Capítulo 19:

Funções Químicas: Ácidos e Bases

Funções Químicas

• Grupo de substâncias compostas que possuem propriedades químicas semelhantes;

• As funções químicas são divididas de acordo com a divisão clássica da química: funções orgânicas e funções inorgânicas;

• Existem quatro tipos de função inorgânica: óxido, ácido, base e sal

Ácidos

• toda substância que libera íons de hidrogênio (H⁺) em meio aquoso;

• formam soluções aquosas condutoras de eletricidade;

• Possuem sabor azedo;

• Possuem várias utilizações nos meios de saúde, alimentar, industrial e beleza.

Ácidos

• saúde:

Ômega 6, 3 e 9

Ácidos

• alimentar:

Ácidos

• industrial:

Classificação dos Ácidos

Quanto à presença de oxigênio na molécula

• Hidrácidos – não possuem oxigênio

Exemplos: HCl, HCN, HF, HI, HBr, H2S, etc.

• Oxiácidos – possuem oxigênio

Exemplos: HNO3 , HClO3 , H2SO4, H3PO4, etc

Classificação dos ÁcidosQuanto ao número de hidrogênios ionizáveis • Monoácidos – apresentam um hidrogênio ionizável.

Exemplos: HCl, HBr, HNO3.

• Diácidos – apresentam dois hidrogênios ionizáveis.

Exemplos: H2S, H2SO4.

• Triácidos – apresentam três hidrogênios ionizáveis.

Exemplos: H3PO4 , H3BO3.

• Tetrácidos – apresentam quatro hidrogênios ionizáveis.

Exemplos: H4SiO4 , H4P2O7.

Regra Prática pra Determinação da Força de um Ácido

I. HidrácidosÁcidos fortes: HI > HBr > HCl>HF.Ácidos fracos: demais.

II. OxiácidosSendo HxEzOy a fórmula de um ácido de um elemento E qualquer, temos

em que: m = y - x

Se: m ≥ 2 ácido forteExemplos: HClO4 , HMnO4, HNO3 , H2SO4... Se: m ≤ 1 ácido fracoExemplos: H3PO4 , H2SO3 , HClO, H3BO3

Formulação e Nomenclatura dos Ácidos

• I. Formulação• O ácido é formado pelo cátion H+ e ânion qualquer

(Ax-). Portanto, podemos representar sua fórmula da seguinte maneira:

• H+Ax- → HxA

Formulação e Nomenclatura dos Ácidos

• II. NomenclaturaO nome de um ácido é feito basicamente da seguinte forma:

1o) a palavra ácido;2o) nome do elemento;3o) terminação ídrico.

• Hidrácidos (HxE)

• Exemplos• HCl ácido clorídrico, HBr ácido bromídrico, HCN ácido

cianídrico, H2S ácido sulfídrico, HI ácido iodídrico

Oxiácidos (HxEzOy) Neste caso, como o mesmo elemento pode formar

vários oxiácidos, estabelecemos um oxiácido padrão a partir do qual daremos nomes aos demais.

• Oxiácido padrão: ácido nome de E ico

• Regra geral para elementos que formam 2 ou mais oxiácidos:

Oxiácidos (HxEzOy)

• Resumindo temos:

• Aplicando esta regra,

ficamos com:

Oxiácidos (HxEzOy)

Propriedades das bases:• Possuem sabor amargo ou cáustico (adstringente – que “amarra” a boca);

• Conduzem a corrente elétrica quando fundidos ou em solução aquosa;• Reage com ácidos produzindo sal e água;

Segundo Arrhenius:

Bases

Ex.: NaOH Na+(aq) + OH-(aq)

Ca(OH)2 Ca2+(aq) + 2 OH-(aq)

Al(OH)3 Al3+(aq) + 3 OH-(aq)

Como pudemos observar, a principal característica das bases é a presença do íon OH- (hidroxila) ligado ao cátion que é um metal, sendo sua fórmula representada por:

Onde: C é cátion (metal)

X à nº de hidroxilas que invertido de baixo para cima à esquerda, corresponderá à carga do metal.

