Funções Químicas

Todos os materiais, substâncias puras ou misturas, são formadas por átomos. Assim como os compostos inorgânicos que compõem a atmosfera, a hidrosfera e a litosfera são constituídas por ácidos, bases, sais, óxidos e hidretos.

No século XIX, o químico sueco Svante August Arrhenius pesquisou a condutividade elétrica das substâncias na presença de água e apresentou um conceito para ácidos e bases, que foi denominado de Teoria Eletrolítica de Arrhenius. Ele verificou que determinadas soluções aquosas conduziam corrente elétrica (soluções eletrolíticas) e outras, não (soluções não-eletrolíticas). 

Para justificar esse comportamento das substâncias em água, foi proposta por Arrhenius a teoria da dissociação eletrolítica. Por essa teoria, nas soluções eletrolíticas, as substâncias dissolvidas em água se dividem em partículas menores chamadas de íons (que em grego significa viajante).

Ácidos: É todo composto que, dissolvido em água, gera como cátion o H⁺ ou H₃O⁺. Observe as equações de ionizações totais dos ácidos clorídrico(HCl) e nítrico (HNO₃)

1.  Demonstre as equações de ionização dos seguintes ácidos:

a)       HClO

b)       HBr

c)       HCN

d)       HF

e)       HCN

f)         HNO₂

Formulação de um ácido: basta acrescentar hidrogênio na quantidade da carga negativa do radical, lembrando sempre que o hidrogênio virá sempre antes do radical negativo, fazendo com que as cargas elétricas se anulem.

2.       Escreva a fórmula do ácido, conforme o exemplo:

Para dar nome a um ácido, utilize uma tabela de radicais negativos, que foi construída, utilizando os seguintes conceitos:

• Todos os ácidos que não apresentam oxigênio (classificados como hidrácidos), apresentam o sufixo ídrico;

• O restante pode apresentar os sufixos ico ou oso, dependendo do número de oxidação (carga elétrica ) que ele apresenta.

3.       Construa uma tabela com todos os ácidos, utilizando a tabela de radicais negativos, conforme o modelo:

Classificação dos ácidos: Os ácidos podem ser classificados de acordo com alguns critérios:

 Presença de oxigênio na molécula:

o        Hidrácido: ácido cuja molécula não contém oxigênio. Ex: HCl, HBr, HCN

o        Oxiácido: ácido cuja molécula contém oxigênio. Nesse caso, o hidrogênio está ligado ao átomo de oxigênio, por meio de uma ligação covalente simples. Eles são classificados como hidrogênios ionizáveis. Ex: HClO, HNO₃, H₂SO₄

Número de hidrogênios ionizáveis na molécula:

o        Monoácido ou monoprótico: ácido cuja molécula contém um hidrogênio ionizável, ou seja, é formado a partir de um radical monovalente (-1). Ex: HCl, HNO₃

o        Diácido ou diprótico: ácido cuja molécula contém dois hidrogênios ionizáveis, ou seja, é formado a partir de um radical bivalente (-2).Ex: H₂S, H₂SO₄

o        Triácido ou triprótico: ácido cuja molécula contém três hidrogênios ionizáveis, ou seja, é formado a partir de um radical trivalente (-3). Ex: H₃PO₄

o        Tetrácido ou tetraprótico: ácido cuja molécula contém quatro hidrogênios ionizáveis, ou seja, é formado a partir de um radical tetravalente (-4). Ex:H₄SiO₄

Número de elementos constituintes:

o        Binário: ácido cuja molécula contém dois elementos, ou seja, apresenta dois símbolos maiúsculos (H e outro). Ex: HF

o        Ternário: ácido cuja molécula contém três elementos, ou seja, apresenta três símbolos maiúsculos (H e 2 outros). Ex: HNO₂

o        Quaternário: ácido cuja molécula contém quatro elementos, ou seja, apresenta quatro símbolos maiúsculos (H e 3 outros). Ex: HSCN

 Volatilidade: capacidade de um ácido em volatilizar (passagem do estado líquido para o estado gasoso). Analisando os pontos de ebulição dos ácidos, podemos classificá-los em:

o        Fixos: ácidos que apresentam elevado ponto de ebulição. Ex: H₂SO₄, H₃PO₃, H₃PO₄, H₃BO₃.

o        Voláteis: ácidos que apresentam baixo ponto de ebulição. Ex: HCN, HNO₃, HNO₂, H₂CO₃, H₂S, HCl, HBr, HI.

 Força: Para entender a força de um ácido, é necessário entender o fenômeno da ionização. Todo ácido provém de um composto molecular que, na presença de água, sofre ionização, liberando unicamente, na forma de íon positivo, o cátion H⁺.

Se o ácido apresentar mais de um hidrogênio ionizável, a ionização ocorre em etapas, passando a ser denominada de ionização parcial.

1.       Demonstre as equações de ionização parcial e total dos seguintes ácidos:

a)       H₂SO₄

b)       H₃BO₃

c)       H₄P₂O₇

d)       H₂S

e)       H₃Fe(CN)₆

f)         H₄SiO₄

O grau de ionização (a) pode ser calculado pela fórmula a seguir e indica a força de um ácido. De modo geral os ácidos são classificados como:

o        Fracos: apresentam um grau de ionização inferior a 5%;

o        Moderados: apresentam um grau de ionização compreendido entre 5% e 50%;

o        Fortes: apresentam um grau de ionização superior a 50%.

