Funções Químicas
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Funções químicas inorgânicas
Todas as substâncias e compostos existentes no chamado "Reino Mineral" podem ser classificadas em
quatro grupos, conforme suas 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, portanto deve existir alguma coisa em
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:
- ácidos, cujas moléculas apresentam H (hidrogênio),
- bases, cujas moléculas apresentam o grupo OH (hidroxila)
- óxidos, compostos binários do oxigênio (apenas dois elementos químicos),
- sais, formados por quaisquer outros grupos de átomos, diferentes dos anteriores.
O esquema abaixo mostra a relação entre estes grupos:
(Seria bom se você fizesse uma pequena revisão do que é uma ligação química!!)
Exercícios
1) Observe as moléculas representadas abaixo e identifique a qual dos grupos funcionais elas pertencem:
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
Respostas: 1) ácidos = a, b, g; bases = c, h, m; óxidos = d, f, j, l; sais = e, i.
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Sais
Compostos formados por um metal como cátion e um âniom qualquer, diferente de (OH)1- ou O2-.
A fórmula geral de um sal é:
metal ab- (ânion) baOs nomes dos compostos são dados como foi visto antes. Como exemplos podemos citar:
Al (PO4) ou fosfato de alumínio
Ca (HPO3) ou fosfito de cálcio
Nos exemplos dados você pode observar que a carga elétrica do cátion e do ânion são iguais:
Al3+ (PO4)3-
e
Ca2+ (HPO3)2-
E quando não forem iguais?
Neste caso serão necessários vários cátions e/ou ânions para equilibrar as ligações químicas, até que a
carga elétrica total da molécula seja nula (cada ligação + tem uma correspondente -).
- sulfato de sódio Na1+ (SO4)2- faltam cargas "+",
portanto serão necessários dois átomos de sódio: Na 1+
(SO4) 22
onde 2 · (1+) ↔ (2-)
- nitrato de alumínio Al3+ (NO3)1- faltam cargas "-",
portanto serão necessários três ânions nitrato: Al3+ (NO3) 1-3
onde (3+) ↔ 3 · (1-)
- silicato de bário Ba2+ (SiO4)4- faltam cargas "+",
portanto será necessários dois átomos de bário: Ba 22+ (SiO4)4-
onde 2 · (2+) ↔ (4-)
O parênteses somente será usado quando houver necessidade, assim como os sinais de carga elétrica. A
fórmula química deverá ser a mais simples possível e é convenção internacional:
(SO4)2Na 1+
2
ou
Na2SO4
Al3+ (NO3) 31- ou Al(NO3)3
(SiO4)4- ou
Ba 2+
2
Ba2SiO4
Quando o cátion tiver duas ou mais valências, devemos indicá-la em algarismos romanos junto ao nome
do metal:
Fe Cl2, onde Fe2+ Cl 21- , o nome será cloreto de ferro II.
Fe Cl3, onde Fe3+ Cl 1-3 , o nome será cloreto de ferro III.
O nome dos compostos é dado pelo ânion. Por exemplo o ânion sulfato é (SO4)2-. Junto a ele deverá
existir um metal, como o cálcio. O nome do composto será “sulfato de cálcio”. Na fórmula química
devemos obedecer uma convenção onde o ânion deve vir em segundo lugar: Ca (SO4).
Os nomes dos ânions podem ser encontrados numa Tabela de Ânions. Consulte-a!
Observando os nomes dos ânions da tabela, você pode notar que todos terminam com os sufixos
...ato, ...ito ou ...eto (exceto o O2- e o (OH) 1- : eles não são sais!). Observe ainda que:
...ato = ânions com mais oxigênios
...ito = ânions com poucos oxigênios
...eto = ânions sem oxigênio.
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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 “Solubilidade”.
Como regra geral podemos simplificar a solubilidade dos sais de acordo com os ânions, conforme a
tabela de “Solubilidade”.
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.