Com isso na dissociação da base genérica C(OH)x ficaremos com:

C(OH)x → Cx+ + X OH-

Bases

• Exemplos:

NaOH Na+(aq) + OH-(aq)

Ca(OH)2 Ca2+(aq) + 2 OH-(aq)

Al(OH)3 Al3+(aq) + 3 OH-(aq)

Sn(OH)4 Sn4+(aq) + 4 OH-(aq)

Observação:

• O hidróxido de amônio (NH4OH) é a única base que não apresenta metal em sua fórmula sendo proveniente do borbulhamento da amônia (NH3) em água:

Bases

CLASSIFICAÇÃO DAS BASES• Quanto ao grau de dissociação (força das bases)

Para que uma base se dissocie é necessário que esta base esteja dissolvida em água, com isso teremos:

Exceção: O hidróxido de amônio (NH4OH) é uma base solúvel, mas que apresenta um pequeno grau de ionização, desta forma, esta base é classificada como solúvel e fraca.

Resumindo teremos:Bases fortes → bases dos metais da família 1A e 2A. Bases fracas → bases dos demais metais, Be(OH)2, Mg(OH)2 e NH4OH.

NOMENCLATURA DAS BASES• Para cátions que formam uma única base:

Os cátions que formam uma única base são: metais da família 1A e 2A, Ag+, Zn2+, Al3+ e NH4

+ (amônio).

Exemplos:NaOH → hidróxido de sódioAgOH → hidróxido de prataCa(OH)2 → hidróxido de cálcio

Zn(OH)2 → hidróxido de zinco

Al(OH)3 → hidróxido de alumínio

NH4OH → hidróxido de amônio

Para montar a fórmula da base a partir dos nomes, é necessário sabermos que na formulação das base C(OH)x, o número de hidroxilas da base (X) dependerá da carga do cátion (C). Desta forma, teremos: cátions com carga +1 há 1 OH na fórmula; cátions com carga +2 há 2 OH na fórmula e cátions com carga +3 há 3 OH na fórmula.

Exemplos: Hidróxido de potássio → K+ = KOH Hidróxido de magnésio → Mg2+ = Mg(OH)2

Hidróxido de alumínio → Al3+ = Al(OH)3

Hidróxido de amônio → NH4+ = NH4OH

Hidróxido de zinco → Zn2+ = Zn(OH)2

Hidróxido de prata → Ag+ = AgOH • Para cátions que formam mais de uma base:Exemplos:AuOH → hidróxido de ouro-I ou aurosoAu(OH)3 → hidróxido de ouro-III ou aúrico

CuOH → hidróxido de cobre-I ou cuprosoCu(OH)2 → hidróxido de cobre-II ou cúprico

Fe(OH)2 → hidróxido de ferro-II ou ferroso

Fe(OH)3 → hidróxido de ferro-III ou férrico

Pb(OH)2 → hidróxido de chumbo-II ou plumboso

Pb(OH)4 → hidróxido de chumbo-IV ou plúmbico

NOMENCLATURA DAS BASES

SAIS• Para o senso comum, o termo sal designa estritamente o cloreto de sódio

(NaCl), utilizado na alimentação. Em química, porém, tem um sentido muito mais amplo e se aplica a uma série de compostos com características bem definidas, que têm em comum o fato de se formarem pela reação de um ácido com uma base, através de uma reação denominada neutralização.

• REAÇÃO DE NEUTRALIZAÇÃO• Consideremos a reação de neutralização da azia,acidez estomacal,

utilizando o leite de magnésia.

2 HCl(aq) + Mg(OH)2(aq) → MgCl2(aq) + 2 H2O(l)

a reação de neutralização se caracteriza, quando os íons H+ do ácido reagem com os íons OH- da base, formando água.

