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Capítulo 19 e 20 funções químicas ácidos, bases, sais e óxidos

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Capítulo 19 e 20 funções químicas ácidos, bases, sais e óxidos

  1. 1. Capítulo 19: Funções Químicas: Ácidos e Bases
  2. 2. Funções Químicas • Grupo de substâncias compostas que possuem propriedades químicas semelhantes; • As funções químicas são divididas de acordo com a divisão clássica da química: funções orgânicas e funções inorgânicas; • Existem quatro tipos de função inorgânica: óxido, ácido, base e sal
  3. 3. Ácidos • toda substância que libera íons de hidrogênio (H⁺) em meio aquoso; • formam soluções aquosas condutoras de eletricidade; • Possuem sabor azedo; • Possuem várias utilizações nos meios de saúde, alimentar, industrial e beleza.
  4. 4. Ácidos • saúde: Ômega 6, 3 e 9
  5. 5. Ácidos • alimentar:
  6. 6. Ácidos • industrial:
  7. 7. Classificação dos Ácidos Quanto à presença de oxigênio na molécula • Hidrácidos – não possuem oxigênio Exemplos: HCl, HCN, HF, HI, HBr, H2S, etc. • Oxiácidos – possuem oxigênio Exemplos: HNO3 , HClO3 , H2SO4, H3PO4, etc
  8. 8. Classificação dos Ácidos Quanto ao número de hidrogênios ionizáveis • Monoácidos – apresentam um hidrogênio ionizável. Exemplos: HCl, HBr, HNO3. • Diácidos – apresentam dois hidrogênios ionizáveis. Exemplos: H2S, H2SO4. • Triácidos – apresentam três hidrogênios ionizáveis. Exemplos: H3PO4 , H3BO3. • Tetrácidos – apresentam quatro hidrogênios ionizáveis. Exemplos: H4SiO4 , H4P2O7.
  9. 9. Regra Prática pra Determinação da Força de um Ácido I. Hidrácidos Ácidos fortes: HI > HBr > HCl>HF. Ácidos fracos: demais. II. Oxiácidos Sendo HxEzOy a fórmula de um ácido de um elemento E qualquer, temos em que: m = y - x Se: m ≥ 2 ácido forte Exemplos: HClO4 , HMnO4, HNO3 , H2SO4... Se: m ≤ 1 ácido fraco Exemplos: H PO , H SO , HClO, H BO
  10. 10. Formulação e Nomenclatura dos Ácidos • I. Formulação • O ácido é formado pelo cátion H+ e ânion qualquer (Ax-). Portanto, podemos representar sua fórmula da seguinte maneira: • H+Ax- → HxA
  11. 11. Formulação e Nomenclatura dos Ácidos • II. Nomenclatura O nome de um ácido é feito basicamente da seguinte forma: 1o) a palavra ácido; 2o) nome do elemento; 3o) terminação ídrico. • Hidrácidos (HxE) • Exemplos • HCl ácido clorídrico, HBr ácido bromídrico, HCN ácido cianídrico, H2S ácido sulfídrico, HI ácido iodídrico
  12. 12. Oxiácidos (HxEzOy) Neste caso, como o mesmo elemento pode formar vários oxiácidos, estabelecemos um oxiácido padrão a partir do qual daremos nomes aos demais. • Oxiácido padrão: ácido nome de E ico
  13. 13. Oxiácidos (HxEzOy) • Regra geral para elementos que formam 2 ou mais oxiácidos:
  14. 14. Oxiácidos (HxEzOy) • Resumindo temos: • Aplicando esta regra, ficamos com:
  15. 15. Bases Propriedades das bases: • Possuem sabor amargo ou cáustico (adstringente – que “amarra” a boca); • Conduzem a corrente elétrica quando fundidos ou em solução aquosa; • Reage com ácidos produzindo sal e água; Segundo Arrhenius:
