Resumo sobre funções inorgânicas–2º H–ETEC Júlio de Mesquita.

FUNÇÕES QUÍMICAS INORGÂNICAS

Todas as substâncias e compostos existentes no chamado “Reino Mineral” podem ser agrupados em quatro grupos, conforme determinadas substâncias que apresentem propriedades em comum. Como exemplo, podemos usar as frutas, separando-as em dois grupos:

  • A – laranja, abacaxi, morango, limão, e tangerina
  • B – cajú, mamão, caqui, goiaba e manga.

Para caracterizar melhor, imagine o sabor destas frutas verdes… A característica do grupo A é que são azedas ou ácidas. As do grupo B “amarram” na boca, ou seja, tem sabor adstringente. Se forem misturadas as frutas do grupo A o sabor será reforçado. Porém, se misturarmos o grupo A com o B, surgem novos sabores, a acidez é atenuada, neutralizada.

O sabor azedo é uma característica das substâncias ácidas. Isso vale tanto para as frutas como para outros compostos químicos. Deve existir alguma parte comum nas moléculas de algumas substâncias destas frutas. Conceituamos função química como o conjunto de substâncias que possuem propriedades comuns. Estas propriedades devem-se a grupos de átomos comuns. Existem quatro funções: óxidos, bases, ácidos e sais, . O esquema abaixo mostra a relação entre estes grupos:

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Seria bom se você fizesse uma pequena revisão do que é uma ligação química antes de continuar!

FUNÇÃO QUÍMICA ÓXIDO

Os óxidos são compostos cuja molécula é formada pelo oxigênio e outro elemento químico qualquer (composto binário). Este outro elemento pode ser um metal, um não metal ou um semi metal.

Óxidos metálicos

São os óxidos onde o elemento diferente do oxigênio é um metal. Neste caso o composto é iônico. O ânion O2- chama-se óxido e o nome do composto será:

óxido de nome do elemento (valência) .

Exemplos:

Na1+ O2- ficará Na2O ou óxido de sódio Co2+ O2- ficará CoO ou óxido de cobalto II (deve ser indicado pois também tem cobalto III).

Pb4+ O2- ficará PbO2 ou óxido de chumbo IV (para não confundir com chumbo II = Pb2+)

 

Al2O3 Um truque prático: quando as valências forem diferentes, use-as como índices dos átomos:

O óxido de alumínio deverá ter vários átomos deste metal e do oxigênio em quantidades tais que a molécula, no seu total, tenha cargas elétricas positivas e negativas iguais (todos os átomos fazem todas suas ligações).

Alguns metais possuem duas ou mais valências diferentes. Neste caso damos um “sobrenome” em algarismo romano o metal, indicando sua valência:

· FeO onde Fe2+ O2- óxido de ferro II

· Fe2O3 onde Fe23+ O32- óxido de ferro III

· PbO onde Pb2+ O2- óxido de chumbo II

· PbO2 onde Pb4+ O22- óxido de chumbo IV

Óxidos não metálicos

São aqueles que apresentam elementos não metálicos ligados ao oxigênio. Os elementos não metálicos não perdem elétrons, portanto não existem cargas elétricas positivas (+) e negativas (-). A união entre os átomos ocorre por entrelaçamento de elétrons (pares eletrônicos). Representamos através de um “tracinho” (-) para cada par eletrônico. Alguns elementos podem “emprestar” pares eletrônicos ao oxigênio, os quais representamos por uma pequena seta (à): clip_image003 clip_image005

Podemos ainda supor que existe uma “valência positiva” para os elementos não metálicos. Esta “valência” será chamada de Número de Oxidação (Nox), de forma que poderemos fazer as fórmulas químicas dos óxidos não metálicos com a mesma facilidade que os metálicos. Estes Nox constam em tabelas químicas.

Exemplos de Nox: S2+, S4+, S6+,N3+, N5+.

O nome destes óxidos será dado da mesma maneira que os óxidos metálicos. Ou pode-se ainda indicar o número de elementos pelos prefixos nomo (=1), di(=2), tri (=3), tetra (=4), etc.

