sábado, 16 de março de 2013

RESUMO TEÓRICO DE QUÍMICA DO ENSINO MÉDIO - TÓPICO 3: QUÍMICA GERAL E INORGÂNICA



Blog “Ciências Exatas Contemporâneas”, de autoria de Superdotado Álaze Gabriel.


 Sistemas, substâncias e misturas - Elemento químico e alotropia

Sistema

Sistema é uma porção limitada do universo, considerada como um todo para efeito de estudo.
Sistema homogêneo ou material homogêneo ou matéria homogênea é aquele que apresenta as mesmas propriedades em qualquer parte de sua extensão em que seja examinado.
Sistema heterogêneo ou material heterogêneo ou matéria heterogênea é aquele que não apresenta as mesmas propriedades em qualquer parte de sua extensão em que seja examinado.
Fases são as diferentes porções homogêneas, limitadas por superfícies de separação, que constituem um sistema heterogêneo. Os sistemas homogêneos são monofásicos ou unifásicos. Os sistemas heterogêneos são polifásicos, podendo ser bifásicos, trifásicos, etc. Sistema com n componentes sólidos como regra tem n fases. Sistema com n gases sempre tem uma única fase. Não existe sistema heterogêneo de dois ou mais gases. Sistema heterogêneo ou é uma mistura (heterogênea) ou é uma substância pura em mudança de estado físico. Sistema homogêneo ou é uma mistura (homogênea) ou é uma substância pura num único estado físico.

Mistura e substância pura

Mistura é qualquer sistema formado de duas ou mais substâncias puras, denominadas componentes. Pode ser homogênea ou heterogênea, conforme apresente ou não as mesmas propriedades em qualquer parte de sua extensão em que seja examinada. Toda mistura homogênea é uma solução, por definição.

Substância pura é todo material com as seguintes características:

·       Unidades estruturais (moléculas, conjuntos iônicos) quimicamente iguais entre si.
·       Composição fixa, do que decorrem propriedades fixas, como densidade, ponto de fusão e de ebulição, etc.
·       A temperatura se mantém inalterada desde o início até o fim de todas as suas mudanças de estado físico (fusão, ebulição, solidificação, etc.).
·       Pode ser representada por um fórmula porque tem composição fixa.
·       Não conserva as propriedades de seus elementos constituintes, no caso de ser substância pura composta.

As misturas não apresentam nenhuma das características acima. Essas são as diferenças entre as misturas e as combinações químicas (substâncias puras compostas).

Mistura eutética e mistura azeotrópica

Existem misturas que, como exceção, se comportam como se fossem substâncias puras no processo de fusão, isto é, a temperatura mantém-se inalterada no início ao fim da fusão. Essas são chamadas misturas eutéticas. Existem misturas que, como exceção, se comportam como se fossem substâncias puras em relação à ebulição, isto é, a temperatura mantém-se inalterada do início ao fim da ebulição. Essas são chamadas misturas azeotrópicas. Não é conhecida nenhuma mistura que seja eutética e azeotrópica simultaneamente.

Substância simples e alotropia

Substância simples é toda substância pura formada de um único elemento químico.
Alotropia é o fenômeno em que um mesmo elemento químico (átomos de mesmo Z) forma duas ou mais substâncias simples diferentes.
Elemento
Variedades alotrópicas
Carbono (C)
Diamante (Cn)
Grafite (Cn)
Oxigênio (O)
Oxigênio (O2)
Ozônio (O3)
Fósforo (P)
Fósforo branco (P4)
Fósforo vermelho (Pn)
Enxofre (S)
Enxofre rômbico (S8)
Enxofre monoclínico (S8)

Grandeza molecular
Substância simples
moléculas monoatômicas
gases nobres
moléculas biatômicas
H2, N2, O2, F2, Cl2, Br2, I2
moléculas triatômicas
O3
moléculas tetratômicas
P4
moléculas octatômicas
S8
moléculas gigantes (macromoléculas)
Pn, Cn, todos os metais (Nan, Can, Agn)

Análise imediata


Conjunto de processos de separação dos componentes das misturas.
H
O
M
O
G
Ê
N
E
A
S

Destilação simples
(sólido + líquido)
Por aquecimento, só o líquido entra em ebulição, vaporiza-se e a seguir condensa-se, separando-se do sólido.

