Funções Inorgânicas 5 - Sais São compostos que apresentam, pelo menos, um cátion que seja diferente de H+, proveniente de uma base; e, pelo menos, um ânion que seja diferente de OH-, proveniente de um ácido, denominado radical do ácido. É um produto (ou um dos produtos) da reação de uma substância ácida com uma substância básica. Exemplos: Neutralização típica (ácido-base): base + ácido → sal + água NaOH + HCl → NaCl + H2O cloreto de sódio (sal não oxigenado) Neutralização de óxidos: óxido básico + óxido ácido → sal CaO + CO2 → CaCO3 carbonato de cálcio (sal oxigenado) Sais não oxigenados - Fórmula geral: MXAy “M” é um cátion de metal qualquer e A é um ânion de um ametal. O índice “x” é a quantidade de cátions, que corresponde à carga do ânion; e “y” é o índice do ânion, que corresponde à carga do cátion. Exemplos: NaF, CaCl2, AlBr3 e K2S. Montagem de fórmulas Na+ e ClNaCl cloreto de sódio Pb+2 e ClPbCl2 cloreto de chumbo II Al+3 e S2Al2S3 sulfeto de alumínio Sais oxigenados - Fórmula geral: MX(AOz)y “M” é um cátion de metal qualquer e A é um ânion de um ametal, podendo ser de um metal de Nox elevado, de 4+ até 7+. O índice “x” é a quantidade de cátions, que corresponde à carga do ânion; e “y” é o índice do ânion, que corresponde à carga do cátion. O índice “z” corresponde à quantidade de oxigênios presente no ânion. O ânion AOzx- é oriundo do ácido HxAOz. Exemplos: NaClO, CaSO4, Al(BrO3)3 e K2SO4. Exemplos de montagem de fórmulas K+ e MnO41Ca+2 e NO31KMnO4 Ca(NO3)2 Permanganato de potássio Al+3 e SO42Al2(SO4)3 Nitrato de cálcio Sulfato de alumínio Nomenclatura dos sais Os nomes dos sais são obtidos associando-se os nomes dos radicais dos ácidos com os nomes dos cátions das bases. ___________________________ de __________________________ Radical Cátion Ácido (terminação) Radical (terminação) ...ídrico ...eto (hipo) ...oso (hipo) ...ito (per) ...ico (per) ...ato Obs. Se o cátion tiver sufixo, não se usa o “de” entre o radical e o cátion Ex: “cloreto de ferro II” ou “cloreto ferroso”. Exemplos Cátion Radical Sal (metal oriundo da base) (ânion derivado do ácido) Fe+2 SO42- FeSO4 “sulfato” “sulfato ferroso” ou (derivado do ácido sulfúrico) “sulfato de ferro II” SO42- Fe2(SO4)3 ”sulfato” “sulfato férrico” ou (derivado do ácido sulfúrico) “sulfato de ferro III” ClO41- Zn(ClO4)2 ”ferroso” ou “ferro II” Fe+3 “férrico” ou “ferro III” Zn+2 “zinco” Cu+2 ”cúprico” ou “cobre II” Cu+ ”cuproso” ou “cobre I” ”perclorato” (derivado do ácido perclórico) “perclorato de zinco” NO31- Cu(NO3)2 “nitrato” “nitrato cúprico” ou (derivado do ácido nítrico) “nitrato de cobre II” CO32- Cu2CO3 “carbonato” “carbonato cuproso” ou (derivado do ácido carbônico) “carbonato de cobre I” Al+3 ”alumínio” CO32“carbonato” (derivado do ácido carbônico) Al2(CO3)3 “carbonato de alumínio” Obs.: Lembre-se de que, para a fórmula de qualquer substância iônica, o número de cátions e ânions (índices) deve igualar o total das cargas positivas e negativas. Classificação dos sais Quanto à presença de oxigênio Sais não oxigenados ou “halogenossais”. Exemplos: NaCl (cloreto de sódio), FeS (sulfeto ferroso). Sais oxigenados ou “oxissais”. Exemplos: NaNO3 (nitrato de sódio), CaSO4 (sulfato de cálcio). Quanto ao número de elementos Binários. Exemplos: KCl (cloreto de potássio), AgBr (brometo de prata). Ternários. Exemplos: Na2SO4 (sulfato de sódio), K3PO4 (fosfato de potássio). Quaternários. Exemplos: Ca(OCN)2 (oxicianeto de cálcio) Quanto à natureza dos íons presentes Sais normais: possuem um só tipo de cátion e um só tipo de ânion. Exemplos: NaCl (cloreto de sódio), K3PO4 (fosfato de potássio), Ba(NO3)2 (nitrato de bário). Hidrogenossais: possuem um só tipo de cátion; o ânion contém um ou mais hidrogênios ionizáveis. Podem ser obtidos a partir da neutralização parcial de um ácido. Exemplo: NaHCO3 (“hidrogenocarbonato de sódio” ou “bicarbonato de sódio”) Hidroxissais: possuem um só tipo de cátion; o ânion contém um ou mais íons hidróxido. Exemplos: Ca(OH)Cl (hidroxicloreto de cálcio), Ca5(PO4)3OH (hidroxifosfato de cálcio, conhecido como “hidroxiapatita”, presente nos ossos e dentes.) Sais duplos: os cátions provêm de duas ou mais bases e/ou os ânions provêm de dois ou mais ácidos. Exemplos: NaKSO4 (sulfato duplo de sódio e potássio), CaBrCl (cloreto brometo de cálcio) Quanto à presença de água Os sais são geralmente higroscópicos, absorvendo água do ambiente. Isso acontece também com alguns hidróxidos e ácidos. Mas existe também “água de cristalização”, que são moléculas de água que cristalizam junto com os íons, formando o estado sólido. Os sais hidratados são os que contêm certa quantidade de água de cristalização; e, muitas vezes, possuem até cores diferentes dos sais “anidros” (sem água). Sais hidratados. Exemplo: CoCl2 .6H2O (cloreto de cobalto II hexaidratado, que possui coloração rosa) CuSO4.5H2O (sulfato de cobre II pentaidratado, de coloração azul) Sais anidros. Exemplo: CoCl2 (cloreto de cobalto II, que possui coloração azul) CuSO4 (sulfato de cobre II, de coloração branca) Química do cotidiano: o cloreto de cobalto e o “galinho do tempo” O cloreto de cobalto II é usado no curioso souvenir de fabricação portuguesa, que muda de cor conforme a umidade do ar, geralmente na forma de um pequeno galo, conhecido como “galinho do tempo”. Trata-se de uma pequena escultura de madeira, revestida de um tecido que foi embebido em solução de cloreto de cobalto II (CoCl2). Quando a umidade do ar atmosférico está alta, com indícios de chuva, o sal hidrata e muda para a cor rosa. Se o tempo está seco, perde água e fica na forma anidra (sem água) do sal, que tem coloração azul. De forma simplificada, podemos representar o fenômeno com a equação: CoCl2 + (sal anidro) 6H2O ↔ CoCl2.6H2O (sal hidratado) Cloreto de cobalto II anidro, indicando tempo seco Cloreto de cobalto II hidratado, indicando umidade Disponível (acesso: 4.4.2014): http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4b/Cobalt %28II%29_chloride.jpg Disponível (acesso: 4.4.2014): http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cobalt%28II%29chloride-hexahydrate-sample.jpg Ligações químicas dos sais Os sais são compostos iônicos, ou seja, formados pela atração