S2+ O2- fica SO ou óxido de enxofre II ou monóxido de enxofre
S4+ O2- fica SO2 ou óxido de enxofre IV ou monóxido de enxofre
S6+ O2- fica SO3 ou óxido de enxofre VI o u trióxido de enxofre
N3+ O2- fica N2O3 ou óxido de nitrogênio III, ou trióxido de dinitrogênio.
N5+ O2- fica N2O5 ou óxido de nitrogênio V, ou pentóxido de dinitrogênio.

Reatividade com a água

Óxidos não metálicos podem reagir com a água produzindo ácidos:

H2O + SO3 à H2SO4
H2O + N2O5 à 2 HNO3
São chamados “óxidos ácidos”.

Óxidos metálicos podem reagir com água formando bases:

H2O + Na2O à 2 HaOH
H2O + CaO à Ca(OH)2
São chamados “oxidos básicos”.

Alguns óxidos podem reagir com água e formar tanto ácidos como bases:

H2O + ZnO à Zn(OH)2
H2O + ZnO à H2ZnO2
São chamados “oxidos anfóteros”.

Existem óxidos que não reagem com a água, como CO (monóxido de carbono), SiO2 (dióxido de silício) ou Cr2O3 (óxido de cromo 3). São chamados “óxidos neutros”.

FUNÇÃO QUÍMICA BASE OU HIDRÓXIDO

Bases ou hidróxidos são compostos cujo ânion é somente a hidroxila (OH).
O cátion dever ser um metal de valência positiva. Devem ser colocadas tantas hidroxilas quanto forem as valências do cátion. Consulte a tabela de cátions para saber suas valências.

O nome de uma base será…..     hidróxido de nome do metal (valência)

Exemplos:

Mg(OH)2

= hidróxido de cálcio, o nosso “Leite de Magnésia”

Ag(OH)

= hidróxido de prata

Cr(OH)2

= hidróxido de cromo II ou hidróxido cromoso

Cr(OH)3

= hidróxido de cromo III ou hidróxido crômico

Pb(OH)4

= hidróxido de chumbo IV ou hidróxido plúmbico

Observe que se o metal possui duas valências diferentes ela deve ser mencionada em algarismos romanos junto ao nome do metal. Podemos ainda dar o sufixo ico para a maior valência e oso para a menor.

Solubilidade

As bases ou hidróxidos dos metais alcalino (família 1A da Tabela Periódica)são solúveis. Os elementos da família dos metais alcalino-terrosos (família 2A) formam compostos parcialmente solúveis. As demais bases são insolúveis.

FUNÇÃO QUÍMICA ÁCIDO

Ácidos são compostos onde o único tipo de cátion é o hidrogênio H+, um elemento não metálico. Como exemplo tem-se

  • o ácido clorídrico, ou HCl, presente no processo de digestão em nosso estômago
  • o ácido sulfúrico, ou H2SO4, existente nas baterias de automóveis
  • o ácido acético ou etanóico, ou H(CH3COO), existente no vinagre

O ânion pode ser um elementos não metálico ou um radical (conjunto de átomos, geralmente não metálicos). Estes ânions são encontrados em tabelas, juntamente com seus nomes. O sufixo do nome deve ser alterado para dar origem ao nome do ácido correspondente. Consulte a tabela de ânions para saber quais são.

De um modo geral, a fórmula química de um ácido é     Hx(ânion)      onde x é a valência do ânion: (ânion)x-.

O nome dos ácidos, de forma geral, será:     ácido nome do ânion (ico, oso ou ídrico)

Para dar o nome ao ácido, fazemos uma pequena alteração no sufixo do nome do ânion:

…ato passa a ser …ico

…ito passa a ser …oso

…eto passa a ser ídrico

Vejamos alguns exemplo:

ao ânion borato (BO3)3- adicionam-se 3 cátions hidrogênios H+, ficando H3+(BO3)3- ou H3BO3 o nome borato altera-se para bórico: ácido bórico ao ânion hipoclorito (ClO) adiciona-se um cátion hidrogênio H+, ficando H+ (ClO) ou HClO o nome hipoclorito altera-se para hipocloroso: ácido Hipocloroso H41+(SiO4) 4- do ânion silicato ficará com o nome ácido silícico: H4 SiO4 H21+(SnO2) 2- do ânion estanito ficará com o nome ácido estanoso: H2 SnO2

