ORGÂNICOS (Compostos que possuem o átomo carbono em sua estrutura). - Exceção: HCN, CN¯ CO2 , CO, H2CO3 , CO32- . QUÍMICA INORGÂNICOS (Demais compostos). 1. Á C I D O S Segundo Arrhenius, ácido é todo composto que ioniza em solução aquosa, produzindo H+ como único cátion Exemplos: HCl(aq) → H+(aq) + Cl⁻(aq) H2SO4(aq) → 2H+(aq) + SO4-2(aq) H3PO4(aq) → 3H+(aq) + PO4-3(aq) Ionizar significa formar íons, ou seja, os ácidos são compostos moleculares (seus átomos se unem por ligações covalentes). Atualmente, sabemos que o íon H+ não é estável. Ele se une a uma molécula de água, originando o H3O+ (hidroxônio ou hidrônio). Exemplo: HCl + H2O → H+(aq) + Cl-(aq) H+(aq) + H2O → H3O+ Cátion hidrogênio Cátion hidrônio Apesar de existirem 2 tipos de demonstrar a ionização dos ácidos é comum o uso indistinto dos dois tipos de equação. H2SO4(aq) → 2H+(aq) + SO4-2(aq) H2SO4(aq) + 2H2O(L) → 2H3O+(aq) + SO4-2(aq) H3PO4(aq) → 3H+(aq) + PO4-3(aq) H3PO4(aq) + 3H2O(L) → 3H3O+(aq) + PO4-2(aq) Os hidrogênios que aparecem na fórmula de um ácido que podem ser liberados como H+ (H3O+) são chamados de hidrogênios ionizáveis. H3PO3 (2H+) Como regra geral, todos os H presentes na fórmula de um ácido são ionizáveis. H H H3PO2 (1H+) H H O P O ácidos orgânicos O CH3 C O O P H O O H H OBS: O hidrogênio que ioniza é sempre aquele que está ligado ao oxigênio caso o ácido seja um OXIÁCIDO. ÁCIDOS NO SEU DIA-A-DIA: # Hidrácidos: HCl : Comercialmente (impuro) é chamado ácido muriático. Usado na remoção de respingos de tinta (ou cal) numa obra... ... também é usado para corroer metais antes da aplicação de solda.... ... além de estar presente no suco gástrico! HCl HF : Uma das poucas substâncias capazes de atacar o vidro. H2S : Tem cheiro de ovo podre! HCN : É mortal, se inalado em quantidade. ÁCIDOS NO SEU DIA-A-DIA: # Oxiácidos: H2SO4 :Presente nas baterias de automóvel... ... no refino do petróleo... ... no refino da cocaína... Na fabricação de tintas, fertilizantes, o ácido sulfúrico é usado em tantos e diferentes processos industriais, que sua produção e consumo servem para medir o grau de desenvolvimento de um país. HNO3 :Forte oxidante, o ácido nítrico é usado na fabricação de explosivos... ... tintas, vernizes e outros produtos. H3PO4 CH3COOH O ácido acético (orgânico) em solução é o conhecido vinagre. O ácido fosfórico é usado como acidulante em alimentos e bebidas. CLASSIFICAÇÃO DOS ÁCIDOS Quanto a presença de oxigênio: - Hidrácido: não apresenta oxigênio (Ex. HCl, HBr, etc.) - Oxiácidos: apresentam oxigênio em sua estrutura (Ex. H2CO3, H2SO4, H3PO4, etc.) Quanto ao número de Hidrogênios ionizáveis: - Monoácido: apresenta 1 hidrogênio ionizável (Ex. HCl, HBr, etc.) - Diácidos: apresentam 2 hidrogênios ionizáveis (Ex. H2S, H2SO4, H3PO3, etc.). - Triácidos: apresentam 3 hidrogênios ionizáveis (Ex. H3PO4, H3BO3, etc.). - Tetrácidos: apresentam 4 hidrogênios ionizáveis (Ex.H4P2O7). CLASSIFICAÇÃO DOS ÁCIDOS Quanto ao grau de ionização (α) (FORÇA): - Ácidos Fortes: 50% < α < 100% (Ex. HCl, H2SO4, HClO4). - Ácidos Moderados: 5% < α < 50% (Ex. H3PO4). - Ácidos Fracos: 0% < α < 5% (Ex. HClO). n º de mols ionizados α = _____________________ n º de mols iniciais Ex. O ácido HBr possui α = 85% ele é um ácido: a) Forte