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Química Funções Inorgânicas Ácidos Ácidos são compostos covalentes, ou seja, que compartilham elétrons nas suas ligações. Eles têm a capacidade de ionizar em água e formar cargas, liberando o H+ como único cátion. Classificação dos ácidos: Os ácidos podem ser classificados de acordo com a quantidade de hidrogênios que são liberados em solução aquosa e ionizam-se, reagindo com a água formando o íon hidrônio. Número de hidrogênios ionizáveis Monoácidos: possuem apenas um hidrogênio ionizável. Exemplos: HNO3, HCl e HCN Diácidos: possuem dois hidrogênios ionizáveis. Exemplos: H2SO4, H2S e H2MnO4 Triácidos: possuem três hidrogênios ionizáveis. Exemplos: H3PO4 e H3BO3 Tetrácidos: possuem quatro hidrogênios ionizáveis. Exemplos: H4P7O7 A força de um ácido é medida pelo grau de ionização. Quanto maior o valor de reto alfa mais forte é o ácido, pois: Fortes: possuem grau de ionização superior a 50%. Moderados: possuem grau de ionização entre 5% e 50%. Fracos: possuem grau de ionização inferior a 5%. Presença de oxigênio Hidrácidos: não apresentam átomos de oxigênio. Exemplos: HCl, HBr e HCN. Oxiácidos: O elemento oxigênio está presente na estrutura do ácido. Exemplos: HClO, H2CO3 e HNO3. Nomenclatura Hidrácidos Regra: Exemplos: HBr – ácido bromídrico HII– ácido iodídrico HCl – ácido clorídrico H2S: ácido sulfídrico HCN: ácido cianídrico Nomenclatura Oxiácidos No caso dos oxiácidos, os ácidos padrões formados pelos ânions de cada família (famílias 14, 15, 16 e 17 da Tabela Periódica) seguem a regra geral abaixo: Por exemplo, o nitrogênio forma com o oxigênio o ânion nitrato (NO3-). Assim, ao ligar-se ao hidrogênio, forma-se o ácido HNO3, esse ácido é chamado, portanto, de ácido nítrico, pois a terminação “ato” foi trocada por “ico”. Outros exemplos: HClO3 : ácido clórico H3PO4: ácido fosfórico H2SO4: ácido sulfúrico H2CO3: ácido carbônico No entanto, existem outros ácidos que se formam com um mesmo elemento central. Assim, para nomeá-los, nós nos baseamos nos ácidos padrões mencionados acima e na quantidade de oxigênio, seguindo a seguinte regra: Ácido+Hipo+nome do elemento+oso/+1 e +2 Ácido+nome do elemento+oso / +3 e +4 Ácido+nome do elemento+ico / +5 e +6 Ácido+Per+nome do elemento+ico / +7 Por exemplo: HClO4 = Ácido Perclórico + 1 + x + (-8) = 0 X = +7 H2SO4 = Ácido Sulfúrico +2 + x + (-8) = 0 X = +6 HNO2 = Ácido Nitroso + 1 + x + (-4) = 0 X = +3 HBrO = Ácido Hipobromoso + 1 + x + (-2) = 0 X = + 1 Características dos Ácidos As principais características dos ácidos são: Têm sabor azedo. Conduzem corrente elétricas, pois são soluções eletrolíticas. Formam o gás hidrogênio quando reagem com metais, como magnésio e zinco. Formam gás carbônico ao reagir com carbonato de cálcio. Alteram para uma cor específica os indiciadores ácido-base (papel de tornassol azul fica vermelho). Principais Ácidos Exemplos: ácido clorídrico (HCl), ácido sulfúrico (H2SO4), ácido acético (CH3COOH), ácido carbônico (H2CO3) Bases Bases são compostos iônicos formados por cátions, na maioria das vezes de metais, que se dissociam em água liberando o ânion hidróxido (OH-). Classificação das bases: As bases podem ser classificadas de acordo com o número de hidroxilas liberadas em solução. Número de hidroxilas Monobases: possuem apenas uma hidroxila. Exemplos: NaOH, KOH e NH4OH Dibases: possuem duas hidroxilas. Exemplos: Ca(OH)2, Fe(OH)2 e Mg(OH)2 Tribases: possuem três hidroxilas. Exemplos: Al(OH)3 e Fe(OH)3 Tetrabases: possuem quatro hidroxilas. Exemplos: Sn(OH)4 e Pb(OH)4 As bases geralmente são substâncias iônicas e a força de uma base é medida pelo grau de dissociação. Quanto maior o valor de mais forte é a base, pois: Grau de dissociação Fortes: possuem grau de dissociação praticamente 100%. Exemplos: Bases de metais alcalinos, como NaOH e KOH. Bases de metais alcalino-terrosos, como Ca(OH)2 e Ba(OH)2. Exceções: Be(OH)2 e Mg(OH)2 Fracos: possuem grau de dissociação inferior a 5%. Exemplo: NH4OH e Zn(OH)2. Solubilidade em água Solúveis: bases de metais alcalinos e amônio. Exemplos: Ca(OH)2, Ba(OH)2 e