H1+(CN)1- do ânion cianeto ficará com o nome ácido cianídrico: H CN

Os ânions derivados do fósforo terão o acréscimo de uma sílaba (or): fosfato = fosfórico, fosfito = fosforoso
Os ânions do enxofre (sulfur) terão a sílaba ur: sulfato = sulfúrico, hipossulfito = hipossulfuroso.

Coeficiente de Ionização

Inicialmente a ligação entre o hidrogênio e o restante do ânion é feita por ligação covalente (reveja os conceitos). Porém, quando o ácido é misturado com água, esta provoca a ionização desta ligação, de modo que o hidrogênio torna-se cátion (H1+).

Nem todas as moléculas são ionizadas, mas apenas uma parte (ou porcentagem) que depende do tipo do ácido, das proporções de água e da temperatura.

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Esta porcentagem ionizada é o coeficiente de ionização do ácido e designada por a (alfa). Por exemplo:

· ácido sulfúrico: a = 0,68 ou 68%

· ácido clorídrico: a = 0,95 ou 95%

A “atividade química” de um ácido depende da sua capacidade de ionização e a chamamos de “força” do ácido. De um modo geral classificamos os ácidos em fracos, moderados e fortes:

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No caso dos oxiácidos (aqueles que possuem oxigênio) podemos considerar que a “força” depende da diferença entre o número de átomos de oxigênio e de hidrogênio:

ácidos fracos: diferença menor que 1 como o H2SnO2 ou o H3SbO3
ácidos moderados: diferença de 1 como o H3PO4 ou o HClO2
ácidos fortes: diferença de 2 como o H2SO4 ou o HBrO3
ácidos muito fortes: diferença maior que 2 como o HClO4 ou o H4P2O7

Volatilidade

Outra propriedade química importante dos ácidos é no que se refere a sua volatilidade, ou seja, a capacidade de passar ao estado gasoso (evaporar). Em temperatura ambiente podemos dizer que os ácidos são em geral fixos, isto é, não evaporam facilmente.

Como excessões a esta regra temos os seguintes ácidos, considerados voláteis: fluorídrico, clorídrico, bromídrico, iodídrico, cianídrico, sulfídrico, cianidrico, nitroso, nítrico, acético e fórmico. Você pode consultar esta volatilidade nas tabelas de química.

FUNÇÃO QUÍMICA SAL

Os sais são compostos químicos que não se enquadram nas composições dos óxidos, das bases ou dos ácidos. Eles não são compostos binários do oxigênio, possuem um cátion diferente de H+ e um ânion diferente da hidroxila (OH).

Como exemplos tem-se o

· sal comum de cozinha, o cloreto de sódio, de composição NaCl

· bicarbonato de sódio, ou NaHCO3

· gesso, de composição CaSO4 e denominado sulfato de cácio.

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A fórmula química geral de um sal é dada por   (cátion metálico) a (ânion) b , onde a, b são os índices dos átomos presentes.

Os índices dependem das valências dos cátions e ânions, de forma que a carga iônica total positiva seja igual a carga iônica total negativa:

Na1+Cl1-(1-)

onde (1+) + (1-)

 

 

Na1+H1+(CO3)2-  

onde (1+) + (1+) + (2-)

 

 

Ca2+(SO4)2-  

onde (2+) + (2-)

 

 

Al23+ (CO3)32-

onde 2·(3+) + 3·(2+) ou (6+) +(6-)

 

 

nitrato de alumínio     Al3+ (NO3)1-     faltam cargas-
portanto serão necessários três ânions nitrato: Al3+ (NO3)31-     onde (3+) + 3 · (1-)

   
A soma das cargas = zero          

Os nomes dos sais são determinados pelos nomes dos ânions:     ânion de cátion.

