FUNÇÃO DA QUÍMICA INORGÂNICA
Algumas substâncias químicas com propriedades semelhantes foram agrupadas em
funções químicas. Função Química – conjunto de compostos com propriedades químicas semelhantes.
As substâncias inorgânicas se dividem em quatro grandes grupos que são conhecidos como as funções da química inorgânica. São elas: ácidos, bases, óxidos e sais.
ÁCIDOS
Ácido é toda substância que em água produz o cátion H+. Quando um ácido entra em contato com a água, ele se ioniza e libera H+.
As principais características dos ácidos são:
- sabor azedo (em geral tóxicos e corrosivos);
- conduzem eletricidade em solução aquosa (em água);
- mudam a cor de certas substâncias (indicadores ácido-base, que são substâncias orgânicas);
- reagem com base formando sal e água.
Utilidade
- Ácido sulfúrico (H2SO4) – produto químico mais utilizado na indústria, por isso o consumo de ácido sulfúrico mede o desenvolvimento industrial de um país. É corrosivo e muito solúvel em água. É usado em baterias de automóveis, na produção de fertilizantes, compostos orgânicos, na limpeza de metais e ligas metálicas (aço).
- Ácido clorídrico (HCl) – é um dos componentes do suco gástrico do nosso estômago. O HCl puro é um gás muito corrosivo e tóxico. O HCl em solução aquosa é sufocante e corrosivo. É usado na limpeza de pisos e paredes de pedra ou azulejo. O ácido muriático é o ácido clorídrico impuro.
- Ácido fluorídrico (HF) – é utilizado para a produção de alumínio, corrosão de vidros (em automóveis), decoração em objetos de vidro. É altamente corrosivo para a pele.
- Ácido nítrico (HNO3) – ácido tóxico e corrosivo. Utilizado na produção de fertilizantes e de compostos orgânicos.
Classificação
A) PRESENÇA DE OXIGÊNIO
- ácidos sem oxigênio – hidrácidos
Exemplos: HCl, HBr
- ácidos com oxigênios – oxiácidos
Exemplos: H2SO4, HNO3
B) NÚMERO DE H+ IONIZÁVEIS
- monoácido – produz 1 H+
Exemplos: HCl, HNO3
- diácido – produz 2 H+
Exemplos: H2SO4,H2CO3
- triácido – produz 3 H+
Exemplos: H3PO4, H3BO3
- tetrácidos – 4H+
Exemplos: H4SiO4
C) FORÇA ÁCIDA (GRAU DE IONIZAÇÃO):
- Hidrácidos:
Fortes: HCl, HBr
Moderado: HF
Fraco: os demais hidrácidos
- Oxiácidos:
Sendo a fórmula genérica: HaEOb, onde:
H = hidrogênio
E = elemento químico
O = oxigênio
a = número de H
b = número de O
Se b-a:
3 ou 2 = ácido forte
1 = ácido moderado
0 = ácido fraco
Exemplos:
HNO3 → 3-1=2 → ácido forte
H3PO4 → 4-3=1 → ácido moderado
H3BO3 → 3-3=0 → ácido fraco
Nomenclatura
BASES
Base é toda substância que em água produz o ânion OH- (hidroxila). Quando
uma base entra em contato com água, ela se dissocia e libera OH-.As principais características das bases são:
- sabor adstringente (sabor igual ao da banana verde que parece que “prende” a língua);
- conduzem eletricidade em solução aquosa (em água);
- mudam a cor de certas substâncias, os chamados indicadores ácido-base;
-reagem com ácidos formando sal e água.
Utilidade
- Hidróxido de sódio (NaOH) – conhecida também como soda cáustica. É tóxico e corrosivo. Usado para desentupir pias. É muito usado na indústria química para preparar sabão e outros compostos orgânicos.
- Hidróxido de Magnésio (Mg(OH)2) – usado como antiácido estomacal. É também chamado de leite de magnésia.
