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  1. 1. 26/07/2014 1 FUNÇÕES QUÍMICAS Definição: grupos de substâncias com propriedades químicas semelhantes. Ácidos Bases óxidos Sais. INTRODUÇÃO Solução eletrolítica TEORIA ELETROLÍTICA DE ARRHENIUS Condutibilidade das Soluções: As experiências do Químico Arrhenius. NaCl + H2O açucar + H2O Solução não eletrolítica Nem tudo foi fácil para ARRENHIUS  Sendo estudante, preparando-se para o doutorado, investigou as propriedades condutoras das dissoluções eletrolíticas, OU SEJA: os compostos químicos dissolvidos, se dissociam em íons.Esta teoria foi objeto de muitos ataques, especialmente por Lord Kelvin, sendo apoiada por Jacobus Van't Hoff, em cujo laboratório havia trabalhado como bolsista estrangeiro (1886-1890), e por Wilhelm Ostwald.  Posteriormente esta teoria foi aceita por todos, convertendo-se num dos pilares da físico- química, no ramo da eletroquímica. Sua concepção científica lhe valeu a obtenção do Nobel de Química de 1903. A Teoria de Dissolução Iônica foi apresentada em 1887 pelo físico-químico Svante August Arrhenius, e explica A condutividade elétrica de certas soluções. Através dessa teoria Arrhenius estabeleceu a seguinte definição para ácidos e bases: O que acontece na verdade? Ácidos: substâncias moleculares que em meio aquoso se ionizam originando apenas cátions H+ (H3O+) e ânion de ametal . Ex.: HCl + H2O  H+ + Cl- Bases: Compostos iônicos que em meio aquoso se dissociam liberando ânions OH- e cátion metálico. Ex.: NaOH + H2O  Na+ + OH-
  2. 2. 26/07/2014 2 Como reconhecer um ácido e uma base a partir da fórmula química??? A fórmula de ácidos é geralmente escrita com o Hidrogênio a Esquerda. H2SO4 A fórmula das bases é geralmente escrita com Hidrogênio a Direita junto com Oxigênio. NaOH Como se escrevem as fórmulas químicas? Quando a substância for feita por metal e ametal: O metal fica a esquerda e o ametal a direita Ex: NaCl ; Fe2O3 Podemos interpretar também da seguinte forma: O elemento que tende a ser cátion fica a esquerda e o ânion fica a direita: Ex: HCl ; H2SO4 ; SO3 Ionização Ionização  Ocorre quando substâncias moleculares, no caso os ácidos em solução aquosa criam íons que antes não existiam. Ácidos ionizam e a solução conduz eletricidade. 1º) A água vai quebrar a ligação covalente do H--Cl 2º) A água vai receber o H+ vindo do HCl 3º) Ocorre a Formação do H3O+ e a solução ficou ácida IONIZAÇÃO Dissociação Dissociação  Ocorre quando substâncias iônicas, no caso bases, sais e vários óxidos em solução aquosa separam os íons que já existiam antes. Bases, sais e vários óxidos dissociam e a solução conduz eletricidade. 1º) A água vai atacar os cátions e ânions das ligações iônicas 2º) As ligações serão quebradas e novas interações começam a se formar da água com os íons 3º)novas interações são formadas e os íons podem se movimentar na solução aquosa DISSOCIAÇÃO
  3. 3. 26/07/2014 3 ÁCIDO BASE Fenolftaleína INCOLOR ROSA Papel de Tonassol ROSA AZUL Repolho roxo vermelho verde “Indicador ácido-base é um corante, solúvel em água, cuja cor depende do pH.” HCl + NaOH  NaCl + H2O Acido + Base produz Sal + Água H+ Cl- Na+ OH- NaCl H2O Uma das reações mais utilizadas são aquelas entre ácidos e bases. Quando um ácido reage com uma base o produto formado é um sal e água e esta reação recebe o nome de: Reação de neutralização ou reação de salificação HNO3 + KOH  H2SO4 + Mg(OH)2  HCl + Ca(OH)2  Ionização x dissociação ANTES DEPOIS SEM ÍONS ÍONS JUNTOS COM ÍONS ÍONS SEPARADOS IONIZAÇÃO Em água DISSOCIAÇÃO Em água Ionização x dissociação Ionização  Ocorre quando substâncias moleculares, no caso os ácidos em solução aquosa criam íons que antes não existiam. Dissociação  Ocorre quando substâncias iônicas, no caso bases, sais e vários óxidos em solução aquosa separam os íons que já existiam antes. Conclusão: Ácidos ionizam e a solução conduz eletricidade. Bases, sais e vários óxidos dissociam e a solução conduz eletricidade. ÁCIDOS São substâncias com as seguintes propriedades : • Em solução aquosa, liberam íons H+ • Possuem sabor azedo ( quando comestíveis). Ex: limão, vinagre,etc. • Deixam o papel tornassol vermelho e a solução de fenolftaleína incolor. • Reagem com bases formando água e sal .