eletrostática de cátions e ânions, chamada “ligação iônica”. Quando o sal possui oxigênio, há “ligação covalente” entre o oxigênio e o ametal, que formam o ânion composto. Exemplo: CaCO3 (carbonato de cálcio). Há ligação iôncia entre o cálcio (Ca2+) e o carbonato (CO3 2-). No íon carbonato, entre o carbono e os oxigênios, há ligações covalentes. Propriedades dos sais Propriedades comuns às dos demais compostos iônicos. Apresentam sabor salgado. Dissociação iônica dos sais Exemplos: NaCl (s) → Na1+ (aq) + Cl1-(aq) FeSO4 (s) → Fe2+ (aq) + SO42- (aq) Al2(SO4)3 (s) → 2 Al3+ (aq) + 3 SO42- (aq) Cu(NO3)2 (s) → Cu+2 (aq) + 2 NO31- (aq) Reações químicas de neutralização total formando sais normais 2 NaOH + hidróxido de sódio H2SO4 ácido sulfúrico → Na2SO4 sulfato de sódio + 2 Al(OH)3 + hidróxido de alumínio 3 H2SO4 → ácido sulfúrico Al2(SO4)3 + sulfato de alumínio 6 H2O água KOH + hidróxido de potássio HClO4 ácido perclórico → KClO4 perclorato de potássio + H2O água 2 CuOH + hidróxido cuproso H2SO3 ácido sulfuroso → Cu2SO3 sulfito cuproso + 2 H2O água Ca(OH)2 + hidróxido de cálcio 2 HNO3 → ácido nítrico Ca(NO3)2 nitrato de cálcio + 2 H2O água 3 Mg(OH)2 + hidróxido de magnésio 2 H3PO4 → ácido fosfórico Mg3(PO4)2 + fosfato de magnésio 6 H2O água 2 H2O água Reações químicas de neutralização parcial formando hidrogenosais NaOH + hidróxido de sódio H2SO4 ácido sulfúrico → NaHSO4 + hidrogenosulfato de sódio NaOH + hidróxido de sódio H2CO3 ácido carbônico → NaHCO3 + hidrogenocarbonato de sódio (bicarbonato de sódio) Reações químicas de neutralização parcial formando hidroxisais Ca(OH)2 + hidróxido de cálcio HNO3 → ácido nítrico Ca(OH)NO3 + H2O hidroxinitrato de cálcio água H2O água H2O água Al(OH)3 + hidróxido de alumínio HCl → ácido clorídrico Al(OH)2Cl + H2O dihidroxicloreto de alumínio água Sais comuns na química do cotidiano a) Cloreto de sódio, sal comum ou sal de cozinha (NaCl) Principais aplicações: Alimentação. Por lei, é obrigatório a adição de certa quantidade de iodeto de sódio ou de potássio (NaI, KI) ao cloreto de sódio (NaCl) destinado à alimentação, porque a falta de iodo no organismo pode acarretar a doença chamada bócio ("papo"). Conservação da carne, do pescado e de peles. “Salgar” é a forma mais antiga de conservar alimentos, antes da invenção da geladeira. O sal desidrata os alimentos, bloqueando qualquer atividade das bactérias decompositoras, conservando o alimento. Por isso, o sal já teve muito valor econômico na antiguidade; por exemplo, os soldados romanos eram pagos com sal, o que originou a palavra “salário”. Obtenção de misturas refrigerantes: a mistura de gelo e sal pode atingir -22ºC. Obtenção de sódio metálico (Na), cloro gasoso (Cl2), gás hidrogênio (H2) e compostos, tanto de sódio como de cloro, tais como hidróxido de sódio (NaOH), carbonato de sódio (Na2CO3), bicarbonato de sódio (NaHCO3), ácido clorídrico (HCl) etc. Na medicina, sob forma de soro fisiológico (solução aquosa contendo 0,95% de NaCl), no combate à desidratação e diarréia. b) Nitrato de sódio (NaNO3) É o salitre do Chile. Principais aplicações: 1. Fertilizante na agricultura. 