Funções Inorgânicas - 9º Ano - Turmas:901,902 e 903.

                                            

1ª aula

                                                   Funções Inorgânicas

 Como vimos, propriedades funcionais são propriedades comuns a determinados grupos de matérias, identificadas pela função que desempenham, denominadas de funções químicas.

As funções químicas são um conjunto de substâncias com propriedades químicas semelhantes, que podem ser divididas em orgânicas e inorgânicas. 

Funções orgânicas - são aquelas constituídas pelo elemento carbono, estudada pela química orgânica. A química orgânica estuda os compostos que contém carbono e a propriedade típica do carbono é a formação de cadeias. É chamada de orgânica porque inicialmente os cientistas pensavam que eles só podiam ser encontrados nos seres vivos ou fósseis. Hoje um grande número de compostos de carbono pode ser produzido em laboratório para utilização na indústria. Certos medicamentos, plásticos e pesticidas, por exemplo, são substâncias orgânicas sintéticas.

Existem algumas substâncias que possuem átomo de carbono, mas que fogem a este critério de classificação, por possuírem propriedades de compostos inorgânicos, dentre as quais se destacam: CO (monóxido de carbono), CO₂ (dióxido de carbono), KCN (cianeto de potássio), CaCO₃ (carbonato de cálcio), Na₂CO₃ (carbonato de sódio), H₂CO₃ (ácido carbônico), entre outros.

Funções inorgânicas à são aquelas constituídas por todos os demais elementos químicos que constituem os ácidos, bases, sais e óxidos, estudados pela química inorgânica. A química mineral ou inorgânica abrange o estudo dos metalóides e dos metais e das combinações químicas, tem composição qualitativa, que varia muito de um para outro elemento.

As principais funções químicas inorgânicas – ácidos, bases, sais e óxidos – são encontradas em nosso cotidiano e também em nosso organismo. Por exemplo: o ácido clorídrico é um dos constituintes do suco gástrico, encontrado no estômago; a soda cáustica é constituinte de produto de uso doméstico para desentupir pias e utilizado para fabricar o sabão; o sal de cozinha é constituído pelo cloreto de sódio e a cal viva, utilizado na construção civil e também na culinária, é constituída pelo óxido de cálcio.

Para definir estas substâncias existem vários critérios de classificação. Nós utilizaremos os critérios da condutividade elétrica segundo Arrhenius e o teste com indicadores ácido-base para caracterizar semelhança nas propriedades químicas dessas substâncias. 

	ÁCIDOS
	BASES
	MEDIDAS DE ACIDEZ E BASICIDADE
	SAIS
	ÓXIDOS                                                            Ácidos

  Ácidos no cotidiano: ácido acético - vinagre, ácido cítrico - frutas cítricas.

Introdução

Desde os tempos dos alquimistas, observou-se que certas substâncias apresentavam comportamentos peculiares quando dissolvidos na água. Entre tais propriedades destacavam-se:

	o sabor azedo facilmente identificado em frutas cítricas, como limão, laranja e maçã (a palavra ácido é proveniente do latim acidus - azedo, picante);
	formar soluções aquosas condutoras de eletricidade;
	provocar efervescência, quando em contato com o calcário;
	produzir mudança de cor nos indicadores ácido-base.

Essas substâncias foram denominados ácidos.

Os ácidos estão presentes em nosso dia a dia, como por exemplo: a laranja, o limão e as demais frutas cítricas contém ácido cítrico, a bateria de um automóvel contém ácido sulfúrico, o vinagre contém ácido acético, o ácido clorídrico é constituinte do suco gástrico no estômago, o ácido nítrico é utilizado para produzir explosivos como o TNT.

De um modo geral os ácidos são tóxicos e corrosivos, portanto deve-se evitar contato com a pele, ingeri-los ou respirá-los.

Definição Segundo Arrhenius

Ácido é todo composto molecular que, em solução aquosa, se ioniza, produzindo exclusivamente como cátion o H₃O⁺ (hidroxônio).