  4. 4. 26/07/2014 4 Ácidos • saúde: Ômega 6, 3 e 9 Ácidos • alimentar: Ácidos • industrial: BASES ou HIDRÓXIDOS São substâncias com as seguintes propriedades : • Em solução aquosa, liberam íons OH- • Possuem sabor adstringente, quando comestíveis. • Deixam o papel tornassol azul e a solução de fenolftaleína vermelha. • Reagem com ácidos formando água e sal. Óxidos: compostos binários onde o elemento mais eletronegativo é o oxigênio. Ex.: Fe2O3, SO3, Na2O, N2O, etc. Sais: compostos iônicos que em meio aquoso se dissociam liberando pelo menos um cátion diferente do H+ ou um ânion diferente do OH-. Ex.: NaCl, K2Cr2O7, Na2SO4, etc. DICA: Como reconhecer um SAL? O sal é formado por no mínimo dois elementos químicos e OBRIGATORIAMENTE uma parte é o CÁTION e a outra o ÂNION. O cátion tem de ser diferente do H+ O Ânion tem de ser diferente do OH- NaCl – cátion Na+ e ânion Cl- KBr – cátion K+ e ânion Br -
  5. 5. 26/07/2014 5 Soluções iônicas – conduzem corrente elétrica em água. Soluções não iônicas – não conduzem corrente elétrica em água. Dissociação iônica – processo pelo qual a água separa os íons já existentes. Solvatação – envolvimento dos íons do soluto iônico pelas moléculas de água. Ionização – processo de formação de íons que não existiam por reação com a água. Dissolução – processo de separação de componentes não eletrolíticos por ação da água. 26 Principais ácidos e suas aplicações Gravações em vidro de carro Nas condições ambientes, é um gás incolor que tem a característica de corroer o vidro, quando em solução aquosa. É usado para fazer gravações em cristais e vidros. consiste no gás cloreto de hidrogênio dissolvido em água. Quando impuro, é vendido no comércio com o nome de ácido muriático, sendo usado principalmente na limpeza de pisos e de superfícies metálicas antes do processo de soldagem. 27 Principais ácidos e suas aplicações É um gás venenoso, incolor, formado na putrefação de substâncias orgânicas naturais que contenham enxofre, sendo responsável em grande parte pelo cheiro de ovo podre. Ao pressentirem o perigo, certos animais, como o gambá e a maritaca, liberam uma mistura de substâncias de odor desagradável, entre as quais o H2S. As folhas de mandioca, apesar de venenosas, podem ser utilizadas como alimento para o gado. Quando deixadas ao sol, liberam o gás cianídrico, tornando-se, assim, apropriadas para o consumo. 28 Principais ácidos e suas aplicações O gás carbônico presente no ar atmosférico combina-se com a água da chuva, formando o H2CO3, mesmo em ambientes não poluídos, o que nos leva a concluir que toda chuva é ácida. É usado na indústria de vidro, na tinturaria, nas indústrias de alimentos e na fabricação de fosfatos usados como adubos (fertilizantes). O ácido fosfórico é utilizado na produção refrigerantes à base de cola (Coca, Pepsi, etc). 29 Principais ácidos e suas aplicações É um líquido incolor, de cheiro característico, e o principal componente do vinagre, que é uma solução aquosa que contém de 3 a 7% desse ácido. É o ácido mais importante economicamente. O maior consumo de ácido sulfúrico se dá na fabricação de fertilizantes, como os superfosfatos e o sulfato de amônio. É, ainda, utilizado nas indústrias petroquímicas, de papel, de corantes etc. e nos acumuladores de chumbo (baterias de automóveis). 30 Principais ácidos e suas aplicações Depois do ácido sulfúrico, o ácido nítrico é o mais fabricado e consumido na indústria. À temperatura ambiente, é um líquido incolor e fumegante (volátil). Ataca com violência os tecidos animais e vegetais, produzindo manchas amareladas na pele. Seu manuseio, portanto, requer muito cuidado, pois seus vapores são muito tóxicos. Uma das mais importantes aplicações do ácido nítrico relaciona-se à fabricação de explosivos (TNT, nitroglicerina).