Destilação fracionada
(líquido + líquido)
Por aquecimento, os líquidos vaporizam-se e a seguir condensam-se, separadamente, à medida que vão sendo atingidos os seus PE.
Liquefação fracionada
(gás + gás)
Por resfriamento da mistura, os gases se liqüefazem separadamente, à medida que vão sendo atingidos os seus PE.
Aquecimento simples
(gás + líquido)
Por aquecimento abaixo do PE do líquido, o gás dissolvido é expulso.
H
E
T
E
R
O
G
Ê
N
E
A
S


Todas
as fases
são sólidas


Catação - Os fragmentos são catados com a mão ou pinça.
Ventilação - Separação do componente mais leve por corrente de ar.
Levigação - Separação do componente mais leve por corrente de água.
Flotação - Separação por um líquido de densidade intermediária.
Dissolução fracionada - Separação por meio de um líquido que dissolve apenas um componente.
Separação magnética - Apenas um componente é atraído pelo ímã.
Fusão fracionada - Separação por aquecimento da mistura até a fusão do componente de menor PF.
Cristalização fracionada - Adiciona-se um líquido que dissolva todos os sólidos. Por evaporação da solução obtida, os componentes cristalizam-se separadamente.
Peneiração ou tamização - Os componentes estão reduzidos a grãos de diferentes tamanhos.
Pelo menos
uma das fases não é
sólida
Sedimentação - Separação de duas ou mais camadas devido a diferentes densidades.
Decantação - Após a sedimentação a fase líquida é escoada.
Filtração - Separa a fase líquida ou gasosa da sólida por meio de uma superfície porosa.
Centrifugação - Decantação acelerada por um centrífuga.

Critérios de pureza

Critérios de pureza são testes de laboratórios para verificar se uma substância é pura. Os mais usados são determinação de PF, PE, d e solubilidade.
Fenômeno físico é aquele que não altera as moléculas e/ou íons das substâncias participantes.
Fenômeno químico é aquele que altera as moléculas e/ou íons de pelo menos uma das substâncias participantes.

Reação química e equação química

Reação química é um fenômeno químico.
Equação química é a representação de uma reação química por meio das fórmulas das substâncias participantes.
Nas reações químicas há conservação dos átomos de todos os elementos. Os átomos dos reagentes são os mesmos dos produtos e em igual número, por isso a equação deve ser balanceada.

Teoria de Arrhenius

Teoria da dissociação eletrolítica de Arrhenius

Teoria da dissociação eletrolítica de Arrhenius - Quando uma substância dissolve-se em água, vai-se dividindo em partículas cada vez menores.Em alguns casos, essa divisão pára nas moléculas e a solução não conduz a corrente elétrica. Em outros casos, a divisão vai além de moléculas; estas dividem-se em partículas ainda menores, com carga elétrica, denominadas íons. Nestes casos, a solução conduz a corrente elétrica.
Dissociação iônica é a separação dos íons de uma substância iônica, quando ela se dissolve na água.
Ionização é a formação de íons na reação de uma substância molecular com a água, quando esta substância molecular nela se dissolve.

Condutividade elétrica de substâncias puras (100%)
Composto iônico: conduz somente quando fundido.
Composto molecular: não conduz em nenhum estado físico.

Condutividade elétrica em solução aquosa
Composto iônico: conduz.
Composto molecular: conduz ou não, dependendo do fato de haver ou não reação de ionização entre o composto dissolvido e a água.

Eletrólitos e não-eletrólitos

Soluções eletrolíticas são as que conduzem a corrente elétrica. São soluções iônicas. Ácidos, bases e sais dão soluções eletrolíticas.
Eletrólitos são as substâncias que dão soluções eletrolíticas ou iônicas. Ácidos, bases e sais são eletrólitos.
Soluções não-eletrolíticas não conduzem a corrente elétrica. São soluções moleculares.
Não-eletrólitos são as substâncias que dão soluções não-eletrolíticas ou moleculares.