Exemplos:

Al(PO4) ou fosfato de alumínio Ca (HPO3) ou fosfito de cálciosulfato de sódio Na1+(SO4)2-    faltam cargas +, portanto serão necessários dois átomos de sódio:   Na21+ (SO4)2- onde 2 · (1+) « (2-) silicato de bário Ba2+ (SiO4)4-    faltam cargas+,portanto serão necessários dois átomos de bário: Ba22+ (SiO4)4- onde

2 · (2+) «(4-)

Quando o cátion tiver duas ou mais valências, devemos indicá-la em algarismos romanos junto ao nome do metal:

Fe Cl2, onde Fe2+ Cl21- , o nome será cloreto de ferro II.
Fe Cl3, onde Fe3+ Cl31- , o nome será cloreto de ferro III.

Solubilidade

Uma das propriedades mais importantes dos sais refere-se a sua solubilidade, ou seja, sua capacidade de dissolver-se em água (ou outro solvente qualquer). Estes assunto pode ser explorado melhor nas apostilas de “Misturas” e de “Soluções“.

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Como regra geral podemos simplificar a solubilidade dos sais de acordo com os ânions, conforme a tabela ao lado.

Por exemplo: o gesso, ou sulfato de cálcio, é insolúvel.

Pela tabela podemos verificar que os sulfatos são compostos geralmente solúveis em água, com algumas excessões, como os metais alcalino terrosos (família 2A), do qual o cálcio faz parte;

o sal comum, ou cloreto de sódio, é solúvel pois os cloretos são solúveis, assim como os compostos dos metais alcalinos, como o sódio.

Como teste, verifique se os sais dos exercícios anteriores são solúveis ou não.

RESUMINDO AS FUNÇÕES

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Formulação e Nomenclatura dos compostos

C+y Ax- Þ CxAy

(nome do ânion) de (nome do cátion)

Tabela de Cátions

Os cátions em destaque são os mais estáveis.

Monovalentes

Bivalentes

Trivalentes

Tetravalentes

Li+

Na+

K+

Rb+

Cs+

NH+4

Ag+

Cu+

Hg+ (Hg2+2) Mercuroso

Au+ Auroso

H+

Mg2+

Ca2+

Sr2+

Ba2+

Zn2+

Cd2+

Cu2+ Cúprico

Hg2+ Mercúrico

Fe2+ Ferroso

Co2+ Cobaltoso

Ni2+ Niqueloso

Sn2+ Estanoso

Pb2+ Plumboso

Al3+

Bi3+

Cr3+

Au3+ Áurico

Fe3+ Férrico

Co3+ Cobáltico

Ni3+ Niquélico

Sn4+ Estânico

Pb4+ Plúmbico

Mn4+ Mangânico

Pt4+ Platínico

Tabela de Ânions

Dos Halogênios
Do Nitrogênio

F Fluoreto

Cl Cloreto

Br Brometo

I Iodeto

ClO Hipoclorito

ClO2 Clorito

ClO3 Clorato

ClO4 Perclorato

NO2 Nitrito

NO3 Nitrato

Do Carbono
Do Enxofre

CN Cianeto

CON Cianato

CNS Tiocianato

C2H3O2 Acetato

CO2-3 Carbonato

C2O2-4 Oxalato

[Fe(CN)6]3- Ferricianeto

[Fe(CN)6]4- Ferrocianeto

S2- Sulfeto

SO2-4 Sulfato

SO2-3 Sulfito

S2O2-3 Tiossulfato

S2O2-8 Persulfato

Do Fósforo
Outros

HPO2-3 Fosfito

PO3-4 (Orto)fosfato

P2O4-7 Pirofosfato

OH Hidróxido

H Hidreto

O2- Óxido

MnO4 Permanganato

SiO2-3 (Meta)silicato

CrO2-4 Cromato

Cr2O2-7 Dicromato

AsO3-3 Arsenito

AsO3-4 Arsenato

SbO3-3 Antimonito

SbO3-4 Antimonato

BO3-3 Borato

SnO2-3 Estanato

SnO2-2 Estanito

AlO2 Aluminato

PbO2-2 Plumbito

ZnO2-2 Zincato

EXERCÍCIOS DE NOMENCLATURA

1) Escreva a fórmula dos seguintes compostos : 