  6. 6. 26/07/2014 6 Principais bases e suas aplicações Conhecido por cal extinta ou apagada, o hidróxido de cálcio é comumente usado na construção civil (preparação de argamassa). Hidróxido de sódio. Comercialmente (impuro) é conhecido por soda cáustica. Usado na fabricação de sabões, é altamente corrosivo. 32 Principais bases e suas aplicações Hidróxido de amônia. Obtido pela dissolução da amônia (NH3) em água, o chamado amoníaco é usado em alguns produtos de limpeza. Usado como antiácido estomacal e laxante suave o hidróxido de magnésio é conhecido por “leite de magnésia”, quando em suspensão aquosa. Importância dos óxidos  O dióxido de carbono (CO2) é usado pelas plantas na fotossíntese, torna a chuva levemente ácida (ácido carbônico);  O monóxido de carbono (CO) é um gás venenoso;  O dióxido de enxofre (SO2) origina a chuva ácida – poluente;  O dióxido de Nitrogênio (NO2) reage com a água das chuvas produzindo chuva ácida e também produz ozônio que é tóxico a baixas altitudes. Ácidos importantes: 1) H2SO4 – Ác. Sulfúrico (ácido ou água de bateria) É um líquido incolor e oleoso de densidade 1,85 g/cm3, é um ácido forte que reage com metais originando sulfatos além de ser muito higroscópico. Pode ser obtido a partir das seguintes reações: S + O2  SO2 SO2 + ½O2  SO3 SO3 + H2O  H2SO4 *É usado para medir o desenvolvimento industrial de um país. Tipos de ácidos importantes e mais comuns ÁCIDO UTILIDADES H2SO4 Produção de fertilizantes, soluções de bateria, indústrias de tintas e papéis, fabricação de produtos químicos, ... HCl Limpeza de pisos e superfícies, formação de haletos orgânicos. H3PO4 Fabricação de fertilizantes, indústria de vidros e tinturaria, na produção de refrigerantes a base de cola. HNO3 Fabricação de explosivos e de salitre. Ácido Acético: CH3COOH - Presente no vinagre; - Funções: antibacteriana; estabilizar a acidez dos alimentos; Diluente para corantes.