Conceito de ácido de Arrhenius

Conceito de ácido de Arrhenius - Substância, em solução aquosa, que libera como cátions somente íons H+.
Conceito atualizado de ácido de Arrhenius - Substância, em solução aquosa, que libera como cátions somente íons H3O+ (íons hidrônio ou hidroxônio).

Conceito de base de Arrhenius

Conceito de base de Arrhenius - Substância, em solução aquosa, que libera como ânions somente íons OH- (íons hidroxila ou oxidrila).

Conceito de sal de Arrhenius

Conceito de sal de Arrhenius - Substância formada na reação de neutralização entre um ácido e uma base, com eliminação de água.
Equação de neutralização de um ácido de Arrhenius por uma base de Arrhenius:
H+(aq) + OH-(aq) ® H2O

Funções da química inorgânica: ÁCIDOS

Ácido de Arrhenius - Substância que, em solução aquosa, libera como cátions somente íons H+ (ou H3O+).

Nomenclatura

Ácido não-oxigenado (HxE):
ácido + [nome de E] + ídrico
Exemplo: HCl - ácido clorídrico
Ácidos HxEOy, nos quais varia o nox de E:
Grupo de E
Nox de E
Nome do ácido HxEOy
Exemplo
7
7
ácido per + [nome de E] + ico
HClO4 ácido perclórico
Nox do Cl = +7
a < 7
ácido [nome de E] + ico
HClO3 ácido clórico
Nox do Cl = +5
b < a
ácido [nome de E] + oso
HClO2 ácido cloroso
Nox do Cl = +3
c < b
ácido hipo + [nome de E] + oso
HClO ácido hipocloroso
Nox do Cl = +1
G ¹ 7
G
ácido [nome de E] + ico
H3PO4 ácido fosfórico
Nox do P = +5
a < G
ácido [nome de E] + oso
H3PO3 ácido fosforoso
Nox do P = +3
b < a
ácido hipo + [nome de E] + oso
H3PO2 ácido hipofosforoso
Nox do P = +1

Ácidos orto, meta e piro. O elemento E tem o mesmo nox. Esses ácidos diferem no grau de hidratação:
1 ORTO
-
1 H2O
=
1 META
2 ORTO
-
1 H2O
=
1 PIRO

Nome dos ânions sem H ionizáveis - Substituem as terminações ídrico, oso e ico dos ácidos por eto, ito e ato, respectivamente.

Classificação

Quanto ao número de H ionizáveis:

·       monoácidos ou ácidos monopróticos
·       diácidos ou ácidos dipróticos
·       triácidos ou ácidos tripróticos
·       tetrácidos ou ácidos tetrapróticos

Quanto à força

·       Ácidos fortes, quando a ionização ocorre em grande extensão.
Exemplos: HCl, HBr, HI . Ácidos HxEOy, nos quais (y - x) ³ 2, como HClO4, HNO3 e H2SO4.
·       Ácidos fracos, quando a ionização ocorre em pequena extensão.
Exemplos: H2S e ácidos HxEOy, nos quais (y - x) = 0, como HClO, H3BO3.
·       Ácidos semifortes, quando a ionização ocorre em extensão intermediária. Exemplos: HF e ácidos HxEOy, nos quais (y - x) = 1, como H3PO4, HNO2, H2SO3. Exceção: H2CO3 é fraco, embora (y - x) = 1.

Roteiro para escrever a fórmula estrutural de um ácido HxEOy

1.    Ligue a E tantos -O-H quantos forem os H ionizáveis.
2.    Ligue a E os H não-ionizáveis, se houver.
3.    Ligue a E os O restantes, por ligação dupla (E = O) ou dativa (E ® O).