b) Moderado c) Fraco É um ácido forte, porque seu grau de ionização está entre 50% e 100%. CLASSIFICAÇÃO DOS ÁCIDOS CLASSIFICAÇÃO DOS ÁCIDOS Para HIDRÁCIDOS HX: - Ácidos Fortes: HCl, HBr e HI. - Ácidos Moderado: HF. - Ácidos Fracos: os demais, HCN, H2S ... Para OXIÁCIDOS HmXOn: n – m = 0 Ác. Fraco: H3BO3, HCNO, ... n – m = 1 Ác. Moderado: H3PO4, HNO2, ... n – m = 2 Ác. Forte: HNO3, H2SO4, ... n – m = 3 Ác. Muito Forte: HIO4, HMnO4, ... NOMENCLATURA DOS ÁCIDOS HIDRÁCIDOS: ÁCIDO + NOME DO ELEMENTO + ÍDRICO Ex. HCl: Ácido Clorídrico HBr: Ácido Bromídrico HI: Ácido Iodídrico H2S: Ácido Sulfídrico HF: Ácido Fluorídrico NOMENCLATURA DOS ÁCIDOS OXIÁCIDOS: NOX ÁCIDO PREFIXO INFIXO SUFIXO +1 ; +2 Ácido Hipo Nome Elemento oso oso +3 ; +4 Ácido - Nome Elemento +5 ; +6 Ácido - Nome Elemento ico +7 Ácido Per Nome Elemento ico NOX, é a carga parcial do elemento que indica a quantidade de elétrons perdidos ou recebidos # Cálculo do Número de Oxidação (NOX): - NOX > 0, ou seja (+) = perda de e¯. - NOX < 0, ou seja (-) = ganho de e¯. -Elementos (Est. Fundamental) Nox=0; -Nox H = +1; -Nox O = -2; Grupo 1A (1) 2A (2) 3A (13) 4A (14) 5ª (15) 6A (16) 7A (17) Nóx Máximo (perda de e-) +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 Nóx Mínimo (ganho de e-) x x x -4 -3 -2 -1 # Eletronegatividade: capacidade de um elemento “roubar” e¯ de outro elemento F > O > N > Cl > Br > I > S > C > P > H CRESCENTE # Somatória dos Nox = 0 (Σnox = 0) +1 X -2 H2 S O4 +2 X -8 +2 + X + (-8) = 0 +2 + X – 8 = 0 X = +8 – 2 X = +6 Ácido Sulfúrico OBS: para os ácidos do elemento Enxofre (S) usa-se o nome em latim (SULFUR). # Somatória dos Nox = 0 (Σnox = 0) +1 X -2 H Cl O2 +1 X -4 +1 +1 + X + (-4) = 0 +1 + X – 4 = 0 X = +4 – 1 X = +3 Ácido Cloroso X -2 H Cl O4 +1 X -8 +1 + X + (-8) = 0 +1 + X – 8 = 0 X = +8 – 1 X = +7 Ácido Hiperclórico # Somatória dos Nox = 0 (Σnox = 0) +1 X -2 H Br O +1 X -2 +1 X +1 + X + (-2) = 0 +1 + X – 2 = 0 X = +2 – 1 X = +1 Ácido Hipobromoso -2 H3 P O4 +3 X -8 +3 + X + (-8) = 0 +3 + X – 8 = 0 X = +8 – 3 X = +5 Ácido Fosfórico (HPO3 e H4P2O7) # CASOS PARTICULARES: H3PO4 ; HPO3 e H4P2O7 - diferem no grau de hidratação: H3PO4, recebe o prefixo ORTO (opcional). HPO3, recebe o prefixo META. Ácido Fosfórico Ácido Ortofosfórico Ácido Metafosfórico H4P2O7, recebe o prefixo PIRO. Ácido Pirofosfórico ou # CASOS PARTICULARES: PREFIXO “TIO”: Usado quando um átomo de enxofre substitui a um átomo de oxigênio na fórmula de um ácido. H2SO4 ác. sulfúrico HCNO ác. ciânico - O + S - O + S H2S2O3 ác. tiossulfúrico HCNS ác. tiociânico # Nomenclatura de ânions Como os ânions derivam dos ácidos, sua nomenclatura é baseada numa simples troca de terminações: Terminação do ácido ÍDRICO OSO ICO Terminação do ânion ETO ITO ATO # I.P.C.: A troca é apenas na terminação, não importam os prefixos! # Nomenclatura de ânions ÁCIDO ÂNION Ác. Clorídrico (HCl) Cloreto (Cl¯) Ác. Fluorídrico (HF) Fluoreto (F¯) Ác. Cloroso (HClO2) Clorito (ClO2¯) Ác. Nitroso (HNO2) Nitrito (NO2¯) Ác. Sulfúrico (H2SO4) Sulfato (SO42¯) Ác. Carbônico (H2CO3) Carbonato (CO32¯) 2. B A S E S ou H I D R Ó X I D O S: Dissociar é sinônimo de separar. Os compostos iônicos dissociam, enquanto os moleculares ionizam. Segundo Arrhenius, base é todo composto que