 Como regra prática podemos prever o seguinte:

Hidrácidos: Fortes: HCl, HBr e HI; Moderado: HF; fracos: Restante;

Oxiácidos: calcule: número de oxigênio menos número de hidrogênio. Se o resultado for zero, considere fraco; se o resultado for um, moderado, se dois ou maior que dois, forte. Lembre-se de que o ácido carbônico (H₂CO₃) é uma exceção, sendo fraco (ácido orgânico).

2.       Complete a tabela:

Bases: É todo composto que, dissolvido em água, gera como ânion o OH^-. Observe as equações de dissociações totais dos hidróxidos de sódio(NaOH) e de amônio (NH₄OH)

3.       Demonstre as equações de dissociação das seguintes bases:

a)       KOH

b)       AgOH

c)       LiOH

d)       RbOH

      Formulação de uma base: basta acrescentar hidroxila na quantidade da carga positiva do radical, lembrando sempre que a hidroxila virá sempre depois do radical positivo, fazendo com que as cargas elétricas se anulem.

4.       Escreva a fórmula das bases, conforme o exemplo:

Classificação de uma base: uma base pode ser classificada de três maneiras:

1-De acordo com o número de hidroxilas:

• monobase: apresenta apenas um OH^-. Ex: NaOH, KOH, AgOH, NH₄OH;

• dibase: apresenta duas OH^-. Ex: Ca(OH)₂, Fe(OH)₂, Ba(OH)₂;

• tribase: apresenta três OH^-. Ex: Al(OH)₃, Fe(OH)₃, Cr(OH)₃;

• tetrabase: apresenta quatro OH^-. Ex: Mn(OH)₄, Pt(OH)₄;

2-De acordo com a força (grau de dissociação): 

• Forte: bases formadas por metais alcalinos e alcalino-terrosos;

• Fraca: todas as demais;

3-De acordo com a solubilidade em água:

• Solúvel: bases alcalinas e hidróxido de amônio (NH₄OH);

• Pouco solúvel: bases de alcalino-terrosos;

• Praticamente insolúvel: as demais

Para dar nome a uma base, utilize uma tabela de radicais positivos, observando a condição  do elemento:

•   Quando aparece apenas uma vez na tabela, ou seja, tem número de oxidação fixo (não repete na tabela com outro valor):

        Veja alguns exemplos: 
NaOH: hidróxido de sódio; 
Ca(OH)₂: hidróxido de cálcio; 
Al(OH)₃: hidróxido de alumínio; 
NH₄OH: hidróxido de amônio

• Quando aparece duas vezes na tabela, ou seja, tem número de oxidação variado (repete na tabela com outro valor):

  

          Veja alguns exemplos: 
  AuOH: hidróxido de ouro I; 
  Fe(OH)₂: hidróxido de ferro II; 
  Au(OH)₃: hidróxido de ouro III; 
  Pt(OH)₄: hidróxido de platina IV

   

• Quando aparece duas vezes na tabela, ou seja, tem número de oxidação variado (repete na tabela com outro valor):

  

          Veja alguns exemplos: 
  AuOH: hidróxido ouroso; 
  Au(OH)₃: hidróxido áurico; 
  Fe(OH)₂: hidróxido ferroso; 
  Fe(OH)₃: hidróxido férrico.

 1.       Construa uma tabela com todos os hidróxidos,  utilizando a tabela de radicais positivos e escrevendo os possíveis nomes, conforme o modelo:

 Classificação dos hidróxidos: Os hidróxidos podem ser classificados de acordo com alguns critérios:

 Número de hidroxilas na molécula:

o        Monobase: base que apresenta um OH^-1. Ex: NaOH

o        Dibase: base que apresenta dois OH^-1. Ex: Mg(OH)₂

o        Tribase: base que apresenta três OH^-1. Ex: Al(OH)₃

o        Tetrabase: base que apresenta quatro OH^-1. Ex: Pt(OH)₄

 Volatilidade: capacidade de uma base em volatilizar (passagem do estado líquido para o estado gasoso). Analisando os pontos de ebulição das bases, podemos classificá-los em:

o        Fixos: bases que apresentam elevado ponto de ebulição. Ex: Todas as bases formadas por metais.

o        Voláteis: bases que apresentam baixo ponto de ebulição. Ex: NH₄OH

Força ou basicidade: Para entender a força de uma base, é necessário entender o fenômeno da dissociação. Toda base provém de um composto que, na presença de água, sofre dissociação, liberando unicamente, na forma de íon negativo, o OH^-1.

A dissociação pode ocorre em etapas, passando a ser denominada de dissociação  parcial. Observe:

2.       Demonstre as equações de dissociação parcial e total dos seguintes hidróxidos:

a)       Ca(OH)₂

b)       Fe(OH)₃

c)       Pt(OH)₄

d)       Mg(OH)₂

e)       Hg(OH)₂

f)         Mn(OH)₄

O grau de dissociação (a) pode ser calculado conforme a fórmula abaixo e indica a força de um hidróxido. De modo geral os hidróxidos são classificados como:

o        Fracos: apresentam um grau de dissociação próximo de 0%;

o        Fortes: apresentam um grau de dissociação elevados e próximos de 100%.

 Como regra prática podemos prever o seguinte:

Fortes: bases formadas por metais alcalinos e alcalino-terrosos.

Fracos: O restante das bases.

Solubilidade em água: Solubilidade é a propriedade que as substâncias apresentam de se dissolverem em outras. Assim temos:

o        Solúveis: bases que se dissolvem em água. Ex: bases de metais alcalinos e o NH₄OH;

o        Pouco solúveis: Ex: bases de metais alcalino-terrosos;

o        Insolúveis: bases que não se dissolvem em água. Ex: Restante

3.       Complete a tabela:

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