Ácidos mais comuns na química do cotidiano

·       Ácido clorídrico (HCl)

o   O ácido impuro (técnico) é vendido no comércio com o nome de ácido muriático.
o   É encontrado no suco gástrico .
o   É um reagente muito usado na indústria e no laboratório.
o   É usado na limpeza de edifícios após a sua caiação, para remover os respingos de cal.
o   É usado na limpeza de superfícies metálicas antes da soldagem dos respectivos metais.

·       Ácido sulfúrico (H2SO4)

o   É o ácido mais importante na indústria e no laboratório. O poder econômico de um país pode ser avaliado pela quantidade de ácido sulfúrico que ele fabrica e consome.
o   O maior consumo de ácido sulfúrico é na fabricação de fertilizantes, como os superfosfatos e o sulfato de amônio.
o   É o ácido dos acumuladores de chumbo (baterias) usados nos automóveis.
o   É consumido em enormes quantidades em inúmeros processos industriais, como processos da indústria petroquímica, fabricação de papel, corantes, etc.
o   O ácido sulfúrico concentrado é um dos desidratantes mais enérgicos. Assim, ele carboniza os hidratos de carbono como os açúcares, amido e celulose; a carbonização é devido à desidratação desses materiais.
o   O ácido sulfúrico "destrói" o papel, o tecido de algodão, a madeira, o açúcar e outros materiais devido à sua enérgica ação desidratante.
o   O ácido sulfúrico concentrado tem ação corrosiva sobre os tecidos dos organismos vivos também devido à sua ação desidratante. Produz sérias queimaduras na pele. Por isso, é necessário extremo cuidado ao manusear esse ácido.
o   As chuvas ácidas em ambiente poluídos com dióxido de enxofre contêm H2SO4 e causam grande impacto ambiental.

·       Ácido nítrico (HNO3)

o   Depois do sulfúrico, é o ácido mais fabricado e mais consumido na indústria. Seu maior consumo é na fabricação de explosivos, como nitroglicerina (dinamite), trinitrotolueno (TNT), trinitrocelulose (algodão pólvora) e ácido pícrico e picrato de amônio.
o   É usado na fabricação do salitre (NaNO3, KNO3) e da pólvora negra (salitre + carvão + enxofre).
o   As chuvas ácidas em ambientes poluídos com óxidos do nitrogênio contém HNO3 e causam sério impacto ambiental. Em ambientes não poluídos, mas na presença de raios e relâmpagos, a chuva também contém HNO3, mas em proporção mínima.
o   O ácido nítrico concentrado é um líquido muito volátil; seus vapores são muito tóxicos. É um ácido muito corrosivo e, assim como o ácido sulfúrico, é necessário muito cuidado para manuseá- lo.

·       Ácido fosfórico (H3PO4)

o   Os seus sais (fosfatos) têm grande aplicação como fertilizantes na agricultura.
o   É usado como aditivo em alguns refrigerantes.

·       Ácido acético (CH3 - COOH)

o   É o ácido de vinagre, produto indispensável na cozinha (preparo de saladas e maioneses).

·       Ácido fluorídrico (HF)

o   Tem a particularidade de corroer o vidro, devendo ser guardado em frascos de polietileno. É usado para gravar sobre vidro.

·       Ácido carbônico (H2CO3)

o   É o ácido das águas minerais gaseificadas e dos refrigerantes. Forma-se na reação do gás carbônico com a água:

CO2 + H2O ® H2CO3

Funções da química inorgânica: BASES

Base de Arrhenius - Substância que, em solução aquosa, libera como ânions somente íons OH-.

Classificação

Solubilidade em água:

·       São solúveis em água o hidróxido de amônio, hidróxidos de metais alcalinos e alcalino-terrosos (exceto Mg). Os hidróxidos de outros metais são insolúveis.

Quanto à força:

·       São bases fortes os hidróxidos iônicos solúveis em água, como NaOH, KOH, Ca(OH)2 e Ba(OH)2.
·       São bases fracas os hidróxidos insolúveis em água e o hidróxido de amônio.

O NH4OH é a única base solúvel e fraca.