Exercícios
SOLUBILIDADE DOS COMPOSTOS
ÍON
INSOLÚVEL
SOLÚVEL
amôneo (NH4)
metais alcalinos
nitratos
permanganatos
percloratos
nitritos
acetatos
cloretos
brometos
iodetos
1+
todos
K ClO4
Ag1+
todos
Ag1+
Pb2+
Hg1+
terrosos
todos
sulfatos
todos
sulfetos
terrosos
(pouco sol.)
bases
alcalinas
ácidos
outros
todos
alcalinos
(Pb2+ pouco sol.)
todos
todos
(terrosos pouco sol.)
todos
1) Procure, na tabela de ânions, identificando sua composição, sua valência e seu nome:
a) o ânion silicato
b) um ânion que tenha antimônio (Sb)
c) um âniom sem oxigênio
d) faça as fórmulas e nomes de sais desses 3 ânions com o cátion Mg,2+
2) Dados os seguintes compostos
I. Cl2O7
II. H3PO4
III. Al(OH)3
IV. Cr2O3
V. Al(ClO2)3
VI. P2O3
VII. HAlO2
VIII. NaOH
IX. As2O5
X. K2CO3
XI. Ca3(PO4)2
XII. Fe(OH)2
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.
3) Dê os nomes dos seguintes sais:
a) K2 SnO3 =
b) Cr SnO2 =
c) Pb F4 =
4) Faça a composição química (fórmula) dos seguintes compostos:
a) bromato de prata =
b) clorito de ouro III =
c) ferrocianeto de estanho II =
5) Verifique se os sais dos exercícios anteriores (1 até 4) são solúveis ou não.
Respostas: 1) a critério do aluno; 2a) V, X, X!; 2b) 1-,2-, 3-; 2c) clorito de aluminio, carbonato de potássio, fosfato de
cálcio; 3a) estanito de potássio; 3b) estanito de cromo II; 3c) fluoreto de chumbo IV; 4a) AgBrO4, 4b) Au(ClO3)3, 4c)
Sn2[Fe(CN)6], 5) questão 1 = variável, questão 2 = V insolúvel, X solúvel, XI insolúvel, questão 3 = todos insolúveis,
questão 4 = todos insolúveis.
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Ácidos
Os ácidos são compostos também formados pelos ânions vistos porém o cátion não é um metal propriamente dito: é o hidrogênio, representado por H1+.
De um modo geral, a fórmula química de um ácido é
onde x é a valência do ânion: (ânion)x-.
Hx(ânion)
Para dar o nome ao ácido, fazemos uma pequena alteração no sufixo do nome do ânion:
Como exemplos temos:
...ato passa a ser ...ico
...ito passa a ser ...oso
...eto passa a ser ídrico
H 1+
(SiO4)4- do ânion silicato ficará com o nome ácido silícico:
H4 SiO4
4
1+
2H 2 (SnO2) 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.
O nome também pode ser formado como no caso dos sais:
H4 SiO4 silicato de hidrogênio
H2 SnO2 estanito de hidrogênio
H CN cianeto de hidrogênio
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.
Esta porcentagem ionizada é o coeficiente de ionização do ácido e designada por α (alfa). Por exemplo,
em soluções diluídas e a 25°C:
ácido sulfúrico: α = 0,68 ou 68%
ácido clorídrico: α = 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:
Funções Químicas
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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 estas propriedades nas tabelas de química.
VOLATILIDADE
"FORÇA" DOS ÁCIDOS
oxigenados não oxigenados
HaEOb
HE
fraco
b-a=0
HCN, H2S, H2Se
moderado
b-a=1
HF
forte
b-a=2
HBr
muito forte
b-a>2
HI, HCl
Os compostos inogânicos são fixos, exceto:
Ácidos: HF, HCl, HBr, HI, H2S, HCN,
HNO2, HNO3, (H3CCO2)H,
(HCO2)H
Bases: (NH4)OH
Óxidos: dos halogêneos, do S, do N e do
C
Exercícios
1) Dados os seguintes compostos
I. Cl2O7
II. H3PO4
III. Al(OH)3
IV. Cr2O3
V. Al(ClO2)3
VI. P2O3
VII. HAlO2
VIII. NaOH
IX. As2O5
X. K2O
XI. CO2
XII. Fe(OH)2
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.
2) Monte a fórmula química e o nome de 3 ácidos de cada família dos ânions (terminados em ato, eto e
ito respectivamente), excluidos os que estão nestes exercícios.