  16. 16. Bases Ex.: NaOH Na+(aq) + OH-(aq) Ca(OH)2 Ca2+(aq) + 2 OH-(aq) Al(OH)3 Al3+(aq) + 3 OH-(aq) Como pudemos observar, a principal característica das bases é a presença do íon OH- (hidroxila) ligado ao cátion que é um metal, sendo sua fórmula representada por: Onde: C é cátion (metal) X à nº de hidroxilas que invertido de baixo para cima à esquerda, corresponderá à carga do metal. Com isso na dissociação da base genérica C(OH)x ficaremos com: C(OH)x → Cx+ + X OH-
  17. 17. Bases • Exemplos: NaOH Na+(aq) + OH-(aq) Ca(OH)2 Ca2+(aq) + 2 OH-(aq) Al(OH)3 Al3+(aq) + 3 OH-(aq) Sn(OH)4 Sn4+(aq) + 4 OH-(aq) Observação: • O hidróxido de amônio (NH4OH) é a única base que não apresenta metal em sua fórmula sendo proveniente do borbulhamento da amônia (NH3) em água:
  18. 18. CLASSIFICAÇÃO DAS BASES • Quanto ao grau de dissociação (força das bases) Para que uma base se dissocie é necessário que esta base esteja dissolvida em água, com isso teremos: Exceção: O hidróxido de amônio (NH4OH) é uma base solúvel, mas que apresenta um pequeno grau de ionização, desta forma, esta base é classificada como solúvel e fraca. Resumindo teremos: Bases fortes → bases dos metais da família 1A e 2A. Bases fracas → bases dos demais metais, Be(OH)2, Mg(OH)2 e NH4OH.
  19. 19. NOMENCLATURA DAS • BASES Para cátions que formam uma única base: Os cátions que formam uma única base são: metais da família 1A e 2A, Ag+, Zn2+, Al3+ e NH4+ (amônio). Exemplos: NaOH → hidróxido de sódio AgOH → hidróxido de prata Ca(OH)2 → hidróxido de cálcio Zn(OH)2 → hidróxido de zinco Al(OH)3 → hidróxido de alumínio NH4OH → hidróxido de amônio Para montar a fórmula da base a partir dos nomes, é necessário sabermos que na formulação das base C(OH)x, o número de hidroxilas da base (X) dependerá da carga do cátion (C). Desta forma, teremos: cátions com carga +1 há 1 OH na fórmula; cátions com carga +2 há 2 OH na fórmula e cátions com carga +3 há 3 OH na fórmula.
  20. 20. NOMENCLATURA DAS BASES Exemplos: Hidróxido de potássio → K+ = KOH Hidróxido de magnésio → Mg2+ = Mg(OH)2 Hidróxido de alumínio → Al3+ = Al(OH)3 Hidróxido de amônio → NH4+ = NH4OH Hidróxido de zinco → Zn2+ = Zn(OH)2 Hidróxido de prata → Ag+ = AgOH • Para cátions que formam mais de uma base: Exemplos: AuOH → hidróxido de ouro-I ou auroso Au(OH)3 → hidróxido de ouro-III ou aúrico CuOH → hidróxido de cobre-I ou cuproso Cu(OH)2 → hidróxido de cobre-II ou cúprico Fe(OH)2 → hidróxido de ferro-II ou ferroso Fe(OH)3 → hidróxido de ferro-III ou férrico Pb(OH)2 → hidróxido de chumbo-II ou plumboso Pb(OH)4 → hidróxido de chumbo-IV ou plúmbico
  21. 21. SAIS • Para o senso comum, o termo sal designa estritamente o cloreto de sódio (NaCl), utilizado na alimentação. Em química, porém, tem um sentido muito mais amplo e se aplica a uma série de compostos com características bem definidas, que têm em comum o fato de se formarem pela reação de um ácido com uma base, através de uma reação denominada neutralização. • REAÇÃO DE NEUTRALIZAÇÃO • Consideremos a reação de neutralização da azia,acidez estomacal, utilizando o leite de magnésia. 2 HCl(aq) + Mg(OH)2(aq) → MgCl2(aq) + 2 H2O(l) a reação de neutralização se caracteriza, quando os íons H+ do ácido reagem com os íons OH- da base, formando água.