sofre dissociação iônica, em solução aquosa, produzindo OH¯ como único ânion. NaOH(aq) Na+(aq) + OH-(aq) Ca(OH)2(aq) Ca+2(aq) + 2 OH-(aq) Al(OH)3(aq) Al +3(aq) + 3 OH-(aq) Note que o número de grupos OH- é igual à carga do cátion. As bases se caracterizam por possuir sabor adstringente (“travoso”) e apresenta cor vermelha em presença de fenolftaleína (indicador ácido-base). Bases no seu dia-a-dia: O NaOH (Hidróxido de sódio) comercialmente (impuro) é conhecido por soda cáustica. Usado na fabricação de sabões, é altamente corrosivo. O NH4OH obtido pela dissolução da amônia (NH3) em água, o chamado amoníaco é usado em alguns produtos de limpeza. O Ca(OH)2 conhecido por cal extinta ou apagada, o hidróxido de cálcio é comumente usado na construção civil (preparação de argamassa). Usado como antiácido estomacal e laxante suave, o Mg(OH)2 é conhecido por “leite de magnésia”, quando em suspensão aquosa. O hidróxido de alumínio, Al(OH)3, também é usado como antiácido estomacal. CLASSIFICAÇÃO DAS BASES: Quanto ao número de Hidroxilas: - Monobases: possuem 1 OH¯: NaOH, KOH, “NH4OH”... - Dibases: possuem 2 OH¯: Ca(OH)2 , Ba(OH)2 , Mg(OH)2 ... - Tribases: possuem 3 OH¯: Al(OH)3 , Fe(OH)3 , Ni(OH)3 ... - Tetrabases: possuem 4 OH¯: : Pb(OH)4 , Sn(OH)4 , Pt(OH)4 ... CLASSIFICAÇÃO DAS BASES: Quanto ao grau de dissociação iônica (): - Bases Fortes (>50%): metais alcalinos “1A" e alcalinos terrosos “2A" -Ex: NaOH, KOH, Ca(OH)2 , Ba(OH)2 ... EXCESSÃO: Be(OH)2 e Mg(OH)2 são bases fracas, pois são praticamente insolúveis. - Bases Fracas (<5%): Ttodas as demais incluindo Be(OH)2 e Mg(OH) 2 . Ex: Al(OH)3 , Zn(OH) 2 , Mg(OH) 2 , Fe(OH)3 , “NH4OH” ... CLASSIFICAÇÃO DAS BASES: Quanto a solubilidade em água: - Solúveis: metais alcalinos “1A" e “hidróxido de amônio” -Ex: KOH, CsOH, “NH4OH” ... - Pouco Solúveis: metais alcalinos terrosos “2A“. EXCESSÃO: Be(OH)2 e Mg(OH)2 , pois são praticamente insolúveis. - Insolúveis: todas as demais. CLASSIFICAÇÃO DAS BASES: Quanto a volatilidade: - Volátil: NH4OH (gás amoníaco). -Fixas: todas as demais. FÓRMULA GERAL DAS BASES: M1 +Y -1 (OH)Y NOMENCLATURA DAS BASES: Quando o elemento forma uma base: HIDRÓXIDO + DE + NOME DO CÁTION -NaOH: Hidróxido de sódio. -NH4OH: Hidróxido de amônio. -Ca(OH)2: Hidróxido de cálcio. Quando o elemento forma duas bases: HIDRÓXIDO + NOME DO CÁTION ICO – Nox. Maior OSO – Nox. Menor - Fe(OH)2: Hidróxido ferroso ou hidróxido de ferro II - Fe(OH)3: Hidróxido férrico ou hidróxido de ferro III - CuOH: Hidróxido cuproso ou hidróxido de cobre I - Cu(OH)2: hidróxido cúprico ou hidróxido de cobre II PROPRIEDADES DOS ÁCIDOS E BASES: PROPRIEDADE ÁCIDO BASE Substância Covalente Iônica Exc. NH4OH Estado Físico P.F. e P.E. Sabor Condutividade elétrica Indicadores Fenolftaleína TORNASSOL Alaranjado de metila Solidos, Liquidos e gasosos Variáveis Azedo Sólidos Altos Adstringente Bons Bons condutores em condutores em Solução Solução Aquosa ou Aquosa Fundidos Incolor Vermelho Vermelho Azul Vermelho Amarelo 3. S A I S Por definição, sal é todo composto que se forma, juntamente com a água, na reação entre um ácido e uma base. Para compreender essa definição, é necessário estudar a REAÇÃO DE NEUTRALIZAÇÃO: Sal é todo composto que em água dissocia liberando