| 1ª aula |
Funções
Inorgânicas
Como
vimos, propriedades funcionais são propriedades comuns a determinados
grupos de matérias, identificadas pela função que desempenham, denominadas de funções
químicas.
As funções químicas são um conjunto de
substâncias com propriedades químicas semelhantes, que podem ser divididas em orgânicas
e inorgânicas.
Funções orgânicas - são aquelas constituídas pelo elemento carbono,
estudada pela química orgânica. A química orgânica estuda os compostos que
contém carbono e a propriedade típica do carbono é a formação de cadeias. É
chamada de orgânica porque inicialmente os cientistas pensavam que eles só
podiam ser encontrados nos seres vivos ou fósseis. Hoje um grande número de
compostos de carbono pode ser produzido em laboratório para utilização na
indústria. Certos medicamentos, plásticos e pesticidas, por exemplo, são
substâncias orgânicas sintéticas.
Existem algumas substâncias que possuem átomo de
carbono, mas que fogem a este critério de classificação, por possuírem
propriedades de compostos inorgânicos, dentre as quais se destacam: CO (monóxido
de carbono), CO2 (dióxido de carbono), KCN (cianeto de potássio),
CaCO3 (carbonato de cálcio), Na2CO3 (carbonato
de sódio), H2CO3 (ácido carbônico), entre outros.
Funções inorgânicas à são aquelas constituídas por
todos os demais elementos químicos que constituem os ácidos, bases,
sais e óxidos, estudados pela química inorgânica. A química
mineral ou inorgânica abrange o estudo dos metalóides e dos metais e das
combinações químicas, tem composição qualitativa, que varia muito de um para
outro elemento.
As principais funções químicas inorgânicas –
ácidos, bases, sais e óxidos – são encontradas em nosso cotidiano e também em
nosso organismo. Por exemplo: o ácido clorídrico é um dos constituintes do suco
gástrico, encontrado no estômago; a soda cáustica é constituinte de produto de
uso doméstico para desentupir pias e utilizado para fabricar o sabão; o sal de
cozinha é constituído pelo cloreto de sódio e a cal viva, utilizado na
construção civil e também na culinária, é constituída pelo óxido de cálcio.
Para
definir estas substâncias existem vários critérios de classificação. Nós
utilizaremos os critérios da condutividade elétrica segundo Arrhenius e o teste
com indicadores ácido-base para caracterizar semelhança nas propriedades
químicas dessas substâncias.
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Ácidos
 
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Introdução
Desde os tempos dos alquimistas, observou-se que
certas substâncias apresentavam comportamentos peculiares quando dissolvidos na
água. Entre tais propriedades destacavam-se:
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* o sabor azedo facilmente
identificado em frutas cítricas, como limão, laranja e maçã (a palavra ácido
é proveniente do latim acidus - azedo, picante);
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* formar soluções aquosas
condutoras de eletricidade;
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* provocar efervescência, quando
em contato com o calcário;
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* produzir mudança de cor nos
indicadores ácido-base.
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Essas substâncias foram denominados ácidos.
Os ácidos estão presentes em nosso dia a dia, como
por exemplo: a laranja, o limão e as demais frutas cítricas contém ácido
cítrico, a bateria de um automóvel contém ácido sulfúrico, o vinagre contém
ácido acético, o ácido clorídrico é constituinte do suco gástrico no estômago,
o ácido nítrico é utilizado para produzir explosivos como o TNT.
De um modo
geral os ácidos são tóxicos e corrosivos, portanto deve-se evitar contato com a
pele, ingeri-los ou respirá-los.
Definição
Segundo Arrhenius
Ácido é todo composto molecular que,
em solução aquosa, se ioniza, produzindo exclusivamente como cátion o H3O+
(hidroxônio).
HCl + H2O
H3O+ + Cl–
HCN + H2O
H3O+ + CN–
No
entanto, o cátion Hidroxônio (H3O+)
pode ser representado por H+:
HCl
H+ + Cl–
HCN
H+ + CN–
Classificação dos Ácidos
Quanto à natureza do ácido
Orgânicos - são
compostos que contém em sua estrutura o grupamento carboxila, composto por um
átomo de carbono ligado a um átomo de oxigênio por ligação dupla e a um grupo
de hidroxila, por ligação simples:
carboxila
O grupo carboxila também pode ser representado apenas por:
-COOH
O hidrogênio ligado ao átomo de oxigênio do grupo carboxila é
considerado o hidrogênio ionizável do ácido, desta forma na sua ionização, terá:
-COOH → H+ + -COO-
Entre os
milhares de ácidos orgânicos conhecidos, alguns são de enorme importância para
o homem, como por exemplo:
COOH a
ácido fórmico (proveniente das formigas)
CH3COOH
a ácido acético (extraído no vinagre, acetum – azedo)
Inorgânicos ou minerais - são de origem mineral e dividem-se
em hidrácidos e oxiácidos.
