1ª AULA DE QUÍMICA DA 4ª UNIDADE PARA AS 3ª SÉRIES A,B,C,D
Resumo funções inorgânicas
Imagine-se chegando a um supermercado em que todos os itens das prateleiras estivessem sem nenhuma organização: massas misturadas com bebidas, produtos de limpeza e higiene, carnes, verduras e assim por diante. Com certeza você demoraria horas e horas para encontrar o produto desejado. Essa situação ajuda-nos a entender como a organização em grupos com características semelhantes é importante e facilita a vida das pessoas.
Na Química, ocorre o mesmo. Com o passar do tempo e com a descoberta de milhares de substâncias inorgânicas, os cientistas começaram a observar que alguns desses compostos poderiam ser agrupados em famílias com propriedades semelhantes: as funções inorgânicas.
Na Química Inorgânica, as quatro funções principais são: ácidos, bases, sais e óxidos. As primeiras três funções são definidas segundo o conceito de Arrhenius. Vejamos quais são os compostos que constituem cada grupo:
Ácidos -são substâncias que se ionizam em meio aquoso e são bons condutores de energia. Pode-se aferir a acidez de uma substância por meio de técnicas de medição do potencial hidrogeniônico (pH) de uma solução. Alguns métodos analíticos de pH utilizam indicadores como tornassol ou fenolftaleína, que refletem o valor do pH da solução na cor.
Os ácidos podem ser caracterizados:
- pela presença ou não de oxigênios na sua molécula;
- pela força;
- pelos hidrogênios ionizáveis;
- pela sua volatilidade.
- Características dos ácidos
- Ionizam-se em meio aquoso, liberando o cátion H+.
- São condutores de eletricidade devido à liberação de íons em meio aquoso.
- Em contato com meio básico, sofrem reação de neutralização, formando como produtos dessa reação sal e água.
- Alteram a cor da solução na presença de substância indicadora, como tornassol ou fenolftaleína.
- O sabor azedo do limão, laranja, entre outras frutas cítricas, deve-se ao ácido presente nesses alimentos.
- Potencial hidrogeniônico (pH)
- O potencial hidrogeniônico (pH) é um cálculo que expressa a concentração de íons de hidrogênio em uma determinada solução.
Para determinação do pH e análise do meio, leva-se em consideração:
a lei de diluição de Ostwald (quanto mais diluído, mais haverá a formação de íons na solução);
autoionização da água (Kw), que é o desdobramento natural da molécula H2O em íons H+ e OH-;
água destilada a 25° C possui autoionização Kw = 10-14 e mesma concentração de íons H+ e OH-, ou seja, é um meio neutro.
Para cálculo de pH envolvendo concentração H+, usa-se: pH = -log[H+].
Saiba que:
pH > 7 → solução básica
pH < 7 → solução ácida
pH = 7 ou pH = pOH → solução neutra
São compostos covalentes que reagem com água (sofrem ionização) e formam soluções que apresentam como único cátion o hidrônio (H3O1+) ou, conforme o conceito original e que permanece até hoje para fins didáticos, o cátion H1+.
a) Equações de ionização de ácidos
H2SO4 → H3O1+ + HSO41- ou H2SO4 → H1+ + HSO4-
HCl → H3O1+ + Cl1- ou HCl → H1+ + Cl1-
b) Ácidos principais:
Ácido Sulfúrico (H2SO4)
Ácido Fluorídrico (HF)
Ácido Clorídrico (HCl)
Ácido Cianídrico (HCN)
Ácido Carbônico (H2CO3)
Ácido fosfórico (H3PO4)
Ácido Acético (H3CCOOH)
Ácido Nítrico (HNO3)
Bases- São compostos capazes de dissociar-se na água, liberando íons, mesmo em pequena porcentagem, e o único ânion liberado é o hidróxido (OH1-).
Uma das características das bases é seu sabor adstringente, que “amarra” a boca, ou seja, diminui a salivação.
Da mesma forma que os ácidos, as bases também conduzem corrente elétrica quando dissolvidas em água. Os indicadores fenolftaleína (solução) e papel de tornassol também mudam de cor em presença de hidróxidos. A fenolftaleína incolor torna-se vermelha; papel de tornassol vermelho fica azul: reações inversas às que verificamos no caso dos ácidos.
Vejamos as principais bases:
Hidróxido de Sódio (NaOH): Conhecida também como soda cáustica, essa substância é utilizada na fabricação do sabão, celofane, detergentes e raiom, produtos para desentupir pias e ralos, e também no processo de extração de celulose nas indústrias de papel, etc.
Hidróxido de Magnésio (Mg(OH)2): Está presente na solução que é comercializada com o nome de “leite de magnésia”, produto utilizado como laxante e antiácido estomacal.
Hidróxido de Cálcio (Ca (OH)2): Conhecida como cal hidratada ou cal extinta, essa substância é usada na construção civil: na preparação de argamassa (areia + cal) e na caiação (pintura a cal); as indústrias açucareiras utilizavam o hidróxido de cálcio na purificação do açúcar comum.
Hidróxido de Amônio (NH4OH): Essa substância é obtida em solução aquosa do gás de amônia e comercializada como amoníaco. É usado na fabricação de produtos de limpeza doméstica, na revelação de filmes fotográficos, em detergentes, na indústria têxtil, etc.
Hidróxido de Potássio (KOH): Conhecida como potassa cáustica, é usada para alvejamento, na fabricação de sabões moles e no processamento de certos alimentos.