um cátion ≠ de H+ e um ânion ≠ de OH- ÁCIDOS + BASE → SAL + ÁGUA Exemplos: Ác. Clorídrico HCl Cloreto de Sódio Hidróxido de Sódio + NaOH → NaCl SAL HOH Água + H2O Você notou que o cátion (Na+) é proveniente da base (NaOH), enquanto o ânion (Cl-) vem do ácido (HCl). Reparou, também, que cada molécula de água é formada pela união de um grupo OH- da base com um H+ do ácido? Veja outro exemplo: Ca(OH)2 Ca OH OH + + + H2SO3 H H SO3 → CaSO3 + H2O Exemplo 2: Al(OH)3 Al + H3PO4 OH + H OH + H OH + H → AlPO4 + 3H2O PO4 Exemplo 3: 2 NaOH + H2SO4 Na OH + H SO4 OH + H → Na2SO4 + 2H2O CLASSIFICAÇÃO DOS SAIS Quanto à Presença de Oxigênio: -Oxissais : CaSO4 , CaCO3 , KNO3 -Halóides: NaCl , CaCl2 , KCl Quanto ao Número de Elementos: -Binários: NaCl , KBr , CaCl2 -Ternários: CaSO4 , Al2(SO4)3 - Quaternários: NaCNO , Na4Fe(CN)6 CLASSIFICAÇÃO DOS SAIS Quanto à Presença de Água: -Hidratados: CuSO4.5 H2O; CaSO4.2 H2O -Anidro: KCl; NaCl; CaSO4 Quanto à Natureza: -Neutros ou normais: NaBr; CaCO3 -Ácidos ou Hidrogenossais: NaHCO3; CaHPO4 -Básicos ou Hidroxissais: Ca(OH)Br - Duplos ou mistos: NaKSO4; CaClBr Obedece à seguinte regra: (nome do ânion) de (nome do cátion) Sufixo do ácido Sufixo do ânion ídrico eto ico ato oso ito Exemplos: NaCl : Cloreto de Sódio (HCl: Ácido Clorídrico) AlPO4: Fosfato de Alumínio (H3PO4: Ácido Fosfórico) Exemplos: CaSO3 : Sulfito de Cálcio (H2SO3: Ácido Sulforoso) CaCO3: Carbonato de Cálcio (H2CO3: Ácido Carbônico) KBr: Brometo de Potássio (HBr: Ácido Bromídrico) Há muitos sais importantes: NaCl: Sem dúvida o mais conhecido de todos, o cloreto de sódio, usado na alimentação... ... é obtido a partir da água do mar e minas de sal gema. NaClO :Com propriedades germicidas, o hipoclorito de sódio é usado no tratamento da água de piscinas, bem como da água para beber. Está presente na “água de lavadeira”. Na2SO3 : NaNO3 : Alvejante, o sulfito de sódio é utilizado no processo de branqueamento de um tipo de papel, chamado “sulfite”. Juntamente com carvão e enxofre, o salitre do Chile forma a pólvora negra... ... além de ser usado como conservante de alimentos como salsichas, mortadelas, salames, etc. NaHCO3 : Usado como antiácido estomacal (“sal de fruta”), o bicarbonato de sódio também está presente em alguns tipos de extintores de incêndio. CaCO3 : Principal constituinte do mármore... ... e do calcáreo, o carbonato de cálcio pode ser encontrado até nos cremes dentais! CaSO4 : BaSO4 : O sulfato de cálcio é encontrado no giz escolar... ... e é o principal constituinte do gesso. O sulfato de bário é usado como “contraste” em radiografias do aparelho digestivo. MgSO4 : Conhecido como “sal amargo”, o sulfato de magnésio é um poderoso laxante! 4. Ó X I D O S: É o conjunto de compostos binários onde o oxigênio é o elemento mais eletronegativo. Ex.: Na2O; H2O; Al2O3; SO3; CaO EXCESSÃO: compostos OF2 ou O2F2 que não são óxidos, pois o flúor é mais eletronegativo que o oxigênio, esses compostos são chamados fluoretos de oxigênio. F > O > N > Cl > Br > I > S > C > P > H CRESCENTE Óxidos no seu dia-a-dia: O CO resultante da combustão incompleta de combustíveis fósseis... ... o monóxido de carbono é um perigoso poluente... ... causando a morte por asfixia, se inalado em quantidade! O CO2 