2. Fabricação da pólvora (carvão, enxofre, salitre). c) Carbonato de sódio (Na2CO3) O produto comercial (impuro) é vendido no comércio com o nome de “barrilha” ou “soda”. Principais aplicações: 1. Fabricação do vidro comum (maior aplicação). barrilha + calcário 2. Fabricação de sabões. d) Bicarbonato de sódio (NaHCO3) Principais aplicações: + areia → vidro comum. aquecimento Antiácido estomacal. Neutraliza o excesso de HCl do suco gástrico, produzindo gás carbônico e água. NaHCO3 (s) + HCl (aq) → NaCl (aq) + H2O (l) + CO2 (g) (O CO2 liberado é o responsável pelo "arroto"). Fabricação de "digestivos" e “antiácidos estomacais”, tais como Alka-Seltzer, Sonrisal, Sal de frutas etc. Estes contém bicarbonato de sódio (NaHCO 3) e ácidos orgânicos sólidos (ácido tartárico, ácido cítrico e outros). Na presença de água, o bicarbonato de sódio reage com os ácidos, liberando gás carbônico, que é o responsável pela efervescência. NaHCO3 (s) + H+(aq) → Na+(aq) + H2O (l) + CO2 (g) Fabricação de fermento. O crescimento da massa (pão, bolos, bolachas, etc.) é devido à liberação do CO2 no aquecimento do NaHCO3. 2 NaHCO3 (s) → Na2CO3 (s) + H2O (l) + CO2 (g) O bicarbonato de amônio (NH4HCO3) é um fermento mais eficiente que o bicarbonato de sódio (NaHCO3), porque no aquecimento há maior liberação de gases (CO2 e NH3). NH4HCO3 (s) → NH3 (g) + H2O (l) + CO2 (g) Fabricação de extintores de incêndio (extintores de espuma). No extintor, há bicarbonato de sódio (NaHCO3) e ácido sulfúrico (H2SO4) em compartimentos separados. Quando o extintor é acionado, as duas substâncias entram em contato, reagindo e produzindo uma espuma, com liberação de CO2. Estes extintores não podem ser usados para apagar o fogo em instalações elétricas porque a espuma é eletrolítica (contém íons) e, por isso, conduz a corrente elétrica. e) Fluoreto de sódio (NaF) É usado na prevenção de cáries dentárias, na fabricação de pastas de dentes e na fluoretação da água potável, nas estações de tratamento. f) Carbonato de cálcio (CaCO3) É encontrado na natureza, constituindo rochas calcárias, mármore e conchas de crustáceos e aves. Mármore branco. Disponível (acesso: 4.4.2014): http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mu seo_de_La_Plata__M%C3%A1rmol_blanco.jpg Concha de animal marinho, formada por mais de 90% de carbonato de cálcio. Os organismos vivos também se “servem” de substâncias inorgânicas disponíveis na Natureza, para desenvolver sua existência. Disponível (acesso: 4.4.2014): http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fle xopecten_ponticus_2008_G1.jpg Fabricação de cal viva (CaO) e gás carbônico (CO2), por aquecimento. A partir da cal viva se obtém a cal hidratada, Ca(OH)2 , por adição de água. → CaCO3 (s) calcário CaO cal viva + H2O CaO (s) + (aquecimento) cal viva → CO2 (g) gás carbônico Ca(OH)2 cal hidratada Fabricação do vidro comum (já mencionado). Fabricação do cimento Portland, com uso da cal viva. Sob forma de mármore, é usado em pias, pisos, escadarias, etc. g) Sulfato de cálcio (CaSO4) Principais aplicações: Fabricação do