Ação de ácidos e bases sobre indicadores

Indicador
Ácido
Base
tornassol
róseo
azul
fenolftaleína
incolor
avermelhado
alaranjado de metila
avermelhado
amarelo

Bases mais comuns na química do cotidiano

·       Hidróxido de sódio ou soda cáustica (NaOH)

o   É a base mais importante da indústria e do laboratório. É fabricado e consumido em grandes quantidades.
o   É usado na fabricação do sabão e glicerina:
(óleos e gorduras) + NaOH ® glicerina + sabão
o   É usado na fabricação de sais de sódio em geral. Exemplo: salitre.
HNO3 + NaOH ® NaNO3 + H2O
o   É usado em inúmeros processos industriais na petroquímica e na fabricação de papel, celulose, corantes, etc.
o   É usado na limpeza doméstica. É muito corrosivo e exige muito cuidado ao ser manuseado.
o   É fabricado por eletrólise de solução aquosa de sal de cozinha. Na eletrólise, além do NaOH, obtêm-se o H2 e o Cl2, que têm grandes aplicações industriais.

·       Hidróxido de cálcio (Ca(OH)2)

o   É a cal hidratada ou cal extinta ou cal apagada.
o   É obtida pela reação da cal viva ou cal virgem com a água. É o que fazem os pedreiros ao preparar a argamassa:
o   É consumido em grandes quantidades nas pinturas a cal (caiação) e no preparo da argamassa usada na alvenaria.

·       Amônia (NH3) e hidróxido de amônio (NH4OH)

o   Hidróxido de amônio é a solução aquosa do gás amônia. Esta solução é também chamada de amoníaco.
o   A amônia é um gás incolor de cheiro forte e muito irritante.
o   A amônia é fabricada em enormes quantidades na indústria. Sua principal aplicação é a fabricação de ácido nítrico.
o   É também usada na fabricação de sais de amônio, muito usados como fertilizantes na agricultura. Exemplos: NH4NO3, (NH4)2SO4, (NH4)3PO4
o   A amônia é usada na fabricação de produtos de limpeza doméstica, como Ajax, Fúria, etc.

·       Hidróxido de magnésio (Mg(OH)2)

o   É pouco solúvel na água. A suspensão aquosa de Mg(OH)2 é o leite de magnésia, usado como antiácido estomacal. O Mg(OH)2 neutraliza o excesso de HCl no suco gástrico.

Mg(OH)2 + 2HCl ® MgCl2 + 2H2O

·       Hidróxido de alumínio (Al(OH)3)

o   É muito usado em medicamentos antiácidos estomacais, como Maalox, Pepsamar, etc.

Teoria protônica de Brönsted-Lowry e teoria eletrônica de Lewis

Teoria protônica de Brönsted-Lowry - Ácido é um doador de prótons (H+) e base é um receptor de prótons.

ácido(1) + base(2) Û ácido(2) + base(1)

Um ácido (1) doa um próton e se tranforma na sua base conjugada (1). Um ácido (2) doa um próton e se tranforma na sua base conjugada (2).
Quanto maior é a tendência a doar prótons, mais forte é o ácido.
Quanto maior a tendência a receber prótons, mais forte é a base, e vice-versa.
Teoria eletrônica de Lewis - Ácidos são receptores de pares de elétrons, numa reação química.

Funções da química inorgânica: SAIS

Sal de Arrhenius - Composto resultante da neutralização de um ácido por uma base, com eliminação de água. É formado por um cátion proveniente de uma base e um ânion proveniente de um ácido.

Nomenclatura

nome do sal = [nome do ânion] + de + [nome do cátion]

Classificação

Os sais podem ser classificados em:

·       sal normal (sal neutro, na nomenclatura antiga),
·       hidrogênio sal (sal ácido, na nomenclatura antiga) e
·       hidróxi sal (sal básico, na nomenclatura antiga).

Reações de salificação

Reação da salificação com neutralização total do ácido e da base

Todos os H ionizáveis do ácido e todos os OH- da base são neutralizados. Nessa reação, forma-se um sal normal. Esse sal não tem H ionizável nem OH-.