  7. 7. 26/07/2014 7 Tipos de Bases Importantes e mais comuns BASE UTILIDADES NaOH Fabricação de sabão, papel, celulose e corantes. Ca(OH)2 Preparação de argamassa e caiação. Mg(OH)2 Utilizado como antiácido e laxante. NH4OH Produção de fertilizantes, explosivos, removedor de gorduras, revelação de filmes fotográficos e em produtos farmacêuticos. Hidróxido de Cálcio: Ca(OH)2 - Conhecido como cal hidratada; - Sólido branco, pouco solúvel em água; - Chamada de cal extinta ou apagada, quando reage com água; - Usada com argamassa para revestimento de paredes e correção da acidez do solo. Tipos de óxidos mais comuns e importantes ÓXIDO UTILIDADES CaO Construção civil,; na purificação de açúcar, corretivo de pH, dentre outros. MnO2 Fabricação do aço; secante; desinfetante; corante de pisos e cerâmicas. CO2 Utilizado como gaseificante de bebidas. TiO2 Pigmento de tintas e papel. a) Monóxido de Carbono (CO): Queima de combustível (petróleo) e processos industriais; b) Dióxido de Enxofre (SO2) Queima de petróleo ou carvão; Produção de ácido sulfúrico. c) NO e NO2: Queima de combustível (petróleo); Produção de fertilizantes; Explosivos; Produção de ácido nítrico. d) Dióxido de Carbono (CO2): Produzido em todas as combustões. e) Óxido de Zinco (ZnO): - Usado na fabricação de cremes dermatológicos. Ex: hipoglós; - Usado na fabricação de tintas; - Usado na galvanização de ferro. f) Óxido de Alumínio (Al2O3): - Conhecido como bauxita; - Encontrado em safiras e rubis (forma cristalizada). g) Água Oxigenada (H2O2): - Agente bactericida. Tipos de sais mais comuns e importantes SAL UTILIDADES NaHCO3 Utilizado em fermentos químicos, como antiácido e em alguns extintores. NaF Componente ativo de cremes dentais. KNO3 Conservante em carnes e fabricação de fertilizantes. CaSO4 Fabricação de giz escolar, porcelana e gesso.
  8. 8. 26/07/2014 8 Qual é o processo de formação das chuvas ácidas? Efeitos da chuva ácida • Alteração do pH dos solos, destruindo plantações; • Destruição de monumentos de mármore, pedra-sabão, dentre outros; • Queimaduras, dores de cabeça, febre, dentre outros às pessoas que banham das chuvas; • Alterações em ecossistemas de lagos e oceanos (ENEM) Leia o texto a seguir e responda às questões (1) e (2). O suco extraído do repolho roxo pode ser utilizado como indicador do caráter ácido (pH entre 0 e 7) ou básico (pH entre 7 e 14) de diferentes soluções. Misturando-se um pouco de suco de repolho e da solução, a mistura passa a apresentar diferentes cores, segundo sua natureza ácida ou básica, de acordo com a escala abaixo. Vamos Praticar Algumas soluções foram testadas com esse indicador, produzindo os seguintes resultados: RESPOSTA 1) De acordo com esses resultados, as soluções I, II, III e IV têm, respectivamente, caráter: a) ácido, básico, básico, ácido. b) ácido, básico, ácido, básico. c) básico, ácido, básico, ácido. d) ácido, ácido, básico, básico. e) básico, básico, ácido, ácido. 2) Utilizando-se o indicador citado em sucos de abacaxi e de limão, pode-se esperar como resultado as cores: a) rosa ou amarelo b) vermelho ou roxo c) verde ou vermelho d) rosa ou vermelho e) roxo ou azul (UECE) O sistema a seguir mostra a ocorrência de reação química entre um ácido e um metal, com liberação do gás X. RESPOSTA Vamos Praticar a) O2 b) Cl2 c) O3 d) H2