HCl + H₂O H₃O⁺ + Cl^–

HCN + H₂O H₃O⁺ + CN^–

No entanto, o cátion Hidroxônio (H₃O⁺) pode ser representado por H⁺:

HCl H⁺ + Cl^–

HCN H⁺ + CN^–

Classificação dos Ácidos

Quanto à natureza do ácido

  

Orgânicos - são compostos que contém em sua estrutura o grupamento carboxila, composto por um átomo de carbono ligado a um átomo de oxigênio por ligação dupla e a um grupo de hidroxila, por ligação simples:

carboxila

O grupo carboxila também pode ser representado apenas por:

-COOH

O hidrogênio ligado ao átomo de oxigênio do grupo carboxila é considerado o hidrogênio ionizável do ácido, desta forma na sua ionização, terá:

-COOH → H⁺ + -COO^-

Entre os milhares de ácidos orgânicos conhecidos, alguns são de enorme importância para o homem, como por exemplo:

COOH a ácido fórmico (proveniente das formigas)

CH₃COOH a ácido acético (extraído no vinagre, acetum – azedo)

Inorgânicos ou minerais - são de origem mineral e dividem-se em hidrácidos e oxiácidos.

Ex.: HCl, HF, HCN, H₂SO₄, H₃PO₄, et

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.

Quanto ao número de hidrogênios ionizáveis

Monoácidos (ou monopróticos) – apresentam um hidrogênio ionizável.

Exemplos: HCl, HBr, HNO₃ , H₃PO₂ (exceção).

Diácidos (ou dipróticos) – apresentam dois hidrogênios ionizáveis.

Exemplos: H₂S, H₂SO₄, H₃PO₃ (exceção).

Triácidos – apresentam três hidrogênios ionizáveis.

Exemplos: H₃PO₄, H₃BO₃.

Tetrácidos – apresentam quatro hidrogênios ionizáveis.

Exemplos: H₄SiO₄, H₄P₂O₇. 

Quanto ao número de elementos químicos

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

Quanto à volatilidade (ponto de ebulição)

Observação: Por que se deixarmos um recipiente aberto contendo éter, em pouco tempo, observa-se que o éter desaparecerá?

O éter é um líquido que possui baixo ponto de ebulição e evapora com facilidade à temperatura ambiente. Dizemos neste caso que o éter é uma substância volátil.

Outro exemplo comum ocorre com o vinagre, o qual possui um odor bastante pronunciado devido à volatilidade do ácido acético, seu principal constituinte.

Ácidos voláteis - ácidos com baixo ponto de ebulição (PE).

Ex.: todos os hidrácidos (HCl, HF, HI, HBr, HCN, H₂S), HNO₃, HCOOH e CH₃COOH.

Ácidos fixos - ácidos com elevado ponto de ebulição (PE).

Ex.: H₂SO₄ (PE = 340ºC), H₃PO₄ (PE = 213ºC) e H₃BO₃ (PE = 185ºC).

Quanto ao grau de ionização (força de um ácido)

Grau de ionização (α) de um eletrólito é o quociente entre o nº de partículas ionizadas e o nº inicial de partículas dissolvidas.

Fórmula:   nº de moléculas ionizadas      

                       Nº de moléculas dissolvidas

 O grau de ionização traduz a “força” do eletrólito.

Ácidos fortes: possuem α > 50%

Ácidos moderados: 5% α 50%

Ácidos fracos: α < 5% 

Exemplo: Ao adicionarmos ácido nítrico (HNO3) em água, de cada 100 moléculas dissolvidas, aproximadamente 90 se ionizam. Qual é o seu grau de ionização?

   α =  4    = 0,04   ou  4%      ---à ácido fraco.

        100

      

Regra Prática para Determinação da Força de um Ácido

I. Hidrácidos

Ácidos fortes: HI > HBr > HCl.

Ácido moderado: HF.

Ácidos fracos: demais.