Reação de salificação com neutralização parcial do ácido

Nessa reação, forma-se um hidrogênio sal, cujo ânion contém H ionizável.

Reação de salificação com neutralização parcial da base

Nessa reação, forma-se um hidróxi sal, que apresenta o ânion OH- ao lado do ânion do ácido.

Sais naturais

CaCO3
NaCl
NaNO3
Ca3(PO4)2
CaSO4
CaF2
silicatos
sulfetos metálicos
(FeS2, PbS, ZnS,HgS)
etc.

Sais mais comuns na química do cotidiano

·       Cloreto de sódio (NaCl)

o   Alimentação - É obrigatória por lei a adição de certa quantidade de iodeto (NaI, KI) ao sal de cozinha, como prevenção da doença do bócio.
o   Conservação da carne, do pescado e de peles.
o   Obtenção de misturas refrigerantes; a mistura gelo + NaCl(s) pode atingir -22°C.
o   Obtenção de Na, Cl2, H2, e compostos tanto de sódio como de cloro, como NaOH, Na2CO3, NaHCO3, HCl, etc.
o   Em medicina sob forma de soro fisiológico (solução aquosa contendo 0,92% de NaCl), no combate à desidratação.

·       Nitrato de sódio (NaNO3)

o   Fertilizante na agricultura.
o   Fabricação da pólvora (carvão, enxofre, salitre).

·       Carbonato de sódio (Na2CO3)

o   O produto comercial (impuro) é vendido no comércio com o nome de barrilha ou soda.
o   Fabrição do vidro comum (maior aplicação):
Barrilha + calcáreo + areia ® vidro comum
o   Fabricação de sabões.

·       Bicarbonato de sódio (NaHCO3)

o   Antiácido estomacal. Neutraliza o excesso de HCl do suco gástrico.
NaHCO3 + HCl ® NaCl + H2O + CO2
O CO2 liberado é o responsável pelo "arroto".
o   Fabricação de digestivo, como Alka-Seltzer, Sonrisal, sal de frutas, etc.
O sal de frutas contém NaHCO3 (s) e ácidos orgânicos sólidos (tartárico, cítrico e outros). Na presença de água, o NaHCO3 reage com os ácidos liberando CO2 (g), o responsável pela efervecência:
NaHCO3 + H+ ® Na+ + H2O + CO2
o   Fabricação de fermento químico. O crescimento da massa (bolos, bolachas, etc) é devido à liberação do CO2 do NaHCO3.
o   Fabricação de extintores de incêndio (extintores de espuma). No extintor há NaHCO3 (s) e H2SO4 em compartimentos separados. Quando o extintor é acionado, o NaHCO3 mistura-se com o H2SO4, com o qual reage produzindo uma espuma, com liberação de CO2. Estes extintores não podem ser usados para apagar o fogo em instalações elétricas porque a espuma é eletrolítica (conduz corrente elétrica).

·       Fluoreto de sódio (NaF)

o   É usado na prevenção de cáries dentárias (anticárie), na fabricação de pastas de dentes e na fluoretação da água potável.

·       Carbonato de cálcio (CaCO3)

o   É encontrado na natureza constituindo o calcário e o mármore.
o   Fabricação de CO2 e cal viva (CaO), a partir da qual se obtém cal hidradatada (Ca(OH)2): CaCO3 ® CaO + CO2; CaO + H2O ® Ca(OH)2
o   Fabricação do vidro comum.
o   Fabricação do cimento Portland:
Calcáreo + argila + areia ® cimento Portland
o   Sob forma de mármore é usado em pias, pisos, escadarias, etc.

·       Sulfato de cálcio (CaSO4)

o   Fabricação de giz escolar.
o   O gesso é uma variedade de CaSO4 hidratado, muito usado em Ortopedia, na obtenção de estuque, etc.