  9. 9. 26/07/2014 9 (FMU/Fiam-SP) Para combater a acidez estomacal causada pelo excesso de ácido clorídrico, costuma-se ingerir um antiácido. Das substâncias abaixo, encontradas no cotidiano das pessoas, a mais indicada para combater a acidez é: RESPOSTA Vamos Praticar a) refrigerante b) suco de laranja c) água com limão d) vinagre e) leite de magnésia (FUA-AM) Analise a alternativa correta que indica uma das substâncias ativas contidas no medicamento “aziran”, usado para neutralizar a hiperacidez estomacal: RESPOSTA Vamos Praticar a) Hidróxido de sódio b) Ácido clorídrico c) Ácido sulfúrico d) Hidróxido de alumínio e) Ácido cítrico (Mackenzie-SP) A partir da pirita, minério também chamado de ouro dos tolos, pode-se obter ácido sulfúrico pelo processo representado nas etapas abaixo: 4 FeS2 + 11 O2  2 Fe2O3 + 8 SO2 V2O5 2 SO2 + A  2 SO3 SO3 + B  H2SO4 Nesse processo, as substâncias A e B são, respectivamente: RESPOSTA a) H2 e O2 b) SO2 e H2S c) O2 e H2O d) SO2 e H2O e) O3 e H2 Resolução V2O5 2SO2 + O2  2SO3 SO3 + H2O  H2SO4 A = O2 B = H2O (FUNVEST) Ácido nítrico é produzido pela oxidação de amônia com excesso de oxigênio, sobre um catalisador de platina, em uma seqüência de reações exotérmicas. Um esquema simplificado desse processo é RESPOSTA (A) 52 a) Escreva as equações químicas balanceadas das reações que ocorrem no reator, na torre de oxidação e na torre de absorção. Note que, desta última, sai NO(g), nela gerado. A maior parte desse gás é aproveitada na própria torre, onde há oxigênio em excesso. Duas reações principais ocorrem nessa torre. b) A velocidade da reação que ocorre na torre de oxidação, ao contrário da velocidade da maioria das reações químicas, diminui com o aumento da temperatura. Baseando-se em tal informação, explique o que deve ser o dispositivo A. RESPOSTA (B) (a) No reator: (Pt) 4NH3(g) + 5O2(g) → 4NO(g) + 6H2O(g) Na torre de oxidação: 2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g) Na torre de absorção: 2NO2(g) + H2O(l) → HNO3(aq) + HNO2(aq) 3HNO2(aq) → HNO3(aq) + 2NO(g) + H2O(g) Uma parte do NO(g) é aproveitada na própria torre: 2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g) b) Na torre de oxidação, o NO é convertido a NO2. De acordo com o enunciado, uma vez que a velocidade dessa conversão diminui com o aumento da temperatura, o dispositivo A deve ser um sistema de refrigeração (trocador de calor), para aumentar a rapidez do processo. 1. Os compostos abaixo são, respectivamente: AgNO3 NH4OH HClO4 a) ácido, base, sal b) base, sal, base c) sal, base, ácido d) ácido, sal, ácido e) sal, base, base 2. (UCSal) Considere a apaparelhagem desenhada abaixo, empregada para teste de condutibilidade elétrica. O teste de condutibilidade elétrica deu resultado positivo com um dos líquidos abaixo. Qual deve ter sido? a) Oxigênio liquefeito. b) Nitrogênio liquefeito. c) Hélio liquefeito. d) água do mar. e) Gasolina. 3. Assinale as proposições verdadeira: (01) Todo eletrólito é um composto iônico. (02) A equação HBr + H2O  H3O + Br- representa a dissolução do HBr. (04) O açúcar (C12H22O11) ao ser adicionado à água, sofre dissociação. (08) O HCl liquefeito conduz corrente elétrica. (16) O NaOH em água forma uma solução eletrolítica.
  10. 10. 26/07/2014 10 (FGV-SP) Alguns compostos, quando solubilizados em água, geram uma solução aquosa que conduz corrente elétrica. Dos compostos abaixo: I. Na2SO4. II. O2. III. C12H22O11. IV. KNO3. V. CH3COOH. VI. NaCl. Formam-se solução aquosa que conduz eletricidade: a) apenas I, IV e VI. b) apenas I, IV, V e VI. c) apenas I e VI. d) apenas VI. e) Todos. (PUC-MG) A tabela apresenta algumas características e aplicações de alguns ácidos: Nome do ácido Aplicações e características Ácido muriático Limpeza doméstica Ácido fosfórico Usado como acidulante Ácido sulfúrico Desidratante, solução de bateria Ácido nítrico explosivos As fórmulas dos ácidos da tabela são, respectivamente: a) HCl, H3PO4, H2SO4, HNO3. b) HClO, H3PO3, H2SO4, HNO2. c) HCl, H3PO3, H2SO4, HNO2. d) HClO2, H4P2O7, H2SO3, HNO2. e) HClO, H3PO4, H2SO3, HNO3. Sabor