3) Verifique a força e a volatilidade dos ácidos que você fez nos exercícios 6 e 7.
Respostas: 1a) II, VII; 2) a critério do aluno; 3) a critério do aluno
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Óxidos
São compostos binários (dois elementos químicos diferentes) com o oxigênio. A fórmula obedece as
mesmas regras já vistas. O ânion O2- chama-se óxido e o nome do composto será:
ÓXIDO DE
NOME DO ELEMENTO
(VALÊNCIA OU NOx)
.
O outro elemento pede ser um metal e o óxido ser iônico. Exemplos:
Na1+ O2-
ficará Na2O ou óxido de sódio
Co2+ O2- ficará
Pb4+ O2-
CoO
ficará PbO2
ou óxido de cobalto II (deve ser indicado pois também tem cobalto III).
ou óxido de chumbo IV (para não confundir com chumbo II = Pb2+)
Os óxidos também podem ser formados por elementos não metálicos, através das ligações covalentes
(reveja estes conceitos na apostila de “Ligações Químicas”).
O enxofre, por exemplo, possui Número de Oxidação 2-, 2+, 4+ e 6+
formando os seguintes óxidos:
S2+ O2- fica SO ou óxido de enxofre II
S4+ O2- fica SO2 ou óxido de enxofre IV
S6+ O2- fica SO3 ou óxido de enxofre VI
Exercícios
1) Dados os seguintes compostos
I. Cl2O7
II. H3PO4
III. Al(OH)3
IV. Cr2O3
V. Al(ClO2)3
VI. P2O3
VII. HAlO2
VIII. NaOH
IX. As2O5
X. K2O
XI. CO2
XII. Fe(OH)2
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.
2) Monte a fórmula e o nome de todos os óxidos do cloro e do arsênio.
3) Faça as fórmula químicas dos óxidos do potássio, da prata, do ferro III, do estanho IV e do zinco.
4) Dê o nome dos seguintes compostos: CuO, Cu2O, PtO, PtO2, CaZnO2
Respostas: 1a) I não metálico, IV metálico, VI não metálico, IX anfótero, X metálico, XI não metálico; 1b) 7+, 3+,
3+, 5+, 1+,4+; 1c) óxido de cloro VII, óxido de cromo III, óxido de fósforo III, óxido de arsênio V, óxido de potássio; 3)
K2O, Ag2O, Fe2O3, SnO2, ZnO; 4) óxido de cobre II, óxido de cobre I, óxido de platina II, zincato de cálcio
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Bases ou hidróxidos
São compostos metálicos formados com o ânion (OH)1-, ou hidroxila. A fórmual geral é dada por:
metalb+ (OH) 1-b
O nome será:
hidróxido de (metal) (+valência)
Exemplos:
K (OH) ou KOH, hidróxido de potássio
Fe(OH)2, hidróxido de ferro II (lembre-se que também há o ferro III, que seria Fe(OH)3)
Pb(OH)4, hidróxido de chumbo IV.
1) Dados os seguintes compostos
I. Cl2O7
II. H3PO4
III. Al(OH)3
IV. Cr2O3
V. Al(ClO2)3
VI. P2O3
VII. HAlO2
VIII. NaOH
IX. As2O5
X. K2O
XI. CO2
XII. Fe(OH)2
a) Identifique as bases entre os vários compostos citados.
b) Dê os nomes das bases identificadas.
c) Verifique a solubilidade destas bases.
2) Faça a fórmula química e o nome de todas as bases dos metais que possuam a letra s em seu símbolo
químico.
Respostas: 1a) III, VIII, XII; 1b) hidróxido de alumínio, hidróxido de sódio, hidróxido de ferro II; 1c) insolúvel, solúvel,
insolúvel; 2) a critério do aluno.
RESUMINDO AS FUNÇÕES
FUNÇÃO
ácido
base
óxido
sal
CARACTERÍSTICA
1+
Ha (ânion)a(metal)ba+ (OH)a1(elemento)2e+ Oe2(cátion)ba+ (ânion)ab-
NOMENCLATURA
ácido ânion (+ ico, oso, ídrico)
hidróxido de cátion (+ valência)
óxido de elemento (+ valência)
ânion de cátion (+ valência)