segunda-feira, 4 de abril de 2011

Apostila de Química Inorgânica do Prof. Léo Marcos Funções Inorgânicas

CAPITULO IV – FUNÇÕES INORGÂNICAS
TEORIA DE ARRHENIUS
Através de experimentos de condutividade elétrica, Arrhenius classificou as soluções em, eletrolíticas e não-eletrolíticas.
Soluções eletrolíticas: são aquelas que conduzem eletricidade, são soluções iônicas.
A solução iônica pode ser obtida a partir de:
·         Substância iônica sofrendo dissociação:
                        H2O
NaCl(s)      =======>      Na+ (aq)     +     Cl- (aq)
           H2O
    HCl         =======>    H3O+ (aq)     +     Cl- (aq)
Soluções não-eletrolíticas: são aquelas que não conduzem eletricidade.

FUNCÕES INORGÂNICAS
Para facilitar o estudo da Quimica, as substâncias são divididas em grupos, chamados funções químicas, que apresentam propriedades semelhantes. As principais funções inorgânicas são: Ácidos, Bases, Sais e Óxidos.
ÁCIDOS
Antes de Arrhenius formular sua teoria, os ácidos eram conceituados através de uma série de propriedades comuns, como:
·         Apresentam sabor azedo.
·         Tornam vermelho o papel de tornassol azul.
·         São incolores na presença de fenolftaleína.
·         Conduzem corrente elétrica.
·         Quando adicionados ao mármore e a outros carbinatos, produzem efervescência, com liberação de gás carbônico (CO2).
De acordo com a teoria de Arrhenius, os ácidos são substâncias que em solução aquosa sofrem ionização, liberando como cátions somente H+.
Exemplos:
H2O
HNO3       =======>        H+ (aq)      +      NO3- (aq)

H2CO3     =======>        2H+ (aq)      +     CO32- (aq)
Classificação dos ácidos
·         Quanto ao número de Hidrogênios ionizáveis:
Monoácidos: HBr; HNO3; HCl
Diácidos: H2S; H2SO4
Triácidos: H3PO4
Exceções:        H3PO3 – diácido
H3PO2 – monoácido
·         Quanto à presença de Oxigênio:
Hidrácidos: ácidos sem oxigênio: HF; HCl; HBr; HI; H2S; HCN.
Oxiácidos: ácidos com Oxigênio: HNO3; H2CO3; H2SO4; H3PO4.

·         Quanto ao número de elementos:
Binário: HCl; HBr.
Ternário: HCN; HNO3.
Quaternário: HCNO; HCNS.
Nomenclatura dos ácidos
Para hidrácidos, ácidos sem Oxigênio:

Ácido  +  nome do elemento  +   ídrico.
Exemplos:
HCL – ácido clorídrico.
H2S – ácido sulfídrico
Hbr – ácido bromídrico
Para oxiácidos, ácidos com Oxigênio:

                                                                       oso
Ácido  +  nome do elemento  +              ou
                                                                       ico

oso – menor número de átomos de oxigênio
ico – maior número de átomos de oxigênio

Para relacionar o nome do ácido com o nome do seu âniom, usamos a seguinte regra:


Veja a relação entre os nomes do ânion e do ácido correspondente e alguns exemplos:





Nos ácidos de enxofre e fósforo, ocorrem pequenas modificações na nomenclatura:
Exemplo:        H2SO4            –          ácido sulfúrico
H2SO3              –          ácido sulfuroso
H3PO4              –          ácido fosfórico
H3PO3              –          ácido fosforoso


BASES

Antes da teoria de Arrhenius, as bases eram conceituadas por uma série de propriedades comuns, tais como:
·         Possuem sabor adstringente, isto é, “amarram a boca”.
·         Tornam a pele lisa e escorregadia.
·         Tornam azul o papel de tornassol vermelho.
·         Avermelham a fenolftaleína.
·         Conduzem corrente elétrica.
De acordo com a teoria de Arrhenius, bases são substâncias que em solução aquosa sofrem dissociação, liberando como único tipo de ânion os íons OH (hidroxila ou oxidrila).
Exemplo:
  H2O
NaOH  =====>  Na+ (aq)    +     OH- (aq)

    H2O
Ca(OH)2 ====>  Ca2+ (aq)   +   2 OH- (aq)


CLASSIFICAÇÃO DE BASES
·         Quanto ao número de hidroxilas (OH):
Monobase: NaOH, KOH.
Dibase: Ca(OH)2, Ba(OH)2.
Tribase: AL(OH)3.
                                       
NOMENCLATURA DAS BASES

Se o cátion possue apenas uma valência (carga fixa), basta escrever:
Hidróxido    de    nome do cátion.
Exemplos:
NaOH – Hidróxido de Sódio.
Ca(OH)2 – Hidróxido de Cálcio.
Al(OH)3 – Hidróxido de Alumínio.