REAÇÃO DE NEUTRALIZAÇÃO

• Agora que sabemos que na solução resultante temos os íons Cl-(aq), Mg+2(aq) e moléculas de H2O(), quando esta solução for aquecida e toda a água da solução for evaporada, teremos apenas os íons Mg+2(aq) e Cl-(aq), que constituem a fórmula do sal chamado cloreto de magnésio.

• Portanto podemos concluir que a reação entre um ácido e uma base, ou seja, uma neutralização, produz água e também pode ser obtido um sal.

• Generalizando a reação de neutralização, ficamos com:

NOMENCLATURA DOS SAIS

• A nomenclatura dos sais é obtida a partir da troca do sufixo do ácido mais o nome do cátion proveniente da base.

Sufixo do ácido Sufixo do ânion

ÍDRICO ETO

OSO ITO

ICO ATOExemplo:

HCl + NaOH → NaCl + H2O

Ácido clorídrico hidróxido de sódio cloreto de sódio água23

FORMULAÇÃO DE UM SAL

Para entendermos com um sal é formulado, vamos fazer a reação de neutralização entre um ácido genérico HYA e uma base genérica C(OH)X, onde A é o ânion do ácido e C é o cátion da base.

Antes de fazer a reação de neutralização, vamos rever como as cargas dos íons constituintes do ácido e da base estão dispostas:

• Para o ácido genérico HYA, invertendo-se o índice y, teremos a carga do ânion: AY-

• Para a base genérica C(OH)X, invertendo-se o índice X, teremos a carga do cátion: CX+

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FORMULAÇÃO DE UM SAL

Desta forma, a reação de neutralização entre o ácido HYA e a base C(OH)X ficará:

e o sal:

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• Para que a soma das cargas dos íons seja igual a zero, é necessário inverter as cargas dos íons e com isso obteremos o índice do cátion e do ânion, de modo que ao multiplicar o índice pela carga do respectivo íon, teremos soma igual a zero.

Tendo então o sal:

Onde:

C = cátion proveniente da base

A = ânion proveniente do ácido

FORMULAÇÃO DE UM SAL

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FORMULAÇÃO DO SAL A PARTIR DE SEU NOME

Para se determinar a fórmula do sal a partir do seu nome, segue-se os seguintes passos:

Exemplos

a) Sulfato de ferro-III

1º Passo: determinar a fórmula do ácido e da base que originaram o sal.

Ânion sulfato à ác. sulfúrico = H2SO4

Cátion ferro-III à hidróxido de ferro-III = Fe(OH)3

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2º Passo: a partir das fórmulas do ácido e da base, determina-se a carga do cátion base e do ânion do ácido.

H2SO4 = SO42- à ânion sulfato

Fe(OH)3 = Fe3+ à cátion ferro-III

3º Passo: juntar o cátion da base com o ânion do ácido.

4º Passo: inverter as cargas dos íons para que a soma das cargas se anule.

FORMULAÇÃO DO SAL A PARTIR DE SEU NOME

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ÓXIDOSOs óxidos são compostos muito comuns que estão presentes em nosso

cotidiano.

No entanto, muitos óxidos produzidos por alguns processos de industrialização através da queima dos combustíveis, são substâncias nocivas, considerados como poluentes atmosféricos, que podem causar

vários danos ao ambiente.

O gás carbônico (CO2) é um óxido considerado como a base da vida dos vegetais e dos animais que deles se alimentam, pois participa do processo de fotossíntese.

Na queima dos combustíveis ocorre eliminação de óxidos pelo escape dos veículos que causam grande impacto ambiental.

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• De acordo com tal definição, os óxidos são formulados da seguinte forma:

Onde:

E: representa o elemento ligado ao oxigênio que pode ser um metal ou um ametal;

O: representa o elemento oxigênio com carga – 2;

X: indica o número de átomos do elemento ligado ao oxigênio;

Y: indica o número de átomos de oxigênio da fórmula do óxido.

