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Aula 7: Funções Inorgânicas – Ácidos e Bases DISCIPLINA: QUÍMICA PROFE. ISADORA SALAS 1 E 2: 06/05/2019 SALAS 3 E 4: 07/05/2019 Teoria de Arrhenius Em aproximadamente 1887, Svante Arrhenius verificou, por meio de experimentos, que algumas soluções aquosas conduziam corrente elétrica e outras não. Solução Não-Eletrolítica • Quando a lâmpada não acende, nos mostra que a solução aquosa de sacarose não possibilita a passagem de corrente elétrica. • Este tipo de solução é chamada de solução não-eletrolítica. • As substâncias que não produzem íons quando em solução aquosa são chamadas de não-eletrólitos. • Os não-eletrólitos são sempre moleculares. Solução Eletrolítica • Quando a lâmpada acende, nos mostra que a solução aquosa de cloreto de sódio possibilita a passagem de corrente elétrica. • Este tipo de solução é chamada de solução eletrolítica. • As substâncias que produzem íons quando em solução aquosa são chamadas de eletrólitos. • Os eletrólitos podem ser iônicos (NaCl) ou moleculares (HCl). Dissociação e Ionização • Quando um eletrólito é iônico, a sua dissolução em água possibilita a separação dos íons do retículo cristalino. Esse fenômeno é chamado de dissociação iônica. • Exemplo: Dissociação e Ionização • Quando um eletrólito é molecular, a sua dissolução em água possibilita a formação de íons, devido à reação das moléculas da substância dissolvida com as moléculas de água. Esse fenômeno é chamado de ionização. • Exemplo: Simplificando: Grau de Ionização (ou de Dissociação Iônica) • Existem dois tipos de eletrólitos: • Eletrólitos fortes: existem somente como íons em solução. Exemplos: NaCl, HCl • Eletrólitos fracos: existem como uma mistura de íons e moléculas não-ionizadas em solução. Exemplos: HF Grau de Ionização (ou de Dissociação Iônica) • A grandeza que mede a quantidade em porcentagem das moléculas que sofrem ionização é chamada de grau de ionização ( ). = 𝑛º 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 𝑖𝑜𝑛𝑖𝑧𝑎𝑑𝑎𝑠 𝑛º 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 𝑑𝑖𝑠𝑠𝑜𝑙𝑣𝑖𝑑𝑎𝑠 • Observação: • varia entre 0 e 100% • próximo a 0% = eletrólito fraco • próximo de 100% = eletrólito forte Ácidos • Função química: é o conjunto de substância com propriedades químicas semelhantes. • Grupo funcional: é um átomo ou grupo de átomos responsável pelo comportamento químico semelhante de diferentes substâncias. • No caso da função química ácido, o grupo funcional é o (H). • Ácido, segundo Arrhenius, é todo composto que, em solução aquosa, se ioniza, produzindo exclusivamente como cátion o H+. Ácidos Exemplos: Atualmente, sabemos que o H+ se une à molécula de água formando o cátion H3O+ (hidrônio ou hidroxônio). Classificação dos Ácidos I. Quanto à presença de oxigênio na molécula: Hidrácidos – não possuem oxigênio. Exemplos: HCl, HCN... Oxiácidos – possuem oxigênio. Exemplos: HNO3, HClO3, H2SO4... Classificação dos Ácidos II. Quanto ao número de hidrogênios ionizáveis: Monoácidos (ou monopróticos) – apresentam um hidrogênio ionizável. Exemplos: HCl, HBr, HNO3... Diácidos (ou dipróticos) – apresentam dois hidrogênios ionizáveis. Exemplos: H2S, H2SO4... Triácidos – apresentam três hidrogênios ionizáveis. Exemplos: H3PO4, H3BO3... Tetrácidos – apresentam quatro hidrogênios ionizáveis. Exemplos: H4SiO4, H4P2O7... Classificação dos Ácidos III. Quanto ao número de elementos químicos diferentes: Binário - dois elementos químicos diferentes. Exemplos: HCl, H2S, HBr. Ternário - três elementos químicos diferentes. Exemplos: HCN, HNO3, H2SO4. Quaternário - quatro elementos químicos diferentes. Exemplos: HCNO, HSCN. Classificação dos Ácidos IV. Quanto à volatilidade (ponto de ebulição): Voláteis – possuem baixo ponto de ebulição. Exemplos: HCl (-85°C), H2S (-59,6°C), HCN (26°C), HNO3 (86°C). Fixos – possuem alto ponto de ebulição. Exemplos: H2SO4 (338°C), H3PO4 (213°C), H3BO3 (185°C). Classificação dos Ácidos V. Quanto ao grau de ionização (força de um ácido): Ácidos fortes: possuem 𝛼 > 50% Ácidos moderados: 5% ≤ 𝛼 ≤ 50% Ácidos fracos: 𝛼 HBr > HCl. Ácido moderado: HF. Ácidos fracos: demais ácidos. Classificação dos Ácidos • Determinação da força de um ácido para oxiácidos: Sendo HxEzOy a fórmula de um ácido de um elemento E qualquer, temos: 𝑚 = 𝑦 − 𝑥 Em que: y = n° de átomos de oxigênio x = n° de átomos de hidrogênios ionizáveis Classificação dos Ácidos Se: m = 3: ácido muito forte Exemplos: HClO4, HMnO4... m = 2: ácido forte Exemplos: HNO3, H2SO4... m = 1: ácido moderado Exemplos: H3PO4, H2SO3... m = 0: ácido fraco Exemplos: HClO, H3BO3... Formulação Formulação: O ácido é formado pelo cátion H+ e ânion qualquer (A-). Podemos representar sua fórmula da seguinte maneira: Nomenclatura dos Ácidos Nomenclatura: O nome de um ácido é dado por: ÁCIDO + NOME DO ELEMENTO + TERMINAÇÃO ÍDRICO, ICO OU OSO. Para HIDRÁCIDOS (HxE) ÁCIDO + NOME DE E + ÍDRICO Exemplos: HCl (ácido clorídrico), HBr (ácido bromídrico), HCN (ácido cianídrico), H2S (ácido sulfídrico), HI (ácido iodídrico). Nomenclatura dos Ácidos Para OXIÁCIDOS E HIDRÁCIDOS ÁCIDO + NOME DO ÂNION + PREFIXO Macete: mosquITO teimOSO, te mATO te pICO, te mETO no vIDRICO. Ânion Ácido eto ídrico ato ico ito oso Exemplos ÁCIDOS MAIS HABITUAIS H2CO3 Ácido carbônico HClO4 Ácido perclórico HNO3 Ácido nítrico HClO3 Ácido clórico HNO2 Ácido nitroso HClO2 Ácido cloroso H2SO4 Ácido sulfúrico HClO Ácido hipocloroso H2SO3 Ácido sulfuroso H2MnO4 Ácido mangânico HSPO4 Ácido fosfórico HMnO4 Ácido permangânico H2CrO4 Ácido crômico H2Cr2O7 Ácido dicrômico Bases • Base é todo composto que em solução aquosa produz exclusivamente como ânion OH- (hidroxila ou oxidrila), que é o grupo funcional da função orgânica base. Classificação das Bases I. Quanto ao número de hidroxilas (OH-) Monobases – possuem uma hidroxila. Exemplos: NaOH, NH4OH, AgOH. Dibases – possuem duas hidroxilas. Exemplos: Ca(OH)2, Cu(OH)2, Mg(OH)2. Tribases – possuem três hidroxilas. Exemplos: Al(OH)3, Fe(OH)3. Tetrabases – possuem quatro hidroxilas. Exemplos: Sn(OH)4, Pb(OH)4. Classificação das Bases II. Quanto ao grau de ionização Bases fortes: o grau de ionização é praticamente 100% 𝛼 ≅ 100% . Os hidróxidos dos metais alcalinos e alcalinoterrosos, por serem de natureza iônica, são bases fortes. Exemplo: NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2. Bases fracas: o grau de ionização é menor de 5% 𝛼e III e) III e IV 2. ENEM 2009 - O processo de industrialização tem gerado sérios problemas de ordem ambiental, econômica e social, entre os quais se pode citar a chuva ácida. Os ácidos usualmente presentes em maiores proporções na água da chuva são o H2CO3, formado pela reação do CO2 atmosférico com a água, o HNO3, o HNO2, o H2SO4 e o H2SO3. Esses quatro últimos são formados principalmente a partir da reação da água com os óxidos de nitrogênio e de enxofre gerados pela queima de combustíveis fósseis. A formação de chuva mais ou menos ácida depende não só da concentração do ácido formado, como também do tipo de ácido. Essa pode ser uma informação útil na elaboração de estratégias para minimizar esse problema ambiental. Se consideradas concentrações idênticas, quais dos ácidos citados no texto conferem maior acidez às águas das chuvas? a) HNO3 e HNO2. b) H2SO4 e H2SO3. c) H2SO3 e HNO2. d) H2SO4 e HNO3. e) H2CO3 e H2SO3. 