Funções da química inorgânica: ÓXIDOS

Óxido - Composto binário de oxigênio com outro elemento menos eletronegativo.
Nomenclatura

Óxido ExOy:

nome do óxido = [mono, di, tri ...] + óxido de [mono, di, tri...] + [nome de E]

·       O prefixo mono pode ser omitido.
·       Os prefixos mono, di, tri... podem ser substituídos pelo nox de E, escrito em algarismo romano.
·       Nos óxidos de metais com nox fixo e nos quais o oxigênio tem nox = -2, não há necessidade de prefixos, nem de indicar o nox de E.

Óxidos nos quais o oxigênio tem nox = -1:

nome do óxido = peróxido de + [nome de E ]

Óxidos ácidos, óxidos básicos e óxidos anfóteros

·       Os óxidos dos elementos fortemente eletronegativos (não-metais), como regra, são óxidos ácidos. Exceções: CO, NO e N2O.
·       Os óxidos dos elementos fracamente eletronegativos (metais alcalinos e alcalino-terrosos) são óxidos básicos.
·       Os óxidos dos elementos de eletronegatividade intermediária, isto é, dos elementos da região central da Tabela Periódica, são óxidos anfóteros.

Óxidos ácidos

Cl2O Cl2O7 I2O5 SO2 SO3 N2O3 N2O5 P2O3 P2O5 CO2 SiO2 CrO3 MnO3 Mn2O7

Reações caraterísticas
Exemplos de reações
óxido ácido + água ® ácido
óxido ácido + base ® sal + água
SO3 + H2O ® H2SO4
SO3 +2KOH ® K2SO4 + H2O
N2O5 + H2O ® 2HNO3
N2O5 + 2KOH ® 2KNO3 + H2O


Óxidos ácidos mistos
NO2

Reações caraterísticas
Exemplos de reações
óxido ácido misto + água ® ácido(1) + ácido(2)
óxido ácido misto + base ® sal(1) + sal(2) + água
2NO2 + H2O ® HNO3 + HNO2
2NO2 + 2KOH ® KNO3 + KNO2 + H2O


Óxidos básicos
Li2O Na2O K2O Rb2O Cs2O MgO CaO SrO BaO RaO
Cu2O CuO Hg2O HgO Ag2O FeO NiO CoO MnO
Reações caraterísticas
Exemplos de reações

óxido básico + água ® base
óxido básico + ácido ® sal + água

Na2O + H2O ® 2NaOH
Na2O + 2HCl ® 2NaCl + H2O
CaO + H2O ® Ca(OH)2
CaO + 2HCl ® CaCl2



Óxidos anfóteros

As2O3 As2O5 Sb2O3 Sb2O5 ZnO Al2O3 Fe2O3 Cr2O3 SnO SnO2 PbO PbO2 MnO2

Reações caraterísticas
Exemplos de reações
óxido anfótero + ácido ® sal + água
óxido anfótero + base ® sal + água
ZnO + 2HCl ® ZnCl2 + H2O
ZnO + 2KOH ® K2ZnO2 + H2O
Al2O3 + 6HCl ® 2AlCl3 + 3H2O
Al2O3 + 2KOH ® 2KAlO2 + H2O



Óxidos neutros

NO N2O CO
Não reagem com a água, nem com os ácidos, nem com as bases.



Óxidos salinos

Fe3O4 Pb3O4 Mn3O4

Reações caraterísticas
Exemplos de reações
óxido salino + ácido ® sal(1) + sal(2) + água
Fe3O4 + 8HCl ® 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O



Peróxidos

Li2O2 Na2O2 K2O2 Rb2O2 Cs2O2 MgO2 CaO2 SrO2 BaO2 RaO2 Ag2O2 H2O2

Reações caraterísticas
Exemplos de reações
peróxido + água ® base + O2
peróxido + ácido ® sal + H2O2
Na2O2 + H2O ® 2NaOH + 1/2 O2
Na2O2 + 2HCl ® 2NaCl + H2O2

Óxidos mais comuns na química do cotidiano

·       Óxido de cálcio (CaO)

o   É um dos óxidos de maior aplicação e não é encontrado na natureza. É obtido industrialmente por pirólise de calcário.
o   Fabricação de cal hidratada ou Ca(OH)2.
o   Preparação da argamassa usada no assentamento de tijolos e revestimento das paredes.
o   Pintura a cal (caiação).
o   Na agricultura, para diminuir a acidez do solo.