ÓXIDOS

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NOMENCLATURA1º) Para óxidos do tipo: EXOY, onde o elemento E é um

ametal.

Exemplos:

CO → monóxido de carbono

CO2 → dióxido de carbono

NO2 → dióxido de nitrogênio

N2O → monóxido de dinitrogênio

N2O3 → trióxido de dinitrogênio 31

2º) Para óxidos do tipo: EXOY, onde o elemento E é um metal com a carga fixa.

Metais com carga fixa:→ Metais alcalinos (1A) e Ag = +1→ Metais alcalinos terrosos (2A) e Zn = +2→ Alumínio = +3Exemplo:Na2O → óxido de sódio

CaO → óxido de cálcioMgO → óxido de magnésio

NOMENCLATURA

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Para montar a fórmula do óxido a partir do nome, é só lembrar a carga do metal, a carga do oxigênio -2 e fazer com que a soma das cargas se anule.

Exemplos:

Óxido de lítio → Li1+O2- invertendo as cargas: Li2O

Óxido de bário → Ba2+O2-, como a soma das cargas é nula, então temos: BaO

Óxido de alumínio → Al3+O2-, invertendo as cargas: Al2O3

Óxido de zinco → Zn2+O2-, como a soma das cargas é nula, então temos: ZnO

Óxido de prata → Ag1+O2-, invertendo as cargas: Ag2O

NOMENCLATURA

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3º) Para óxidos do tipo: EXOY, onde o elemento E é um metal com a carga variável.

Ou

Metais com carga variável:→ Ouro (Au1+ e Au3+)→ Cobre (Cu1+ e Cu2+)→ Ferro (Fe2+ e Fe3+)→ Chumbo (Pb2+ e Pb4+)Exemplos: Au2O3 → óxido de ouro-III ou aúrico

Cu2O → óxido de cobre-I ou cuproso

Fe2O3 → óxido de ferro-III ou férrico

PbO2 → óxido de chumbo-IV ou plúmbico

NOMENCLATURA

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ÓXIDOS BÁSICOS

• São óxidos iônicos de metais, que reagem com água, produzindo uma base, ou reagem com um ácido, produzindo sal e água.

Exemplo:

CaO + H2O →

CaO + H3PO4 → Calagem: adição de cal (CaO) ao solo para reduzir a acidez do solo.

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ÓXIDOS BÁSICOS

1º) Equacionar a reação do óxido com água:

CaO + H2O → Ca(OH)2

2º) Equacionar a reação da base produzida na reação anterior com o ácido:

3 Ca(OH)2 + 2 H3PO4 → Ca3(PO4)2 + 6 H2O

Somando as duas equações ficamos com:

3 CaO + 2 H3PO4 → Ca3(PO4)2 + 3 H2O

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ÓXIDOS ÁCIDOS OU ANIDRIDOS

São óxidos moleculares que reagem com a água, produzindo um ácido, ou reagem com uma base, produzindo sal e água.

Exemplo:

CO2 + H2O →

CO2 + NaOH →CO2 utilizado em extintor de incêndio 37

ÓXIDOS ÁCIDOS OU ANIDRIDOS

1º) Equacionar a reação do óxido com água:

CO2 + H2O → H2CO3

2º) Equacionar a reação do ácido produzido na reação anterior com a base:

H2CO3 + 2 NaOH → Na2CO3 + 2 H2O

Somando as duas equações ficamos com:

CO2 + 2 NaOH → Na2CO3 + H2O

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ÓXIDOS NEUTROS OU INDIFERENTES

São óxidos que não reagem com água, base ou ácido.

São basicamente três óxidos: CO, NO, N2O.

São óxidos que podem se comportar ora como óxido básico, ora como óxido ácido.

Exemplos: ZnO, Al2O3, SnO, SnO2, PbO e PbO2.

ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O

ZnO + 2NaOH → Na2ZnO2 + H2O

ÓXIDOS ANFÓTEROS

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