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Aula de Química Digital - Funções Inorgânicas (Sais) para Ensino MédioTRANSCRIPT
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Índice
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• O sal é um dos compostos químicos mais antigos e valorizados pelo homem
• Você saberia dizer qual a relação entre os seguintes compostos: hidróxido de sódio, gás hidrogênio, cloreto de hidrogênio, gás cloro e o hipoclorito de sódio?
Introdução
3
O hipoclorito de sódio é utilizado no tratamento de piscinas
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4
Conceituação de sal
Segundo Arrhenius...
... Sal é toda substância que, em solução aquosa, sofre dissociação, liberando pelo
menos um cátion diferente de H+ e um ânion diferente de OH– ou O2–.
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5
Obtenção de sais
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6
Obtenção de sais
Quando um ácido e uma base são misturados, ocorre uma reação entre estas duas espécies denominada reação de neutralização e, conseqüentemente, forma-se um sal.
BASE ÁCIDO SAL ÁGUA+ +=
NaOH HCl NaCl H2O+ +=
HOH
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7
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 + H2SO3 = CaSO3 H2O+
Poderíamos “visualizar”:
CaOH
OH
H
HSO3
2
Obtenção de sais
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8
Neutralização total
Definição
Veja alguns exemplos:
Ácido clorídrico + hidróxido de sódio
HNO3 + NaOH NaNO3 + HOH
HCl + NaOH NaCl + HOH
H2SO4 + Ca(OH)2 CaSO4 + 2HOH
H3PO4 + 3KOH K3PO4 + 3HOH
Ácido nítrico + hidróxido de sódio
Ácido sulfúrico + hidróxido de cálcio
Ácido fosfórico + hidróxido de potássio
Em uma neutralização total ácdo-base todos os H + provenientes do ácido e todas as OH – provenientes da base reagem formando H2O.
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Neutralização total
Nomenclatura dos ânions
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Neutralização total
Sais normais: fórmulas e nomenclatura
NaCl : cloreto de sódio (HCl : ác. clorídrico)CaSO3 : sulfito de cálcio (H2SO3 : ác. sulfuroso)Al PO4 : fosfato de alumínio (H3PO4 : ác. fosfórico)
A nomenclatura dos sais é obtida a partir da nomenclatura do ácido que originou o ânion participante do sal, pela mudança de sufixos. Assim, temos:
de
Exemplos:
nox do cátion
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Neutralização total
Sais normais: fórmulas e nomenclatura
O nox do cátion só é usado quando ele possuir mais de um valor (como na nomenclatura das bases).
O nome do ânion é derivado do nome do ácido, ou seja, só existem três terminações: eto, ito e ato.
Para sais derivados de neutralizações parciais:
NaHSO4 :hidrogenossulfato
de sódiosulfato ácidobissulfato
Ca(OH)Cl :hidróxicloretocloreto básico
de cálcio
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Vamos Praticar
1. (UFRN) A equação de uma reação característica de
neutralização é:
RESPOSTA
a) HNO3 + H2O H3O+ + NO3-
b) NaOH + HCl NaCl + H2O
c) Ba(OH)2 (s) + H2O (l) Ba2+
(aq) + 2 OH-(aq)
d) H2 + Cl2 2HCl
e) 2 NaI + Cl2 2 NaCl + I2
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Neutralização parcial
Definição
NaOH H2SO4+ = NaHSO4 + H2O
Na OH
H
HSO4
“Ocorreu neutralização
parcial do ácido”
Quando um ácido e uma base são misturados em quantidades diferentes daquelas que levarão a uma neutralização total, ocorre uma neutralização parcial do ácido ou da base.