Se o cátion possue duas valências (carga variável), usamos algarismos romanos ou a terminação OSO (para a menor carga) ou ICO (para a maior carga).
Exemplos:
                           Fe2+   e    Fe3+
Fe(OH)2   –   hidróxido de ferro II ou Hidróxido ferroso.
FE(OH)3    –   hidróxido de ferro III ou Hidróxido férrico.
                            Au+   e   Au3+
AuOH   –   hidróxido de ouro I ou hidróxido auroso.
Au(OH)3   –   hidróxido de ouro III ou hidróxido áurico.

                                      TABELA DE CÁTIONS
                                               
                                                    SAIS

São compostos formados da união (reação) entre ácidos e bases.
                   Ácido + Base   ====>   Sal  +  Água
Exemplo:        
                       HCL   +   NaOH      ====>     NaCl    +     H2O 

CLASSIFICAÇÃO    DOS    SAIS
·        Quanto à sua obtenção:
Sais neutros: obtidos a partir da neutralização total de um ácido por uma base.

H2S   +   2 KOH   =====>   K2S   +   2 H2O
                                                                                 Sal neutro

Sais básicos: obtidos pela neutralização parcial de uma base (sobram ânions OH-)

H2SO4   +   Al(OH)3   =====>   Al(OH)SO4   +   2 H2O
                                                                                          Sal básico

Sais ácidos: obtidos pela neutralização parcial de um ácido (sobram cátions H+ ionizáveis)

H2SO4   +    NaOH   =======>    NaHSO4    +     H2O
                                                                                              Sal ácido
·         Quanto à presença de Oxigênio

Sais oxigenados ou oxisais: contém oxigênio.
CaCO3; Na2SO4; KClO3.

Sais não – oxigenados: não contém oxigênio.
NaI; AlCl3; Fe [ Fe (CN)6  ]

NOMENCLATURA DOS SAIS

Nome do ânion   de   nome do cátion  (valência).
Exemplos:
NaNO3   -   nitrato de sódio
FeCl2   -   cloreto de ferro II ou cloreto ferroso
FeCl3   -   cloreto de ferro III ou cloreto férrico.

ÓXIDOS
Óxidos: são compostos binários oxigenados nos quais o Oxigênio é o elemento mais eletronegativo.
    
EXOY

Exemplos:       NO2; CO; CO2; CaO; Fe2O3

Classificação dos óxidos

Óxidos ácidos: são óxidos moleculares, geralmente não – metais, que:
·         Reagem com água formando ácidos.
·         Reagem com bases formando sal + água.
Exemplos:     SO3   +    H2O    =========>   H2SO4
                  SO3   +   2 NaOH   ===>   Na2SO4   +   H2O
Óxidos básicos: são óxidos iônicos, geralmente de metais, que:
·         Reagem com água formando bases.
·         Reagem com ácidos formando sal + água.
Exemplos:      CaO   +   H2O =====>   Ca(OH)  
                   CaO   +   2 HCl ====>   CaCl2   +   H2O
Óxidos anfóteros: são óxidos que reagem tanto com ácidos como com bases.
Exemplos:       Al2O3; ZnO; PbO.

Óxidos neutros ou indiferentes: não reagem com água, nem com ácido, nem com base.
Exemplos:       CO; NO; N2O.

Peróxidos: apresentam dois átomos de oxigênio ligados entre si.
Exemplos:       Na2O2; Ca2O2; H2O2.