a)      fluoreto de sódio

b)      cloreto de potássio

c)       iodeto de sódio

d)       hipoclorito de potássio

e)       iodeto de césio

f)       nitrito de lítio

g)       nitrato de cálcio

h)       permanganato de potássio

i)       acetato cuproso

j)       iodeto de amônio

k)       óxido de bário

l)       peróxido de sódio

m)     peróxido de bário

n)       fosfato de zinco

o)      sulfato de magnésio

p)      ferricianeto de alumínio

q)      borato de bismuto

r)       ferrocianeto plúmbico

s)       cromato de amônio

t)       dicromato cuproso

u)      hidreto de sódio

v)     carbonato de lítio

w)     sulfeto de césio

x)     carbonato de potássio

y)     nitrito ferroso

z)    nitrato niqueloso

2) Observe as moléculas representadas abaixo e identifique a qual dos grupos funcionais ela pertence:

a)HClO2
b)H3PO4
c)Al(OH)3
d) Al2O3

e)Al(ClO2)3
f)P2O3
g)HAlO2
h) NaOH

i)NaPO3
j)Na2O
l)CO2
m) Fe(OH)2

Os compostos abaixo resolvem as questões 2, 3, 4 e 5:

I.

Cl2O7

 

V.

Al(ClO2)3

 

IX

N2O5

II.

H3PO4

 

VI.

P2O3

 

X.

K2O

               

III.

Al(OH)3

 

VII.

HAlO2

 

XI.

CO2

IV.

Cr2O3

 

VIII.

NaOH

 

XII.

Fe(OH)2

3) Usando os compostos acima,

a) Identifique os óxidos entre os vários compostos citados, classificando-os como metálico ou não.
b) Identifique as valências (ou Nox) dos elementos que fazem parte destes óxidos, representando-as simbolicamente.
c) Dê os nomes dos óxidos identificados.

4) Usando os compostos acima,

a) Identifique os hidróxidos entre os vários compostos citados.
b) Identifique as valências (ou Nox) dos metais que fazem parte destes hidróxidos, representando-as simbolicamente.
c) Dê os nomes dos hidróxidos identificados.

5) Usando os compostos acima,

a) Identifique os ácidos entre os vários compostos citados.
b) Identifique as valências dos ânions que fazem parte destes ácidos.
c) Dê os nomes dos ácidos identificados.

6) Usando os compostos acima,

a) Identifique os sais entre os vários compostos citados.
b) Identifique as valências dos ânions que fazem parte destes sais.
c) Dê os nomes dos sais identificados.

7) Procure, na tabela de ânions,

a) o ânion silicato
b) um ânion que tenha antimônio (Sb)
c) um âniom sem oxigênio e faça as fórmulas e nomes de sais com o cátion Mg2+.

Respostas:

1)ácidos: a, b, g; bases: c, h, m; sais: e, i; óxidos: d, f, j, l
2)metálicos: IV-X; não metálicos: I-VI-IX-XI; b)Cl7+, Cr3+, P3+, N5+, K1+, C4+; c)I-óxido de cloro VII; IV-óxido de cromo III; VI-óxido de fósforo III; óxido de nitrogênio V; X-óxido de potássio; XI-óxido de carbono IV
3a)III-VIII-XII; 3b)Al3+, Na1+, Fe2+; 3c)hidróxido de alumínio; hidróxido de sódio, hidróxido de ferro II ou hidróxido ferroso
4a)II-VII; 4b)(PO4)3-, (AlO1); 4c)ácido fosfórico, ácido alumínico
5a)V; 5b)Al3+ e (ClO2); 5c)clorito de alumínio
6a) (SiO4)4-; 6b) (SbO3)2 = antimonito de magnésio ou (SbO4)2 = antimonato; 6c)Livre escolha..

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Publicado em 23/03/2013, em Conceitos Químicos. Adicione o link aos favoritos. Deixe um comentário.

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