- Hidróxido de cálcio – (Ca(OH)2) – chamado de cal hidratada, cal apagada ou cal extinta. Usada na construção civil para preparar argamassa e usado em pinturas. O hidróxido de cálcio em água é chamado de leite de cal ou água de cal.
- Hidróxido de amônio (NH4OH) em solução aquosa é conhecido como amoníaco ou amônia. Usado em limpeza doméstica, saponificações de gorduras e óleos. É tóxico e irritante aos olhos.
Classificação
A) Número de OH- dissociadas:
- Monobase – possui uma OH-
Exemplo: NaOH, NH4OH
- Dibase- possui dois OH-
Exemplos: Mg(OH)2, Fe(OH)2
- Tribase – possui três OH-
Exemplos: Al(OH)3, Fe(OH)3
- Tetrabase – possui quatro OH-
Exemplos: Pb(OH)4, Sn(OH)4
B) Força Básica/Grau de Dissociação:
- Base Forte – tem grau de dissociação de quase 100%. São as bases dos metais alcalinos e alcalinos terrosos.
Exemplos: NaOH, KOH, Ca(OH)2
Exceção: Mg(OH)2 que é uma base fraca.
- Base Fraca – tem grau de dissociação inferior a 5%. São as demais bases, incluindo o Mg(OH)2 e NH4OH.
C) Solubilidade em Água:
- Solúveis: bases dos metais alcalinos e o NH4OH.
Exemplos: KOH, NaOH, LiOH, NH4OH.
- Pouco solúveis: bases dos metais alcalinos terrosos.
Exemplos: Ba(OH)2, Ca(OH)2, Mg(OH)2.
- Insolúveis: demais bases.
Exemplos: Fe(OH)2, Al(OH)3, Sn(OH)2
ÓXIDOS
|
Óxido é
toda substância formada por oxigênio e mais outro elemento. Formam compostos
binários, ou seja, só possuem dois elementos na sua fórmula química.
|
Exemplos:
Na2O, MgO, Al2O3, FeO.
Identificam-se
os óxidos como composto binário sendo o oxigênio o elemento mais eletronegativo
e do lado direito da fórmula. Portanto, não existe um óxido com flúor.
Utilidade
- Óxido
de cálcio (CaO) – sólido branco usado na construção civil para fabricar
cimento, tijolo, cerâmicas. Age como fungicida e bactericida. Na agricultura,
para corrigir a acidez do solo.. pode ser chamado de cal viva ou cal virgem.
- Dióxido
de carbono (CO2) – é o gás carbônico obtido como subproduto de
várias reações industriais. Usado em refrigerantes e quando sólido é conhecido
como gelo-seco. Participa da fotossíntese das plantas.
- Óxido
de hidrogênio (H2O) – é a água. Óxido mais importante do planeta.
Toda a forma de vida na Terra está associada a este óxido.
- Óxido
de zinco (ZnO) – é um pó branco (alvaiade) usado em pinturas do rosto de
palhaços. Usado também como protetor solar.
-
Peróxido de Hidrogênio (H2O2) – chamada de água
oxigenada, é um peróxido que se decompõe rapidamente. É usado como bactericida
e para branqueamento de cabelos, fibras e papel.
Classificação: A) Óxidos Básicos: reagem com água para formar bases ou reagem com ácidos formando sal e água.
Exemplos:
Na2O + H2O → 2NaOH
2Na2O + 2HCl → 2NaCl + H2O
São sólidos iônicos. Metais alcalinos e alcalinos terrosos reagem com a água.
B) Óxidos Ácidos: reagem com água para formar ácido ou reagem com base formando sal e água.
Exemplos:
SO3 + H2O → H2SO4
SO3 + 2 NaOH → Na2SO4 + H2O
São formados por oxigênio e não-metais ou metais com NOX elevado.
C) Óxidos Anfóteros: comportam-se como óxidos básicos e também como óxidos ácidos. Só reagem com ácido forte ou base forte.