NOMENCLATURA DOS ÓXIDOS

Os óxidos formados por não – metais ligados a Oxigênio são classificados como Óxidos Moleculares e tem seu nome estabelecido pela seguinte regra:
               Prefixo que indica                                                Prefixo que indica
                    quantidade          +    óxido de       +        a quantidade          +     nome do elemento
                    de Oxigênio                                          do outro elemento
Exemplos:
CO = monóxido de carbono
CO2 = dióxido de difósforo
P2O5 = pentóxido de difósforo
Os óxidos formados por metais geralmente são óxidos iônicos e neles o oxigênio apresenta carga -2. Seu nome é formado da seguinte maneira:
Óxido de nome do elemento (valência)
Exemplos:       Na2O = óxido de sódio
                        Fe2O3 = Óxido de Ferro III

NÚMERO DE OXIDAÇÃO
O número de oxidação ou Nox, é a carga real ou aparente que um átomo adquire em função da diferença de eletronegatividade entre eles e os seus ligantes, numa ligação química.
·         O nox de um elemento em uma substância simples é sempre zero, pois não há nem perda e nem ganho de elétrons.
Exemplos:                  H2 : NoxH   =  0
                                   O3 : NoxO   =  0
Fe : NoxFe   =  0
·         O Nox de um íon simples é igual à sua carga (é a própria definição de Nox).
Exemplos:                  Na+ : NoxNa  =  + 1
S2 - : NoxS  =  - 2
·         O Nox do Hidrogênio em compostos é + 1, com exceção dos compostos com metal, em que o NoxH = -1
Exempos:                   H2O : NoxH  =  + 1
NaH : NoxH  =  - 1
·         O Nox do Oxigênio nos compostos é – 2, com exceção dos compostos com Flúor (O2F2  e  OF2).
Exemplos:                  H2O  :  NoxO  =  - 2
H2O2 :  NoxO  =  - 1
O2F2  :  NoxO   =  + 1
OF2   :  NoxO  =  + 2

A soma algébrica dos Nox de todos os átomos de uma molécula é sempre igual a zero (o número de elétrons cedidos é sempre igual ao número de elétrons recebidos).
Exemplos:
          H2 O                                              Na2  S                                    H2 S O4
    Nox : + 1, - 2                                 Nox : + 1, - 2                      Nox :  + 1,  + 6,  - 2
Soma :  + 2  –  2  =  0                   Soma :  + 2 - 2  =  0           Soma :  + 2,  + 6,  - 8  =  0

A soma algébrica dos Nox dos elementos em um íon composto é igual à sua carga (a carga do íon indica que houve perda ou ganho de elétrons).
Exemplos:
N  H4+                                     Cr2  O72-
       Nox :  - 3,  + 1                      Nox :    +   6   -   2
            Soma :  -  3  +  4  =  +  1        Soma :  +   12   -   14   =   - 2
Para se determinar o Nox de algum átomo numa molécula, usam-se os Nox conhecidos.
Exemplo:                                                      
H4     P2     O7
         Nox :  +  1   x   -  2
Soma:  +  4  +  2x  -  14  =  0
2x  =  10
    x = 5
      NoxP  =  + 5

EXERCÍCIOS PROPOSTOS
1)      O conjunto de compostos inorgânicos quimicamente semelhantes representa o (a):
a)      Grupo inorgânico
b)      Função inorgânica
c)      Família inorgânica
d)      Sistema inorgânico
2)      Indique os dois produtos de uso comum que apresentam propriedades alcalinas:
a)      Sal e coalhada
b)      Detergente e vinagre
c)      Bicarbonato e álcool
d)      Leite de magnésia e soda cáustica
3)      Os compostos HCl, Mg(OH)2 e CaCO3, são respectivamente:
a)      Base, base, sal
b)      Base, base, óxido
c)      Ácido, base, sal
d)      Ácido, base, óxido
4)      As substâncias que, em solução aquosa conduzem a corrente elétrica e contém o grupo (OH-) hidroxila, são os / as:
a)      Sais
b)      Ácidos
c)      Bases
d)      Óxidos
5)      A pirita, o fluoreto de sódio e a gipsita, são típicos exemplos de:
a)      Sais
b)      Bases
c)      Ácidos
d)      Óxidos
6)      O ar que expiramos contém gás carbônico (CO2), que se borbulhado dentro de água pura, forma pequena quantidade de H2CO3. Nestas condições, a solução obtida:
a)      Torna-se ligeiramente básica.
b)      Torna-se fortemente básica.
c)      Torna-se fracamente ácida.
d)      Continua neutra, como em seu estado puro.
7)      A fenolftaleína é uma espécie química que, adicionada a soluções aquosas básicas, adquire uma coloração vermelha. Assinale a alternativa que contém uma espécie química em presença da qual a fenolftaleína fica vermelha.
a)      Ca(OH)2
b)      NaCl
c)      HCl
d)      KBr
8)      Assinale a alternativa errada:
a)      A fórmula do ácido sulfúrico é H2S
b)      A fórmula do óxido de cálcio é CaO
c)      A fórmula do hidróxido de potássio é KOH
d)      A fórmula do gás nitrogênio é N2