  22. 22. REAÇÃO DE NEUTRALIZAÇÃO • Agora que sabemos que na solução resultante temos os íons Cl-(aq), Mg+2(aq) e moléculas de H2O(), quando esta solução for aquecida e toda a água da solução for evaporada, teremos apenas os íons Mg+2(aq) e Cl-(aq), que constituem a fórmula do sal chamado cloreto de magnésio. • Portanto podemos concluir que a reação entre um ácido e uma base, ou seja, uma neutralização, produz água e também pode ser obtido um sal. • Generalizando a reação de neutralização, ficamos com:
  23. 23. NOMENCLATURA DOS SAIS • A nomenclatura dos sais é obtida a partir da troca do sufixo do ácido mais o nome do cátion proveniente da base. Sufixo do ácido Sufixo do ânion ÍDRICO ETO OSO ITO ICO ATO Exemplo: HCl + NaOH → NaCl + H 2O Ácido clorídrico hidróxido de sódio cloreto de sódio água 23
  24. 24. FORMULAÇÃO DE UM SAL Para entendermos com um sal é formulado, vamos fazer a reação de neutralização entre um ácido genérico HYA e uma base genérica C(OH)X, onde A é o ânion do ácido e C é o cátion da base. Antes de fazer a reação de neutralização, vamos rever como as cargas dos íons constituintes do ácido e da base estão dispostas: • Para o ácido genérico HYA, invertendo-se o índice y, teremos a carga do ânion: AY- • Para a base genérica C(OH)X, invertendo-se o índice X, teremos a carga do cátion: CX+ 24
  25. 25. FORMULAÇÃO DE UM SAL Desta forma, a reação de neutralização entre o ácido HYA e a base C(OH)X ficará: e o sal: 25
  26. 26. FORMULAÇÃO DE UM SAL • Para que a soma das cargas dos íons seja igual a zero, é necessário inverter as cargas dos íons e com isso obteremos o índice do cátion e do ânion, de modo que ao multiplicar o índice pela carga do respectivo íon, teremos soma igual a zero. Tendo então o sal: Onde: C = cátion proveniente da base A = ânion proveniente do ácido 26
  27. 27. FORMULAÇÃO DO SAL A PARTIR DE SEU NOME Para se determinar a fórmula do sal a partir do seu nome, segue-se os seguintes passos: Exemplos a) Sulfato de ferro-III 1º Passo: determinar a fórmula do ácido e da base que originaram o sal. Ânion sulfato à ác. sulfúrico = H2SO4 Cátion ferro-III à hidróxido de ferro-III = Fe(OH)3 27
  28. 28. FORMULAÇÃO DO SAL A PARTIR DE SEU NOME 2º Passo: a partir das fórmulas do ácido e da base, determina-se a carga do cátion base e do ânion do ácido. H2SO4 = SO42- à ânion sulfato Fe(OH)3 = Fe3+ à cátion ferro-III 3º Passo: juntar o cátion da base com o ânion do ácido. 4º Passo: inverter as cargas dos íons para que a soma das cargas se anule. 28
  29. 29. ÓXIDOS Os óxidos são compostos muito comuns que estão presentes em nosso cotidiano. O gás carbônico (CO2) é um óxido considerado como a base da vida dos vegetais e dos animais que deles se alimentam, pois participa do processo de fotossíntese. No entanto, muitos óxidos produzidos por alguns processos de industrialização através da queima dos combustíveis, são substâncias nocivas, considerados como poluentes atmosféricos, que podem causar vários danos ao ambiente. Na queima dos combustíveis ocorre eliminação de óxidos pelo escape dos veículos que causam 29 grande impacto ambiental.