Ex.: HCl, HF, HCN, H2SO4, H3PO4,
et
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.
Quanto ao número de hidrogênios ionizáveis
Monoácidos (ou monopróticos) – apresentam
um hidrogênio ionizável.
Exemplos:
HCl, HBr, HNO3 , H3PO2
(exceção).
Diácidos (ou dipróticos) – apresentam
dois hidrogênios ionizáveis.
Exemplos:
H2S, H2SO4, H3PO3
(exceção).
Triácidos – apresentam três hidrogênios
ionizáveis.
Exemplos:
H3PO4, H3BO3.
Tetrácidos – apresentam quatro hidrogênios
ionizáveis.
Exemplos:
H4SiO4, H4P2O7.
Quanto ao número de elementos químicos
Binário – dois elementos químicos
diferentes.
Exemplos: HCl, H2S, HBr.
Ternário – três elementos químicos diferentes.
Exemplos: HCN, HNO3 , H2SO4 .
Quaternário – quatro elementos químicos diferentes.
Exemplos: HCNO, HSCN
Exemplos: HCl, H2S, HBr.
Ternário – três elementos químicos diferentes.
Exemplos: HCN, HNO3 , H2SO4 .
Quaternário – quatro elementos químicos diferentes.
Exemplos: HCNO, HSCN
Quanto à volatilidade (ponto de ebulição)
Observação: Por que se deixarmos um recipiente
aberto contendo éter, em pouco tempo, observa-se que o éter desaparecerá?
O éter é um líquido que possui baixo ponto de
ebulição e evapora com facilidade à temperatura ambiente. Dizemos neste caso
que o éter é uma substância volátil.
Outro exemplo comum ocorre com o vinagre, o qual
possui um odor bastante pronunciado devido à volatilidade do ácido acético, seu
principal constituinte.
Ácidos voláteis - ácidos com baixo ponto de ebulição (PE).
Ex.: todos os hidrácidos (HCl, HF, HI, HBr, HCN, H2S),
HNO3, HCOOH e CH3COOH.
Ácidos fixos - ácidos com elevado ponto de ebulição (PE).
Ex.: H2SO4 (PE = 340ºC), H3PO4
(PE = 213ºC) e H3BO3 (PE = 185ºC).
Quanto ao grau de ionização (força de um ácido)
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Grau
de ionização (α) de um eletrólito é o quociente entre o nº de
partículas ionizadas e o nº inicial
de partículas dissolvidas.
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Fórmula: nº de moléculas ionizadas
Nº de moléculas
dissolvidas
O grau de ionização traduz a “força” do eletrólito.
Ácidos fortes:
possuem α > 50%
Ácidos moderados: 5% α 50%
Ácidos fracos: α < 5%
Ácidos moderados: 5% α 50%
Ácidos fracos: α < 5%
Exemplo:
Ao adicionarmos ácido nítrico (HNO3) em água, de cada 100 moléculas
dissolvidas, aproximadamente 90 se ionizam. Qual é o seu grau de ionização?
α =
4 = 0,04
ou 4% ---à
ácido fraco.
100
Regra Prática para Determinação da Força de um Ácido
I.
Hidrácidos
Ácidos fortes: HI > HBr > HCl.
Ácido moderado: HF.
Ácidos fracos: demais.
II. Oxiácidos
Sendo HxEzOy a fórmula de um ácido de um elemento qualquer, temos:
Ácidos fortes: HI > HBr > HCl.
Ácido moderado: HF.
Ácidos fracos: demais.
II. Oxiácidos
Sendo HxEzOy a fórmula de um ácido de um elemento qualquer, temos:
em que:
se:
m = 3 ácido muito forte
Exemplos: HClO4 , HMnO4...
m = 2 ácido forte
Exemplos: HNO3 , H2SO4...
m = 1 ácido moderado
Exemplos: H3PO4 , H2SO3 , H3PO3(2 H+), H3PO2(1 H+)
m = 0 ácido fraco
Exemplos: HClO, H3BO3
m = 3 ácido muito forte
Exemplos: HClO4 , HMnO4...
m = 2 ácido forte
Exemplos: HNO3 , H2SO4...
m = 1 ácido moderado
Exemplos: H3PO4 , H2SO3 , H3PO3(2 H+), H3PO2(1 H+)
m = 0 ácido fraco
Exemplos: HClO, H3BO3
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