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a) Equações de dissociação de bases
NaOH(s) → Na1+ + OH1-
Ca(OH)2 → Ca2+ + 2 OH1-
b) Exemplos de bases
Hidróxido de sódio (NaOH)
Hidróxido de cálcio (Ca(OH)2)
Hidróxido de magnésio(Mg(OH)2)
Hidróxido de amônio (NH4OH)
Comparação entre ácidos e bases
Os ácidos e as bases são duas funções químicas que são consideradas opostas, isso porque as suas propriedades costumam ser inversas. Por exemplo, se considerarmos alimentos presentes em nosso cotidiano que são ácidos, veremos que o gosto deles, no geral, é azedo, como ocorre com o limão. Porém, alimentos que são básicos possuem gosto adstringente (que “amarra” a boca), como o de uma banana verde.
Mas identificar uma substância como ácida ou básica apenas pelo gosto, além de ser um método que tem muitas chances de falhar, também é altamente perigoso, pois existem muitos ácidos e bases que são fortes, tóxicos e podem até matar, tais como o ácido sulfúrico (H2SO4), usado nas baterias dos automóveis, e o hidróxido de sódio (NaOH), conhecido comercialmente como soda cáustica.
Assim, as propriedades organolépticas (propriedades que dizem respeito aos nossos sentidos, tais como o paladar e o olfato) não são as usadas para identificar ácidos e bases. Observe abaixo outras propriedades dessas funções orgânicas que servem para compará-las e distingui-las:
Solubilidade em água - os ácidos costumam ser bem solúveis em água, enquanto a maior parte das bases é insolúvel. As bases de metais alcalinos são solúveis, a de metais alcalinoterrosos são pouco solúveis e as bases de outros metais são insolúveis (uma exceção é o hidróxido de amônio, NH4OH, que existe apenas em solução aquosa, borbulhando o gás amônia em água, sendo, portanto, solúvel nela).
Quando dizemos “insolúvel”, estamos querendo dizer que essas substâncias são praticamente insolúveis, porque nenhuma substância é totalmente insolúvel em água.
Todos os ácidos são moleculares, ou seja, formados por ligações covalentes em que há compartilhamento de elétrons. Um exemplo é o gás clorídrico, que é formado pelo compartilhamento de um par de elétrons entre o hidrogênio e o cloro:
Já as bases podem ser iônicas ou moleculares. As que possuem os metais alcalinos e alcalinoterrosos são iônicas, e as demais são moleculares.
Exemplos:
NaOH: base iônica formada pelos íons Na+ e OH-;
NH4OH: base molecular de amônia em água.
Todos os ácidos só conduzem corrente elétrica quando estão dissolvidos em água, porque quando estão em meio aquoso, eles sofrem ionização, ou seja, liberam íons.
Todas as bases também conduzem corrente elétrica em solução, pois as iônicas sofrem dissociação (liberam os íons já existentes na fórmula) e as moleculares sofrem ionização, reagindo com a água e liberando íons. As bases de metais alcalinos também conduzem corrente elétrica quando estão no estado líquido (fundidas).
Ação em relação aos indicadores.
Os indicadores ácido-base são substâncias naturais ou sintéticas que sofrem uma alteração em sua cor quando entram em contato com um ácido ou uma base. Se um ácido provoca a alteração da cor do indicador, a base fará o indicador voltar à cor original e vice-versa.
Por exemplo, a fenolftaleína é um indicador ácido-base muito utilizado, sendo que, em meio básico, ela fica um rosa bem intenso; já em meio ácido, ela fica incolora. O papel de tornassol também é um bom indicador, sendo que em um ácido, ele fica vermelho; e em uma base, ele fica azul.
Isso serve também para indicar a diferença de pH que há entre os ácidos e as bases.
Ação reciproca- quando colocados em contato, os ácidos e as bases reagem entre si, neutralizando um ao outro, isto é, tornado o pH do meio neutro. Isso ocorre porque o cátion H+ proveniente do ácido reage com o ânion OH- proveniente da base, formando água. Esse tipo de reação é chamado de reação de neutralização e produz também um sal.
Sais- são compostos capazes de se dissociar na água, liberando íons, mesmo em pequena porcentagem, dos quais pelo menos um cátion é diferente de H3O1+ e pelo menos um ânion é diferente de OH1-.
a) Equações de dissociação de sais
Veja alguns exemplos de equações de dissociação de sais após serem adicionados à água.
NaCl → Na1+ + Cl1-
Ca(NO3)2 → Ca2+ + 2 NO31-
(NH4)3PO4 → 3 NH4+1 + PO43-
b) Exemplos de sais
Alguns exemplos de sais importantes para o ser humano de forma direta ou indireta:
Cloreto de Sódio (NaCl)
Fluoreto de sódio (NaF)
Nitrito de sódio (NaNO3)
Nitrato de amônio (NH4NO3)
Carbonato de sódio (Na2CO3)
Bicarbonato de sódio (NaHCO3)
Carbonato de cálcio (CaCO3)
Sulfato de cálcio (CaSO4)
Sulfato de magnésio (MgSO4)
Fosfato de cálcio [Ca3(PO4)2]
Hipoclorito de sódio (NaClO)
Óxidos- são compostos binários (formados por apenas dois elementos químicos), e o oxigênio é o elemento mais eletronegativo.
a) Fórmulas de óxidos
Exemplos: CO2, SO2, SO3, P2O5, Cl2O6, NO2, N2O4, Na2O etc.
b) Principais óxidos:
Óxidos básicos: apresentam caráter básico (Óxido de cálcio – CaO);
Óxidos ácidos: apresentam caráter ácido (Dióxido de carbono - CO2);
Óxidos anfóteros: apresentam caráter ácido e básico (Óxido de alumínio - Al2O3).
ATIVIDADE DE AVERIGUAÇÃO DE APRENDIZAGEM
link para a atividade avaliativa: https://forms.gle/jz7kqybjKhXeyS5u9