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Neutralização parcial
Neutralização do ácido
• Quando H2SO4 e NaOH reagem na proporção 1:2 há neutralização total, que forma um sal normal:
H2SO4 + 2 NaOH Na2SO4 + 2 H2O Sal normal
Na +
2
SO 2
4
-
1
H+ + OH- HOH
• Quando H2SO4 e NaOH reagem na proporção 1:1 há neutralização parcial do ácido, que forma um hidrogênio-sal:
H2SO4 + NaOH NaHSO4 + H2OHidrogênio-sal
Na +
1
HSO 2
4
-
1
H+ + OH- HOH
H+ + OH- HOH
H+ não é neutralizado
Na neutralização pacial de um ácido por uma base, nem todos os hidrogênios inizáveis reagem com OH -. O sal formado, um hidrogênio-sal, conterá hidrogênio(s) ionizáve(is)
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Neutralização parcial
Nomenclatura dos ânios que contêm H ionizáveis
• Para dar nomes aos sais provenientes da neutralização parcial de ácidos, precisamos, primeiramente, conhecer a nomenclatura dos ânions que contêm hidrogênios ionizáveis. Veja exemplos:
H2CO3
H2SO4
H3PO4
HCO-3
CO2-3
HSO-4
SO2-4
H2PO-4
PO3-4
HPO2-4
• hidrogeno-carbonato ou carbonato ácido
• carbonato
• hidrogeno-sulfato ou sulfato ácido
• sulfato
• di-hidrogeno-fosfato ou fosfato diácido
• fosfato
• mono-hidrogeno-fosfato ou fosfato monoácido
carbônico
sulfúrico
fosfórico
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Neutralização parcial
O uso do prefixo “BI”
• Quando o ânion é proveniente de um ácido com dois hidrogênios ionizáveis e que perdeu um deles, pode-se substituir o prefixo hidrogenio por bi. Veja os quatro exemplos mais importantes:
H2CO3
H2SO4
HCO-3
CO2-3
HSO-4
SO2-4
• bicarbonato
• carbonato
• bissulfato
• sulfato
carbônico
sulfúrico
H2SO3
H2S
HSO-3
SO2-3
HS-
S2-
• bissulfito
• sulfito
• bissulfeto
• sulfeto
sulfuroso
sulfídricoImportante: O prefixo “bi” tem razões de origem históricas e, nesse contexto, não significa dois. (antigamente as fórmulas não eram conhecidas com precisão, pensava-se que o bicarbonato fosse o dobro do carbonato)
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Neutralização parcial
Hidrogênio-sais: fórmulas e nomenclatura
• A nomenclatura dos hidrogeno-sais é muito semelhante à dos sais normais, diferindo no fato de indicarmos a quantidade de hidrogênios ionizáveis por meio dos prefixos mono-hidrogeno (o mono pode ser omitido), di-hidrogeno, etc:
NaH2PO4 – di-hidrogeno-fosfato de sódio
Na2HPO4 – (mono-)hidrogeno-fosfato de sódio
Quando o hidrogeno-sal for originário de um ácido com dois hidrogênios ionizáveis (e somente nesses casos), pode-se substituir o prefixo “hidrogeno” por “bi”. Nesse contexto, o prefixo “bi” não tem o significado explícito de “dois”.
NaHSO4 – hidrogeno-sulfato de sódio
NaHCO3 – hidrogeno-carbonato de sódio
Ca(HCO3)2 – hidrogeno-carbonato de cálcio
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Neutralização parcial
Neutralização parcial da base
• Quando o HCl e Ca(OH)2 reagem na proporção 2:1, há neutralização total, que forma um sal normal:
2 HCl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2 H2O
Ca +2
1
Cl-
2
H+ + OH- HOH H+ + OH- HOH • Quando o HCl e Ca(OH)2 reagem na proporção 1:1, há neutralização
parcial da base, que forma um hidroxi-sal:
HCl + Ca(OH)2 Ca(OH)Cl + H2O
Ca +2
Cl-
H+ + OH- HOH H+ + OH- “não é neutralizada”
Sal normal
Hidroxi-sal
OH-
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Neutralização parcial
Hidroxi-sais: fórmulas e nomenclatura
• Nomenclatura semelhante à dos hidrogeno-sais, é indicada pelos prefixos mono-hidroxi (o mono pode ser omitido), di-hidroxi, etc:
Al(OH)2Cl – di-hidroxi-cloreto de alumínio
Ca(OH)NO3 – (mon-)hidroxi-nitrato de cálcio
Al(OH)Cl2 – (mono-)hidroxi-cloreto de alumínio
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Sais hidratados
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Sais hidratados:
CuSO4 . 5 H2O : Sulfato de cobre (II) pentaidratado
O gesso é fabricado utilizando como matéria-prima uma rocha chamada gipsita. Nela há uma substância denominada sulfato de cálcio diidratado, cuja a
fórmula química é CaSO4 . 2H2O
São sais que possuem moléculas de água “infiltradas” em seu retículo cristalino.
CoCl2 . 6 H2O : Cloreto de cobalto (II) hexaidratado
FeSO4 . 7 H2O : Sulfato de ferro (II) heptaidratado
Na2SO4 . 10 H2O : Sulfato de sódio decaidratado
Veja mais exemplos:
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Compostos higroscópicos
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O sal de cozinha pode conter algumas impurezas (MgCl2 e MgSO4) que são higroscópicas.Em dias úmidos a uma maior probalidade de ocorrência de chuvas, essas impurezas absorvem água da atmosfera e deixam o sal empelotado.
“O saleiro entupiu? Vem chuva!”
Composto hidroscópico é aquele capaz de absorver água da atmosfera.
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RESPOSTA
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Vamos Praticar
Ao utilizarmos a aparelhagem mostrada na figura a seguir para testar a condutibilidade elétrica em soluções aquosas de HCl e de NaOH, verificamos que o brilho da lâmpada é intenso (máximo) nas duas soluções.Ao utilizarmos a aparelhagem mostrada na figura a seguir para testar a condutibilidade elétrica em soluções aquosas de HCl e de NaOH, verificamos que o brilho da lâmpada é intenso (máximo) nas duas soluções.