necessário em pequenas concentrações, o gás carbônico é o principal responsável pelo “efeito estufa”... ... pela acidez natural da água da chuva... ...e é chamado de “gelo seco”, quando sólido. SO2 e SO3 Na gasolina e, principalmente, no óleo Diesel existem compostos de enxofre... ... que produzem dióxido e trióxido de enxofre ao serem queimados! A alta concentração desses poluentes no ar... SO2 + H2O H2SO3 SO3 + H2O H2SO4 ... é a grande responsável pelas “chuvas ácidas”. O N2O é conhecido como gás hilariante... ... o monóxido de dinitrogênio foi uma das primeiras substâncias anestésicas descobertas. Juntamente com outros óxidos de nitrogênio, também é responsável por chuvas ácidas. descarga elétrica N2O3 N2 O2 NO2 N2O4 N2O5 HNO3 HNO2 FÓRMULA GERAL DOS ÓXIDOS: E2 +x -2 O x CLASSIFICAÇÃO DOS ÓXIDOS Óxidos Básicos: São óxidos iônicos em que o oxigênio está ligado a um metal com número de oxidação (+1, +2 ou +3). Os óxidos que possuem caráter mais básicos são os de metais alcalinos e alcalinoterrosos. Reagem com água, formando uma base, e reagem com ácidos, formando sal e água. K2O + H2O 2KOH K2O + 2HCl 2KCl + H2O CLASSIFICAÇÃO DOS ÓXIDOS Óxidos Ácidos ou Anidridos: São óxidos moleculares em que o oxigênio está ligado a um ametal ou metal com número de oxidação (+4,+5,+6,+7). Reagem com água, formando ácido, e reagem com base, formado sal e água. SO3 + H2O H2SO4 SO3 + 2NaOH Na2SO4 + H2O Óxidos Anfóteros: São óxidos que apresentam caráter ácido e básico, em geral são formados por metais de transição. SnO; SnO2; ZnO; Al2O3 CLASSIFICAÇÃO DOS ÓXIDOS Óxidos Neutros ou Indiferentes: São óxidos sem caráter ácido ou básico, sendo os principais: CO; NO; N2O Óxidos Duplos ou Mistos: São óxidos formados por dois outros óxidos, do mesmo elemento químico. Fe2O3 + FeO Fe3O4 2PbO + PbO2 Pb3O4 Peróxidos: São óxidos onde o oxigênio possui Nox = – 1: Na2O2; BaO2; H2O2 Superóxidos: São óxidos onde o oxigênio possui Nox = -½. NaO2; KO2; BaO4 NOMENCLATURA DOS ÓXIDOS: Óxidos Ametálicos: PREFIXO + ÓXIDO + DE + PREFIXO + NOME DO ELEMENTO Ex: P2O5 Pentóxido de difosfóro Prefixos: mono, di, tri, tetr, pent, hex, hept, oct # A I.U.P.A.C. (International Union of Pure and Applied Chemistry) recomenda a nomenclatura de prefixos # NOMENCLATURA DOS ÓXIDOS: Óxidos com metal de nox fixo: ÓXIDO + DE + NOME DO METAL Ex: K2O Óxido de potássio Nox Fixo +1 +2 +3 Metal Alcalinos e Ag Alcalinos Terrosos, Zn e Cd Al IUPAC: K2O Óxido de dipotássio NOMENCLATURA DOS ÓXIDOS: Óxidos com metal de nox variável: ÓXIDO + DE + NOME DO METAL + NOX em algarismo romano Ex: MnO Óxido de manganês II Mn2O3 Óxido de manganês III IUPAC: MnO Óxido de manganês. Mn2O3 Trióxido de dimanganês. 5. H I D R E T O S: São compostos binários hidrogenados. Daremos destaque apenas aos hidretos metálicos. x E Hx NOMENCLATURA DOS HIDRETOS: Ex: NaH hidreto de sódio CaH2 Hidreto de cálcio LiH Hidreto de lítio PH3 Hidreto de fósforo ou Fosfina CLASSIFICAÇÃO DOS HIDRETOS: Hidretos Iônicos: São iônicos os hidretos de metais alcalinos e alcalinos terrosos. Ex: KH Hidreto de potássio MgH2 Hidreto de Magnésio Hidretos Moleculares: São hidretos de ametais e portanto, moleculares e ionizam em presença de água. Ex: CH4 metano NH3 amônia PH3 Fosfina H2S gás sulfídrico