  30. 30. ÓXIDOS • De acordo com tal definição, os óxidos são formulados da seguinte forma: Onde: E: representa o elemento ligado ao oxigênio que pode ser um metal ou um ametal; O: representa o elemento oxigênio com carga – 2; X: indica o número de átomos do elemento ligado ao oxigênio; Y: indica o número de átomos de oxigênio da fórmula do óxido. 30
  31. 31. NOMENCLATURA 1º) Para óxidos do tipo: EXOY, onde o elemento E é um ametal. Exemplos: CO → monóxido de carbono CO2 → dióxido de carbono NO2 → dióxido de nitrogênio N2O → monóxido de dinitrogênio N2O3 → trióxido de dinitrogênio 31
  32. 32. NOMENCLATURA 2º) Para óxidos do tipo: EXOY, onde o elemento E é um metal com a carga fixa. Metais com carga fixa: → Metais alcalinos (1A) e Ag = +1 → Metais alcalinos terrosos (2A) e Zn = +2 → Alumínio = +3 Exemplo: Na2O → óxido de sódio CaO → óxido de cálcio MgO → óxido de magnésio 32
  33. 33. NOMENCLATURA Para montar a fórmula do óxido a partir do nome, é só lembrar a carga do metal, a carga do oxigênio -2 e fazer com que a soma das cargas se anule. Exemplos: Óxido de lítio → Li1+O2- invertendo as cargas: Li2O Óxido de bário → Ba2+O2-, como a soma das cargas é nula, então temos: BaO Óxido de alumínio → Al3+O2-, invertendo as cargas: Al2O3 Óxido de zinco → Zn2+O2-, como a soma das cargas é nula, então temos: ZnO Óxido de prata → Ag1+O2-, invertendo as cargas: Ag2O 33
  34. 34. NOMENCLATURA 3º) Para óxidos do tipo: EXOY, onde o elemento E é um metal com a carga variável. Ou Metais com carga variável: → Ouro (Au1+ e Au3+) → Cobre (Cu1+ e Cu2+) → Ferro (Fe2+ e Fe3+) → Chumbo (Pb2+ e Pb4+) Exemplos: Au2O3 → óxido de ouro-III ou aúrico Cu2O → óxido de cobre-I ou cuproso Fe2O3 → óxido de ferro-III ou férrico 34 PbO2 → óxido de chumbo-IV ou plúmbico
  35. 35. ÓXIDOS BÁSICOS • São óxidos iônicos de metais, que reagem com água, produzindo uma base, ou reagem com um ácido, produzindo sal e água. Exemplo: CaO + H2O → CaO + H3PO4 → Calagem: adição de cal (CaO) ao solo para reduzir a acidez do solo. 35
  36. 36. ÓXIDOS BÁSICOS 1º) Equacionar a reação do óxido com água: CaO + H2O → Ca(OH)2 2º) Equacionar a reação da base produzida na reação anterior com o ácido: 3 Ca(OH)2 + 2 H3PO4 → Ca3(PO4)2 + 6 H2O Somando as duas equações ficamos com: 3 CaO + 2 H3PO4 → Ca3(PO4)2 + 3 H2O 36
  37. 37. ÓXIDOS ÁCIDOS OU ANIDRIDOS São óxidos moleculares que reagem com a água, produzindo um ácido, ou reagem com uma base, produzindo sal e água. Exemplo: CO2 + H2O → CO2 utilizado em extintor de CO2 + NaOH → incêndio 37
  38. 38. ÓXIDOS ÁCIDOS OU ANIDRIDOS 1º) Equacionar a reação do óxido com água: CO2 + H2O → H2CO3 2º) Equacionar a reação do ácido produzido na reação anterior com a base: H2CO3 + 2 NaOH → Na2CO3 + 2 H2O Somando as duas equações ficamos com: CO2 + 2 NaOH → Na2CO3 + H2O 38
  39. 39. ÓXIDOS NEUTROS OU INDIFERENTES São óxidos que não reagem com água, base ou ácido. São basicamente três óxidos: CO, NO, N2O. ÓXIDOS ANFÓTEROS São óxidos que podem se comportar ora como óxido básico, ora como óxido ácido. Exemplos: ZnO, Al2O3, SnO, SnO2, PbO e PbO2. ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O ZnO + 2NaOH → Na2ZnO2 + H2O 39

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