaOH NaCl + H 2 O Ácido clorídrico Hidróxido de sódio Cloreto de sódio
27 Sais Sal é toda substância que, em solução aquosa, sofre dissociação, liberando pelo menos um cátion diferente de H+ e um ânion diferente de OH ou O2.
28 Sais Sal é toda substância que, em solução aquosa, sofre dissociação, liberando pelo menos um cátion diferente de H+ e um ânion diferente de OH ou O2. Cloreto de sódio (NaCl)
29 Nomenclatura de Sais A nomenclatura dos sais é obtida a partir da nomenclatura do ácido que originou o ânion participante do sal, pela mudança de sufixos, Assim temos:
31 Principais Sais e suas aplicações Cloreto de sódio- NaCl Principal componente do sal de cozinha No sal de cozinha além do NaCl temos outros sais como iodatos ou iodetos de sódio ou potássio (NaI, NaIO 3,KI, KIO 3 ) Componente do soro fisiológico (0,92%NaCl)
32 Fluoreto de sódio - NaF Usado como anticárie. Nitrato de sódio NaNO 3 Conhecido como salitre do Chile, utilizado na fabricação de fertilizantes. Usado como conservantes em embutidos de carnes. O nitrato de potássio é usado na fabricação da polvora:
33 Carbonato de sódio- Na 2 CO 3 Conhecido como barrilha Usado no tratamento de água, fabricação de sabões, corantes, papeis e vidro Bicarbonato de sódio NaHCO 3 Conhecido como carbonato ácido de sódio ou hidrogeno carbonato de sódio Usado como antiácido estomacal Principal componente do fermento em pó Componente do extintor em pó.
34 Carbonato de cálcio- CaCO 3 Constituinte do calcário e mármore. Sua decomposição térmica produz a cal viva (CaO) Sulfato de cálcio CaSO 4 Pode ser encontrado na forma de sal anidro (CaSO 4 ) ou de sal hidratado (CaSO 4.2H 2 O). 4 2 Componente do extintor em pó.
35 Fosfato de cálcio -Ca 3 (PO 4 ) 2 Matéria-prima utilizada para produção do fósforo. Principal componentes dos ossos. Hipoclorito de sódio NaClO Usado como alvejante (branqueador) e anti-séptico. Usado em produtos de limpeza e no tratamento da água.
36 Óxidos São os compostos de oxigênio!!! Esse estão presentes no nosso dia-adia, podemos citar como exemplos o gás carbônico (CO2), o monóxido de dinitrogênio (N 2 O) usado como anestésico em odontologia e nos NOS (Nitrous Oxide System )
37 Óxidos de ametais Esses óxidos geralmente são formados por meio de ligação covalente e seus nomes são dados de acordo com a seguinte regra. Exemplos: CO 2 : dióxido de carbono SO 3 : Trióxido de enxofre Esse tipo de óxido, na maioria das vezes, se comporta em reações como ácidos. Por esse motivo são classificados como óxidos ácidos.
38 Óxidos formados por metais São geralmente formados por meio de ligações iônicas e neles o oxigênio apresenta carga -2. Seus nomes são daods da seguinte maneira:
39 Esse tipo de óxido, na maioria das vezes, se comporta em reações como bases. Por esse motivo são classificados como óxidos básicos. Suas reações características são:
40 Propriedades e aplicações de alguns óxidos Óxido de cálcio (CaO) Não existe na natureza e sua decomposição é feita pela decomposição térmica do carbonato de cálcio (CaCO 3 ), encontrado como constituinte do mármore e do calcário. CaCO 3 CaO + CO 2 Na preparação da cal da argamssa, a cal viva ou virgem (CaO) é misturada à água, ocorrendo uma reação que libera grande quantidade de calor: CaO + H 2 O Ca(OH) 2 + calor É usada na agricultura para diminuir a acidez do solo, esse processo é chamado de calagem. Além disso, é também utilizado para neutralizar o ácido sulfúrico derramado em acidentes rodoviários ou por vazamento de indústrias.