9)      A decomposição térmica do carbonato de cálcio é representada pela equação química:
      CaCO3 (s)       ======>      CaO (s)     +     CO2 (g)
                            Podemos dizer que nessa decomposição ocorre a formação de:
a)      Uma base e de um óxido
b)      Duas bases
c)      Um sal e um óxido
d)      Dois óxidos
10)  Assinale a alternativa correta:
a)      KBr representa a fórmula de um sal, enquanto que Na2O representa a fórmula de um ácido.
b)      HNO3 reprsenta a formula de um ácido, enquanto Ba(OH)2 representa a formula de um sal.
c)      AlO3 representa a formula de um sal, enquanto que CaCL2 representa a formula de uma base.
d)      H3PO4 representa a formula de um ácido, enquanto que Al2(SO4)3 representa a formula de um sal.
11)  O H3PO3 é um:
a)      Triácido
b)      Diácido
c)      Tetracido
d)      Monoácido
12)  Das alternativas abaixo, qual a única que NÃO corresponde a uma propriedade dos ácidos, segundo a definição de Arrhenius:
a)      Conduz eletricidade
b)      Apresenta sabor azedo
c)      Torna azul o tornassol vermelho
d)      Quando adicionado a um carbonato, produz efervescência com liberação de gás carbônico
13)  Assinale a alternativa em que estão representadas apenas as fórmulas de sais oxigenados de Cloro:
a)      NaCl, KCl, CaCl2, AlCl3
b)      BaCl2, KClO3, Zn(ClO2)2, AgCl
c)      Cr(ClO3)3, KNO3, NaClO, Ca(ClO)2
d)      AgClO4, LiClO2, Mg(ClO3)2, NaClO
14)  O ácido que dá origem ao sulfito férrico é utilizado como alvejante e conservante de alimentos. A reação de neutralização que produz este sal é proveniente dos seguintes reagentes:
a)      Ácido sulfídrico e óxido de ferro III
b)      Ácido sulfídrico e hidróxido de ferro III
c)      Ácido sulfúrico e hidróxido de ferro III
d)      Ácido sulfuroso e hidróxido de ferro III
e)      Ácido sulfuroso e óxido de ferro III
15)  A neutralização parcial de ácido carbônico pelo hidróxido de sódio, produz:
a)      Carbeto de sódio
b)      Carbonito de sódio
c)      Bicarbonato de sódio
d)      Carbonato de sódio
e)      Tiocarbonato de sódio
16)  O óxido CO não reage com água, porque é:
a)      Um superóxido
b)      Um peróxido
c)      Um anfótero
d)      Indiferente

17)  O elemento quimico oxigênio forma o ânion bivalente O-2 chamado “óxido”. A representação da fórmula correta do óxido de ferro III é:
a)      Fe2O3
b)      Fe3O2
c)      FeO
d)      Fe3O4
18)  O pirofosfato de potássio (K4P2O7), proveniente da neutralização do ácido pirofosfórico, apresenta para o FÓSFORO o número de oxidação:
a)      – 5
b)      – 2
c)      + 2
d)      + 5
e)      + 9
19)  Os números de oxidação do manganês nos compostos Na2MnO4 e NaMnO4 são, respectivamente:
a)      7 e 6
b)      6 e 7
c)      6 e 6
d)      7 e 7
20)  O Pb é um metal de transição pertencente ao grupo 4A, podendo, quando forma compostos, apresentar dois números de oxidação (Nox). Considere a equação abaixo, que representa a reação ocorrida no interior dos acumuladores elétricos:
Pb + PbO2  +  2  H2SO4 ===> 2  PbSO4  +  2  H2O
            O chumbo, nas substâncias Pb, PbO2 e PbSO4, apresenta Nox, respectivamente, iguais a:
a)      0, - 4,  2
b)      0,  4,  4
c)      – 4,  - 4,  2
d)      2,  2,  2
e)      0,  4,  2
21)  Dados os seguintes compostos:
I – MnO2
II – Mn
III – MnSO4
IV – KmnO4
V – MnO(OH)
            O número de oxidação do manganês é máximo em:
a)      I
b)      II
c)      III
d)      IV
e)      V



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