Exemplos:
ZnO + HCl → ZnCl2 + H2O
ZnO + 2NaOH → Na2ZnO2 + H2O
São, em geral, sólidos iônicos, insolúveis em água.
Podem ser formados por: Zn, Pb, Sn, As, Sb.
D) Óxidos neutros: não reagem com água, nem com ácido e nem com base.
Exemplos: CO, N2O, NO.
São gases e moleculares, formados por não-metais.
E) Peróxidos: reagem com água ou com ácido diluído formando água oxigenada (H2O2).
Exemplos:
Na2O2 + 2H2O → 2NaOH + H2O2
Na2O2 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O2
Na2O2 – peróxido de sódio
H2O2 – peróxido de hidrogênio
Nomenclatura
Pode-se usar, ainda a nomenclatura que indica o número de átomo de oxigênios e o número de átomos do elemento. Usa-se esta forma para dar nome aos óxidos ácidos.
Exemplos:
CO – monóxido de carbono
CO2 – dióxido de carbono
SO3 – trióxido de enxofre
N2O3 – trióxido de dinitrogênio
SAIS
Sal é
toda substância que em água produz um cátion diferente do H+ e um
ânion diferente do OH-.
Os sais são formados a partir da reação de um ácido com uma base, que é a reação de neutralização, formando também água.
Exemplos:
HCl + NaOH → NaCl + H2O
Os sais são formados a partir da reação de um ácido com uma base, que é a reação de neutralização, formando também água.
Exemplos:
HCl + NaOH → NaCl + H2O
ácido
base
sal água
As
principais características são:
- conduzem eletricidade quando estão na fase líquida (fundidos) ou em solução aquosa, porque nestes casos há elétrons livres;
- geralmente são sólidos à temperatura e pressão ambiente (25°C e 1atm).
- conduzem eletricidade quando estão na fase líquida (fundidos) ou em solução aquosa, porque nestes casos há elétrons livres;
- geralmente são sólidos à temperatura e pressão ambiente (25°C e 1atm).
Utilidade
- Cloreto
de sódio (NaCl) – é obtido da água do mar e utilizado na alimentação como sal
de cozinha e na conservação de carnes. Na indústria, é usado para a produção de
soda cáustica e gás cloro.
-
Carbonato de sódio (Na2CO3) – também chamado de soda ou
barrilha. Usado para a fabricação de vidro, sabão, corantes e no tratamento de
água de piscina.
-
Carbonato de cálcio (CaCO3) – na natureza, é encontrado na forma de mármore,
calcário e calcita. Forma as estalactites e as estalagmites das cavernas. Usado
na produção de cimento e de cal virgem (Cao). Reduz a acidez do solo.
-
Hipoclorito de sódio (NaOCl) – usado como anti-séptico e alvejante (clareamento
de roupas).
Nomenclatura
O nome do
sal é formado a partir do nome do ácido que o originou:
Assim:
|
ÁCIDO
|
SAL
|
|
ÍDRICO
|
ETO
|
|
ICO
|
ATO
|
|
OSO
|
ITO
|
Nome do
Sal:
Nome do ânion do ácido de origem + eto/ato/ito + de + nome do cátion da base de origem
Exemplo:
Nome do ânion do ácido de origem + eto/ato/ito + de + nome do cátion da base de origem
Exemplo:
HCl
+
NaOH
→ NaCl
+ H2O
ácido clorídrico hidróxido de sódio cloreto de sódio água
ácido clorídrico hidróxido de sódio cloreto de sódio água
7.5
Indicadores Ácido-Base e pH
Os
indicadores ácido-base são substâncias orgânicas que ao entrar em contato com
um ácido ficam com uma cor e ao entrar em contato com uma base ficam com outra
cor. Assim, para saber se uma substância é ácido ou base, podemos utilizar um
indicador orgânico para identificar a função química.