II. Oxiácidos

Sendo H_xE_zO_y a fórmula de um ácido de um elemento qualquer, temos:

em que:

  

se:

m = 3 ácido muito forte

Exemplos: HClO₄ , HMnO₄...


m = 2 ácido forte

Exemplos: HNO₃ , H₂SO₄...

m = 1 ácido moderado

Exemplos: H₃PO₄ , H₂SO₃ , H₃PO₃(2 H⁺), H₃PO₂(1 H⁺)

m = 0 ácido fraco

Exemplos: HClO, H₃BO₃   

2ª Aula

                                             Formulação e Nomenclatura dos ácidos

I. Formulação

O ácido é formado pelo cátion H⁺ e ânion qualquer (A^x-). Portanto, podemos representar sua fórmula da seguinte maneira:

H⁺A^x- H_xA

Δ Como montar as fórmulas de ácidos a partir dos ânions.

Regra:  1ª Verificamos a carga negativa do ânions.

2ª Colocamos o símbolo do (H) hidrogênio e embaixo dele a quantidade da carga do ânion.

3ª Colocamos ao lado do H o ânion sem sua carga.

* CrO₄^-2    --------à  H₂CrO₄                                          * SbO₄^-3 -----à   H₃SbO₄

* H₂PO₂^-  -------à                                             * BO₃^-3 -----à

* ZnO₂^-2 --------à                                             * As₂O₇^-4 ---à

Δ Como escrever as fórmulas a partir do nome.

   

 Regra: 1º Devemos localizar o sufixo do ácido e depois trocá-lo pelo seu respectivo ânion.

2º Procurar na tabela de ânion o seu ânion correspondente.

3º Escrever o símbolo do hidrogênio acompanhado da carga do ânion.

* ácido perclórico --à retira o ico e põe ato.    Perclorato =   ClO₄^{-   --------à}  HClO₄

* ácido nítrico  --à retira o ico e põe ato. Nitrato =     NO₃^-     HNO₃

* ácido hipossulfuroso --à retira o oso e põe ito. Hipossulfurito = S₂O₄^-2 --à H₂S₂O₄

* ácido bromídrico --à retira o ídrico e põe eto. Brometo = Br^-  --à  HBr

II. Nomenclatura

Δ Para escrevermos o nome do ácido a partir das fórmulas:

Regra: Devemos identificar o ânion.

2ª Escrevermos a palavra ácido e do lado o nome do ânion com o seu sufixo trocado.

   

* HClO₂   --à ClO₂^- -------à Clorito --à retira o ito e põe oso. Ácido cloroso.

* H₃SbO₄ -à SbO₄^-3 --à antimoniato -à retira o ato e põe ico. Ácido antimônico.

* H₂S_e --à Se^-2 --à Seleneto -à retira o eto e põe ídrico. Ácido Selenídrico.

 Δ Nomenclatura dos Ânions

Podemos considerar que os ânions são provenientes dos ácidos.

Assim, temos:

    

HF = ácido fluorídrico → F^- = fluoreto

HCl = ácido clorídrico → Cl^- = ânion cloreto

HBr = ácido bromídrico → Br^- = ânion brometo

HI = ácido iodídrico → I^- = ânion iodeto

HCN = ácido cianídrico → CN^- =  ânion cianeto

HNO₃ = ácido nítrico → NO₃^- = ânion nitrato

HNO₂ = ácido nitroso → NO₂^- = ânion nitrito

HClO₃ = ácido clórico → ClO₃^- = ânion clorato

HClO₄ = ácido perclórico → ClO₄^- = ânion perclorato

HClO₂ = ácido cloroso → ClO₂^- = ânion clorito

HClO = ácido hipocloroso → ClO^- = ânion hipoclorito

CH₃COOH = ácido acético → CH₃COO^- = ânion acetato

 Δ Hidrácidos (H_xE)

 

Exemplos

HCl ácido clorídrico
HBr ácido bromídrico
HCN ácido cianídrico
H₂S ácido sulfídrico
HI ácido iodídrico

Oxiácidos (H_xE_zO_y)

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

   

Regra geral para elementos que formam 2 ou mais oxiácidos:

   

Como vemos na tabela acima, todo oxiácido padrão tem terminação ico. Se tivermos um ácido com:

a) um oxigênio a mais que o padrão, acrescentamos o prefixo per;

b) um oxigênio a menos que o padrão, a terminação muda para oso;

c) dois oxigênios a menos que o padrão, a terminação continua oso e acrescentamos o prefixo hipo.