giz usado nas escolas. O gesso é uma variedade de sulfato de cálcio hidratado, muito usado na ortopedia, na obtenção do estuque etc. h) Sulfato de magnésio (MgSO4) Tem emprego medicinal como purgativo. i) Sulfato de bário (BaSO4) Tem emprego medicinal como “meio opaco” (contraste) na radiografia gastrointestinal. Exercícios 1) Fórmula COMPLETE o quadro: Nox dos Elementos a) Pb3(BO3)4 b) CuBr2 c) FeSO4 d) Sn(IO)2 e) LiF f) NiCrO4 g) K2Cr2O7 h) Co3(PO4)2 i) HgCl2 j) (NH4)2P2 O7 k) KMnO4 l) Pb(NO2)4 m) CoMnO4 n) CuPO3 o) Ni2+, Cl1+ p) Au3+, B3+ q) Zn2+, Br1+ r) Pb2+, Cl3+ s) Ag+, N5+ t) Rb+, Cl5+ Nome do sal u) Li+, Br5+ v) Cu+, I3+ w) Fe3+, Br7+ x) Al3+, S2- y) Ag+, I1- z) Pb2+, N3+ aa) Hidrogenocarbonato de amônio bb) Cianeto de potássio cc) Perclorato niquélico dd) Iodato estânico ee) Periodato de rubídio ff) Sulfato de bário gg) Carbonato de cálcio hh) Bicarbonato de sódio ii) Hidrogenobicromato férrico jj) Bromito cobaltoso kk) Bissulfeto de amônio ll) Sulfito de sódio 2) ESCREVA as equações de dissociação iônica dos sais do exercício anterior. Fórmula a) Pb3(BO3) 4 b) c) d) e) f) g) h) i) j) k) l) m) Equação de dissociação iônica Pb3(BO3)4 → 3 Pb4+(aq) + 4 BO33-(aq) n) o) p) q) r) s) t) u) v) w) x) y) z) aa) bb) cc) dd) ee) ff) gg) hh) ii) jj) kk) ll) 3) ESCREVA as reações de neutralização ácido-base que originam os sais, fornecendo os nomes das substâncias envolvidas: Nome do sal a) Fosfato de cálcio b) Carbonato de zinco c) Perclorato de alumínio d) Bicarbonato de cálcio Equação de neutralização ácido-base 2 H3PO4 (aq) + 3 Ca(OH)2 (aq) → 6 H2O + Ca3(PO4)2 (aq) ácido fosfórico + hidróxido de cálcio → água + fosfato de cálcio e) Nitrato de prata f) Nitrato de alumínio g) Sulfato de potássio h) Sulfeto de magnésio i) Sulfito de gálio j) Hipoclorito de sódio k) Permanganato de potássio l) Nitrito de bário m) Cloreto de cobalto II n) Bromato de potássio o) Clorato cuproso p) Carbonato plúmbico Exercícios envolvendo todas as funções inorgânicas (hidretos, óxidos, hidróxidos, ácidos e sais) 1) DESCREVA, por meio de equações químicas balanceadas, o comportamento químico das seguintes substâncias em água. DÊ o nome dos reagentes e do(s) produto(s) formado: 01) Na2O 02) CaH2 03) Fe(OH)3 04) N2O5 05) Ba 06) Cr2O3 07) CO2 08) Na2SO4 09) CO 10) Ca(OH)2 11) KH 12) H2S 13) CaO 14) CrO3 15) NaHSO4 16) NaCl 17) P2O5 18) CaCO3 19) NH3 20) KMnO4 21) Pb(OH)4 22) ZnO 23) CaCrO4 24) NO 25) CuSO4 26) HCl 27) CaS 28) Mg 29) (NH4)NO3 30) Fe2O3 31) H4P2O7 32) Au2O3 33) FeO 34) H3BO3 35) Cl2O5 36) Al2O3 37) Li 38) NaHCO3 39) Mn2O7 40) NH4OH 41) K2Cr2O7 42) H2SO4 43) NaOH 44) K2O 45) LiH 2) COMPLETE o quadro abaixo: Fórmula Nox Função Nomenclatura HClO3 H+1Cl+5O-2 ácido Ácido clórico Ácido iodídrico Ni(OH)3 H2SO4 Óxido de bário Fe3+O2 H+S-2 Zn+2(OH)Ag2O Hidróxido de prata Anidrido fosfórico H3PO4 Permanganato de potássio H2Cr2O7 Ácido crômico H+ N+5O-2 H+I+1 O-2 HBr Ácido sulfúrico FeCl3 CO CO2 Bicarbonato de amônio CuOH H2MnO4 Ácido carbônico Ácido sulfídrico Br2O5 Fosfato de sódio Ni(OH)2 Dióxido de carbono Dióxido de nitrogênio Monóxido de nitrogênio K2Cr2O7