adstringente é o que percebemos quando comemos uma banana verde (não madura). Que substância a seguir teria sabor adstringente? a) C12H22O11. b) H3PO4. c) CH3COOH. d) NaCl. e) Al(OH)3. Na reação de neutralização total do ácido sulfídrico com o hidróxido de potássio, há formação de sal e água. A fórmula e o nome correto deste sal são, respectivamente: a) K2SO4 e sulfato de potássio. b) K2SO3 e sulfito de potássio. c) KS e sulfeto de potássio. d) K2S e sulfato de potássio. e) K2S e sulfeto de potássio. (UNOPAR-PR) Os íons Hg2+ e Cl – compõem o cloreto de mercúrio, sal empregado na preparação de fungicidas e inseticidas, cuja fórmula é: a) HgCl. b) HgCl2. c) HgCl3. d) Hg2Cl. e) Hg2Cl3. (PUC-RS) Algumas substâncias, como as apresentadas na tabela a seguir, fazem parte do nosso cotidiano, tendo as mais diversas aplicações. Substância Aplicação 1 – carbonato de amônio expectorante 2 – sulfato de bário contraste de radiografia 3 – nitrato de potássio diurético 4 – fluoreto de sódio aditivo em cremes dentais A seqüência que apresenta, respectivamente, a fórmula química das substâncias 1, 2, 3 e 4 encontra-se na alternativa... a) NH3CO3 – BaSO4 – KNO2 – NaF. b) (NH4)2CO3 – BaSO3 – KNO3 – NaFO3. c) NH3CO3 – BaS – KNO4 – NaF. d) (NH4)2CO3 – BaSO4 – KNO3 – NaF. e) NH2CO2 – Ba2S3 – K3N – NaFO4.
  11. 11. 26/07/2014 11 (PUC-RJ) escolha, entre as substâncias abaixo, aquela que tem as seguintes propriedades: Não conduz a corrente elétrica no estado sólido, mas conduz em solução. É solúvel em solventes polares, como a água. a) NaCl. b) Na. c) HCl. d) Cl2. e) H2. As informações abaixo foram extraídas do rótulo da água mineral de determinada fonte. ÁGUA MINERAL NATURAL Composição química provável em mg/L Sulfato de estrôncio .............................0,04 Sulfato de cálcio ................................... 2,29 Sulfato de potássio ..............................2,16 Sulfato de sódio ................................. 65,71 Carbonato de sódio ..........................143,68 Bicarbonato de sódio .........................42,20 Cloreto de sódio ................................... 4,07 Fluoreto de sódio ................................. 1,24 Vanádio ................................................ 0,07 Características físico-químicaspH a 25oC .................................................10,00 Temperatura da água na fonte ................24oC Condutividade elétrica .............................4,40x10-4ohms/cm Resíduo de evaporação a 180oC .............288,00 mg/L CLASSIFICAÇÃO:“ALCALINO-BICARBONATADA, FLUORETADA, VANÁDICA” Indicadores ácido base são substâncias que em solução aquosa apresentam cores diferentes conforme o pH da solução. O quadro abaixo fornece as cores que alguns indicadores apresentam à temperatura de 25°C Indicador Cores conforme o pH Azul de bromotimol amarelo em pH ≤ 6,0; azul em pH ≥ 7,6 Vermelho de metila vermelho em pH ≤ 4,8; amarelo em pH ≥ 6,0 Fenolftaleína incolor em pH ≤ 8,2; vermelho em pH ≥ 10,0 Alaranjado de metila vermelho em pH ≤ 3,2; amarelo em pH ≥ 4,4 Suponha que uma pessoa inescrupulosa guardou garrafas vazias dessa água mineral, enchendo-as com água de torneira (pH entre 6,5 e 7,5) para serem vendidas como água mineral. Tal fraude pode ser facilmente comprovada pingando-se na “água mineral fraudada”, à temperatura de 25°C, gotas de: a) azul de bromotimol ou fenolftaleína. b) alaranjado de metila ou fenolftaleína. c) alaranjado de metila ou azul de bromotimol. d) vermelho de metila ou azul de bromotimol. e) vermelho de metila ou alaranjado de metila.

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