3. (Fuvest) - Assinale a alternativa que apresenta dois produtos caseiros com propriedades ácidas. a) Detergente e vinagre b) Sal e coalhada c) Leite de magnésia e sabão d) Bicarbonato e açúcar e) Coca-cola e vinagre 4. (Acafe-SC) - Os nomes dos ácidos oxigenados abaixo são, respectivamente: HNO2 HClO3 H2SO4 H2SO3 H3PO4 a) nitroso, clórico, sulfúrico, sulfuroso e fosfórico; b) nítrico, clorídrico, sulfuroso, sulfúrico e fosfórico; c) nítrico, hipocloroso, sulfúrico, sulfuroso e fosforoso; d) nitroso, perclórico, sulfuroso, sulfúrico e fosfórico; e) nítrico, cloroso, sulfuroso, sulfúrico e hipofosforoso. 5. (FCB-ARARAS-SP) - Após a ionização de um ácido em água, observou-se que o número de moléculas ionizadas era o quádruplo do número de moléculas não-ionizadas. Com base nessa observação, a porcentagem de ionização do referido ácido era: a) 25%. b) 40%. c) 70%. d) 75%. e) 80%. 6. (Esal-MG) - Uma solução aquosa de H3PO4 é ácida devido à presença de: a) água. b) hidrogênio. c) fósforo. d) hidrônio. e) fosfato. 7. (UEM) Assinale o que for correto. 01) As substâncias iônicas conduzem corrente elétrica tanto em solução aquosa como quando fundidas. 02) Uma molécula de um tetrácido produz, na ionização, três íons H+ , e um exemplo é o H3BO3. 04) O HClO é chamado de ácido hipocloroso. 08) O ácido fluorídrico pode corroer o vidro comum, pois reage com a sílica, formando o fluoreto de silício (SiF4). 16) As bases ou hidróxidos não são capazes de formar soluções aquosas condutoras de eletricidade. 8. (Mack-SP) - Certo informe publicitário alerta para o fato de que, se o indivíduo tem azia ou pirose com grande frequência, deve procurar um médico, pois pode estar ocorrendo refluxo gastroesofágico, isto é, o retorno do conteúdo ácido do estômago. A fórmula e o nome do ácido que, nesse caso, provoca queimação no estômago, a rouquidão e mesmo dor toráxica são: a) HCl e ácido clórico. b) HClO2e ácido cloroso. c) HClO3e ácido clórico. d) HClO3 e ácido clorídrico. e) HCl e ácido clorídrico. 9. (Unioeste 2012) - Os hidróxidos de sódio, cálcio, alumínio e magnésio são bases utilizadas com diferentes números de hidroxilas. Assinale a alternativa que define corretamente estas bases na sequência indicada. a) Monobase, dibase, dibase e monobase. b) Monobase, monobase, tribase e dibase. c) Dibase, dibase, tribase e dibase. d) Tribase, monobase, monobase e monobase. e) Monobase, dibase, tribase e dibase. 10. (PUC-PR) - Assinale a alternativa que representa as bases segundo o grau crescente de solubilidade: a) Hidróxido de Ferro II, Hidróxido de Sódio, Hidróxido de Cálcio. b) Hidróxido de Lítio, Hidróxido de Magnésio, Hidróxido de Cálcio. c) Hidróxido de Sódio, Hidróxido de Cálcio, Hidróxido de Magnésio. d) Hidróxido de Ferro II, Hidróxido de Cálcio, Hidróxido de Sódio. e) Hidróxido de Sódio, Hidróxido de Potássio, Hidróxido de Cálcio. 11. (Fuvest-SP) - Identifique a alternativa que apresenta dois produtos caseiros com propriedades alcalinas básicas: a) detergente e vinagre. b) sal e coalhada. c) leite de magnésia e sabão. d) bicarbonato e açúcar. e) Coca-cola e água de cal. 12. (UFRJ) - Um médico atendeu um paciente com dores abdominais, originadas de uma patologia denominada “úlcera péptica duodenal”. Para tratamento desse paciente, o médico prescreveu um medicamento que contém um hidróxido metálico, classificado como “uma base fraca”. Esse metal pertence, de acordo com a Tabela de Classificação Periódica, ao seguinte grupo: a) 1 e) 2 b) 13 c) 16 d) 17 13. (FMU) - Para combater a acidez estomacal causada pelo excesso de ácido clorídrico, costuma-se ingerir um anti-ácido. Das substâncias abaixo, encontradas no cotidiano das pessoas, a mais indicada para combater a acidez é a) refrigerante b) suco de laranja c) água com limão d) vinagre e) leite de magnésia 14. Sabor adstringente é o que percebemos quando comemos uma banana verde (não-madura). Que substancia a seguir teria sabor adstringente? a) Al(OH)3. b) C12H22O11 c) CH3COOH. d) H3PO4. e) NaCl Gabarito 1. B 2. D 3. E 4. A 5. E 6. D 7. 13 8. E 9. E 10. D 11. C 12. B 13. E 14. A