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23
Principais sais e suas aplicações
É o principal componente do sal de cozinha, usado na nossa alimentação. No sal de cozinha, além do NaCl, existem outros sais, como os iodetos ou iodatos de sódio e potássio (NaI, NaIO3; KI, KIO3), cuja presença é obrigatória por lei. Sua falta pode acarretar a doença denominada “bócio”, vulgarmente conhecida como papo.
O fluoreto de sódio é usado como anticárie, pois inibe a desmineralização dos dentes, tornando-os menos suscetíveis à cárie.
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Principais sais e suas aplicações
Esse sal é conhecido como salitre do Chile, sendo muito utilizado na fabricação de fertilizantes (adubos).A transformação do NaNO3 em nitrato de potássio (KNO3) permite a fabricação da pólvora negra, que é um dos explosivos mais comuns,.
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25
Principais sais e suas aplicações
Usado como antiácido estomacal (“sal de fruta”), o bicarbonato de sódio também está presente em alguns tipos de extintores de incêndio.
Principal constituinte do mármore e do calcáreo, o carbonato de cálcio pode ser encontrado até nos cremes dentais!
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Principais sais e suas aplicações
Este sal pode ser encontrado na forma de sal anidro, ou seja, sem água (CaSO4), ou de sal hidratado, isto é, com água (CaSO4 · 2 H2O), sendo essa forma conhecida por gipsita.
Encontrado na crosta terrestre, é um sal que constitui a matéria-prima utilizada na produção do elemento fósforo. Quando tratado com ácido sulfúrico, produz fertilizante fosfatado.A “farinha de osso” contém fosfato de cálcioobtido pela calcinação de ossos de animais.
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27
Principais sais e suas aplicações
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”.
Sulfito de sódio - Na2SO3
Alvejante, o sulfito de sódio é utilizado no processo de branqueamento de um tipo de papel, chamado “sulfite”.
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RESPOSTA
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Vamos Praticar
(UEPI) O mármore é, basicamente, formado de carbonato de cálcio (CaCO3) e, quando extremamente puro, apresenta a cor branco-neve. É o caso do mármore carrara usado por Michelangelo em suas esculturas. A função química a que pertence o carbonato de cálcio é:
a) base
b) sal
c) ácido
d) óxido ácido
e) óxido básico
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RESPOSTA
29
Vamos Praticar
(UFPI) Uma solução obtida pela adição de sulfato de alumínio e nitrato de amônio sólidos em água contém os íons NH
4
+ (aq), Al3+(aq), SO
2
4– (aq) e
NO3
–(aq).
As citadas substâncias podem ser representadas pelas fórmulas:
a) AlSO4 e (NH4)3NO3.
b) Al2SO4 e (NH4)3NO3.
c) Al2(SO4)3 e NH4NO3.
d) Al3SO4 e NH4NO3.
e) Al3(SO4)2 e NH4(NH3)2.
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RESPOSTA
30
Vamos Praticar
(UECE) Associe corretamente, de cima para baixo, os itens a seguir: I — Na2B4O710H2O • sal básico
II — Mg(OH)Cl • sal duplo III — NaKSO4 • sal ácido
IV — NaHCO3 • sal hidratado
A associação correta é:
(a) I, III, IV, II.
(b) II, IV, III, I.
(c) I, II, III, IV.
(d) II, III, IV, I.
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Substâncias obtidas a partir da hidrosfera
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Soda cáustica: é um sólido iônico branco, muito higrocópico. É uma base muito forte, possui efeito altamente corrosivo sobre a pele. Apresenta grande tendência a reagir com gorduras, é usada na fabricação de limpadores de forno e na fabricação de sabão e papel.
Gás hidrogênio (H 2): A substância simples hidrogênio é um gás sem cheiro e sem cor, que pode ser obtido a partir da água por uma reação química chamada de eletrólise da água (isto é, decomposição da água pela eletricidade).
Cloreto de hidrogênio (HCl): É um gás tóxico que quando dissolvido em água, recebe o nome de ácido clorídrico. O HCl é fabricado por meio da reação entre os gases H2 e Cl2. Soluções aquosas de HCl (razoavelmente impuras) são vendidas comercialmente com o nome de ácido muriático.
Gás Cloro (Cl 2): É um gás amarelo-esverdeado, altamente tóxico, que ao ser borbulhado em água, reage com ela, formando HCl(aq) e HClO(aq). O HClO na forma aquosa, se ioniza produzindo o íon hipoclorito (ClO-), que atua como agente bactericida no tratamento de água.
Hipoclorito de sódio (NaClO): É um sal vendido comercialmente em solução aquosa com os nomes comerciais de “água sanitária” e “água de lavanderia”. Possui efeito bactericida, fungicida e alvejante, sendo usado no tratamento de água e em limpeza
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Cenas dos próximos capítulos
32
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Créditos
33
Prof. Nelson VirgilioEngenheiro Químico – UFBA
Prof. Augusto SérgioQuímico – UFBA