São exemplos de indicadores ácido-base: fenolftaleína, alaranjado de metila, papel tornassol, azul de bromotimol.
Alguns indicadores naturais também podem ser utilizados, como o repolho roxo e a flor hortência e o hibisco.
São exemplos de indicadores ácido-base: fenolftaleína, alaranjado de metila, papel tornassol, azul de bromotimol.
Alguns indicadores naturais também podem ser utilizados, como o repolho roxo e a flor hortência e o hibisco.
Veja a
coloração que os principais indicadores podem adquirir ao entrar em contato com
um ácido ou uma base:
|
INDICADOR
|
ÁCIDO
|
BASE
|
NEUTRO
|
|
FENOLFTALEÍNA
|
INCOLOR
|
ROSA
|
INCOLOR
|
|
TORNASSOL
|
ROSA
|
AZUL
|
-
|
Para os
outros indicadores:
- Repolho roxo, em meio aquoso, fica vermelho em contato com ácido, verde em contato com base e vermelho quando neutro.
- Alaranjado de metila fica vermelho em contato com ácido, amarelo-laranja em base e quando neutro;
- O azul de bromotimol fica amarelo em ácido, e azul em base e quando neutro;
- A flor hortência fica azul em meio ácido e rosa em base;
- O hibisco ou mimo-de-vênus, que possui a cor rosa, fica vermelho-alaranjado em contato com ácido e verde em meio básico.
- Repolho roxo, em meio aquoso, fica vermelho em contato com ácido, verde em contato com base e vermelho quando neutro.
- Alaranjado de metila fica vermelho em contato com ácido, amarelo-laranja em base e quando neutro;
- O azul de bromotimol fica amarelo em ácido, e azul em base e quando neutro;
- A flor hortência fica azul em meio ácido e rosa em base;
- O hibisco ou mimo-de-vênus, que possui a cor rosa, fica vermelho-alaranjado em contato com ácido e verde em meio básico.
Alguns
indicadores ácido-base são tão eficientes que indicam até mesmo o grau de
acidez ou alcalinidade (basicidade) das substâncias. Este grau é chamado do pH
(produto hidrogeniônico) que mede a quantidade do cátion H+ das soluções.
Existe uma escala de acidez e alcalinidade que vai de zero a quatorze. O maior número indica solução básica (alcalina) e o menor número indica uma solução ácida. Se o valor de pH for sete, ou seja, a metade, então a solução não é nem ácida e nem básica, ela é neutra.
Quanto mais a solução se aproxima de zero, mais ácida ela é. Quanto mais a solução se aproxima do quatorze, mais básica ela é.
Existe uma escala de acidez e alcalinidade que vai de zero a quatorze. O maior número indica solução básica (alcalina) e o menor número indica uma solução ácida. Se o valor de pH for sete, ou seja, a metade, então a solução não é nem ácida e nem básica, ela é neutra.
Quanto mais a solução se aproxima de zero, mais ácida ela é. Quanto mais a solução se aproxima do quatorze, mais básica ela é.
Escala de
pH
|_______________|_______________|
0 7 14
ácido neutro base
Na prática, o pH pode ser medido com indicadores ácido-base e também através de aparelhos que medem a condutividade elétrica das soluções.
Os indicadores mudam de cor em diferentes valores de pH. Para essa mudança de cor damos o nome de viragem e para o valor do pH damos o nome de ponto de viragem.
0 7 14
ácido neutro base
Na prática, o pH pode ser medido com indicadores ácido-base e também através de aparelhos que medem a condutividade elétrica das soluções.
Os indicadores mudam de cor em diferentes valores de pH. Para essa mudança de cor damos o nome de viragem e para o valor do pH damos o nome de ponto de viragem.
Ácido de
Arrhenius – é toda substância que em água produz um cátion H+.
Base de Arrhenius – é toda a substância que em água produz um ânion OH-.
Base de Arrhenius – é toda a substância que em água produz um ânion OH-.