NH4OH. Pouco solúveis: bases de metais alcalinos terrosos. Exemplos: Ca(OH)2 e Ba(OH)2. Praticamente insolúveis: demais bases. Exemplos: AgOH e Al(OH)3. Nomenclatura das Bases Uma base apresenta como fórmula geral M(OH)X onde M é um metal (com exceção de NH4OH) e x é a carga desse metal. Exemplo Características das Bases A maioria das bases são insolúveis em água. Conduzem corrente elétrica em solução aquosa. São escorregadias. Reagem com ácido formando sal e água como produtos. Alteram para uma cor específica os indiciadores ácido-base (papel de tornassol vermelho fica azul). Principais Bases Sais Sais são compostos iônicos que apresentam, no mínimo, um cátion diferente de H+ e um ânion diferente de OH-.Um sal pode ser obtido em uma reação de neutralização, que é a reação entre um ácido e uma base. A reação do ácido clorídrico com hidróxido de sódio produz cloreto de sódio e água. O sal formado é composto pelo ânion do ácido (Cl-) e pelo cátion da base (Na+). Formação de um Sal Quando um ácido e uma base são misturados ocorre uma reação de neutralização, que produz sal e água. A fórmula geral para esse tipo de reação é: Ácido + Base → Sal + Água A reação de neutralização mais conhecida é a do ácido clorídrico (HCl) com o hidróxido de sódio (NaOH), resultando em cloreto de sódio (NaCl) e água (H2O). HCl + NaOH → NaCl + H2O Nessa reação, todo íon hidrogênio (H+) do ácido reagiu com todo íon hidroxila (OH-) da base. Quando isso acontece, a reação é de neutralização total. Entretanto, quando as quantidades dessas espécies reagentes não são iguais temos uma neutralização parcial, pois um componente está em maior quantidade que o outro e, por isso, não há substância suficiente para reagir. Processo de Neutralização Em solução aquosa, um ácido ioniza-se liberando o íon H+. Já na base, ocorre a dissociação e liberação de OH-. Da mesma forma, o ânion do ácido une- se ao cátion da base e formam o sal, substância característica desse tipo de reação. Neutralização Total: As quantidades de H+ e OH- estão na proporção 1:1, ou seja, para cada H+ há um OH- para neutralizá-lo. Os sais formados nesse tipo de reação são neutros e, por isso, quando dissolvidos em água não alteram o pH da solução. Neutralização Parcial: Há a "sobra" de íons H+ ou OH- que formarão um hidrogenossal (sal ácido) ou hidroxissal. Classificação dos Sais Sais neutros: Quando são dissolvidos em água não alteram o pH. Exemplo: NaCl. Sais ácidos: Quando são dissolvidos em água fazem o pH da solução ficar menor que 7. Exemplo: NH4Cl. Sais básicos: Quando são dissolvidos em água fazem o pH da solução ficar maior que 7 Exemplo: CH3COONa. Outros tipos de sais Hidrogeno-sais. Exemplo: NaHCO3 Hidroxi-sais Exemplo: Al(OH)2Cl Sais duplos. Exemplo: KNaSO4 Sais hidratados. Exemplo:CuSO4. 5H2O Sais complexos. Exemplo: [Cu(NH3)4]SO4 Nomenclatura dos Sais Principais Sais Óxidos Óxidos são compostos binários (iônicos ou moleculares), que têm dois elementos. Possuem oxigênio na sua composição, sendo ele o seu elemento mais eletronegativo. A fórmula geral de um óxido é, onde C é o cátion e sua carga y se transforma em índice no óxido formando o composto: Classificação dos Óxidos De acordo com as ligações químicas Iônicos: Combinação do oxigênio com metais. Exemplo: ZnO. Moleculares: Combinação do oxigênio com elementosnão metálicos. Exemplo: SO2. De acordo com as propriedades Básicos Em solução aquosa alteram o pH para maior que 7. Exemplo: Li2O (e demais metais alcalinos e alcalinos terrosos). Ácidos Em solução aquosa reagem com a água e formam ácidos. Exemplos: CO2, SO3 e NO2. Neutros Alguns óxidos que não reagem com a água. Exemplo: CO. Peróxidos Em solução aquosa reagem com a água ou ácidos diluídos e formam água oxigenada H2O2. Exemplo: Na2O2. Podem se comportar como ácidos ou bases. Exemplo: ZnO. Nomenclatura Óxidos Características Óxidos São substâncias binárias. São formados pela ligação do oxigênio com outros elementos, exceto o flúor. Óxidos metálicos, ao reagir com ácidos, formam sal e água. Óxidos não metálicos, ao reagir com bases, formam sal e água. Principais Óxidos