Resumindo temos:   

             

         

                                                         Atividades de Fixação

1) Escreva as fórmulas dos ácidos:

a) ácido clórico =

b) ácido cloroso =

c) ácido hipocloroso =

d) ácido iodídrico =

e) ácido sulfídrico =

f) ácido clorídrico =

g) ácido cianídrico =

2) Forneça a nomenclatura para os ácidos:

1. HClO₂
2. H₃PO₄
3. HClO₄
4. H₂SO₃
5. H₄P₂O₇
6. HClO₃
7. HNO₂
8. H₃PO₃

3) Dê as fórmulas das substâncias:

a) hidróxido de lítio                        e) ácido hipofosforoso   
b) hidróxido de magnésio                f) ácido fosforoso      
c) hidróxido de níquel III                 g) ácido metabórico    
d) hidróxido de prata                             h) ácido pirossulfúrico   

4) (U. PASSO FUNDO-RS) Ao dissociar em água destilada o ácido ortofosfórico (H3PO4), resultam, como cátion e ânion:

a) 3H+(aq) e PO (aq)
b) PO (aq) e 3H-(aq)
c) PO (aq) e H+(aq)
d) 2H+(aq) e PO (aq)
e) 3H+(aq) e HPO(aq)

5) Identifique os elementos em oxiácidos ou hidrácidos.

a) HCN =                                                 d) H₃BO₃ =

b) HI =                                                     e) HCl =

c) H₃PO₄  =

6) O que significa dizer:  o grau de ionização de um ácido é 80%.

     R:

7) O que é grau de ionização?

   R:

8)   Complete a tabela:

		CLASSIFICAÇÃO
Nome do ácido	Fórmula	Nº DE H+	Nº DE ELEMENTOS	Presença de oxigênio
Alumínico	HAlO2	monoácido	ternário	oxiácido
Antimônico
Antimonioso
Arsênico
Arsenioso
Bismútico
Bórico
Brômico
Bromídrico
Carbônico
Ciânico
Cianídrico
Clórico
Clorídrico
Cloroso
Crômico
Dicrômico
Estânico
Estanoso
Ferricianídrico
Ferrocianídrico
Fluorídrico
Fosforoso
hipobromoso
Hipocloroso
Hipoiodoso
Iódico
Iodídrico
Iodoso
Mangânico
Metafosfórico
Nítrico
Nitroso
Ortossilícico
Oxálico
Perbrômico
Perclórico
Periódico
Permangânico
Piroantimônico
Piroarsênico
Pirofosfórico
Sulfídrico
Sulfúrico
Sulfuroso
Tiociânico
Tiossulfúrico
Zíncico

9) Escreva a fórmula do ácido, conforme o exemplo

AlO2-1	HAlO2	CO3-2	H2CO3
BiO3-1		CrO4-2
Br-1		Cr2O7-2
BrO-1		SnO3-2
BrO3-1		SnO2-2
BrO4-1		HPO3-2
Cl-1		MnO4-2
ClO-1		SiO3-2
ClO2-1		C2O4-2
ClO3-1		S-2
ClO4-1		SO4-2
CN-1		SO3-2
F-1		S2O3-2
H2PO2-1		ZnO2-2
I-1		SbO4-3
IO-1		SbO3-3
IO2-1		AsO4-3
IO3-1		AsO3-3
IO4-1		BO3-3
MnO4-1		Fe(CN)6-3
NO2-1		PO4-3
NO3-1		Fe(CN)6-4
OCN-1		SiO4-4
PO3-1		Sb2O7-4
SCN-1		As2O7-4
HCO3-1		P2O7-4
HSO4-1		P2O5-4