·       Dióxido de carbono (CO2)

o   É um gás incolor, inodoro, mais denso que o ar. Não é combustível e nem comburente, por isso, é usado como extintor de incêndio.
o   O CO2 não é tóxico, por isso não é poluente. O ar contendo maior teor em CO2 que o normal (0,03%) é impróprio à respiração, porque contém menor teor em O2 que o normal.
o   O CO2 é o gás usado nos refrigerantes e nas águas minerais gaseificadas. Aqui ocorre a reação:
CO2 + H2O « H2CO3 (ácido carbônico)
o   O CO2 sólido, conhecido por gelo seco, é usado para produzir baixas temperaturas.
o   Atualmente, o teor em CO2 na atmosfera tem aumentado e esse fato é o principal responsável pelo chamado efeito estufa.

·       Monóxido de carbono (CO)

o   É um gás incolor extremamente tóxico. É um seríssimo poluente do ar atmosférico.
o   Forma-se na queima incompleta de combustíveis como álcool (etanol), gasolina, óleo, diesel, etc.
o   A quantidade de CO lançada na atmosfera pelo escapamento dos automóveis, caminhões, ônibus, etc. cresce na seguinte ordem em relação ao combustível usado:
álcool < gasolina < óleo diesel.
o   A gasolina usada como combustível contém um certo teor de álcool (etanol), para reduzir a quantidade de CO lançada na atmosfera e, com isso, diminuir a poluição do ar, ou seja, diminuir o impacto ambiental.

·       Dióxido de enxofre (SO2)

o   É um gás incolor, tóxico, de cheiro forte e irritante.
o   Forma-se na queima do enxofre e dos compostos do enxofre:
S + O2 (ar) ® SO2
o   O SO2 é um sério poluente atmosférico. É o principal poluente do ar das regiões onde há fábricas de H2SO4. Uma das fases da fabricação desse ácido consiste na queima do enxofre.
o   A gasolina, óleo diesel e outros combustíveis derivados do petróleo contêm compostos do enxofre. Na queima desses combustíveis, forma-se o SO2 que é lançado na atmosfera. O óleo diesel contém maior teor de enxofre do que a gasolina e, por isso, o impacto ambiental causado pelo uso do óleo diesel, como combustível, é maior do que o da gasolina.
o   O álcool (etanol) não contém composto de enxofre e, por isso, na sua queima não é liberado o SO2. Esta é mais uma vantagem do álcool em relação à gasolina em termos de poluição atmosférica.
o   O SO2 lançado na atmosfera se transforma em SO3 que se dissolve na água de chuva constituindo a chuva ácida, causando um sério impacto ambiental e destruindo a vegetação:

2SO2 + O2 (ar) ® 2SO3
SO3 + H2O ® H2SO4

·       Dióxido de nitrogênio (NO2)

o   É um gás de cor castanho-avermelhada, de cheiro forte e irritante, muito tóxico.
o   Nos motores de explosão dos automóveis, caminhões, etc., devido à temperatura muito elevada, o nitrogênio e oxigênio do ar se combinam resultando em óxidos do nitrogênio, particularmente NO2, que poluem a atmosfera.
o   O NO2 liberado dos escapamentos reage com o O2 do ar produzindo O3, que é outro sério poluente atmosférico NO2 + O2 ® NO + O3.
o   Os automóveis modernos têm dispositivos especiais que transformam os óxidos do nitrogênio e o CO em N2 e CO2 (não poluentes).
o   Os óxidos do nitrogênio da atmosfera dissolvem-se na água dando ácido nítrico, originando assim a chuva ácida, que também causa sério impacto ambiental.

Reações inorgânicas

Tipos de reação

·       Síntese ou adição:
aA + bB + ... ® xX

·       Decomposição ou análise:
xX ® aA + bB +...

·       Deslocamento:
AB + C ® AC + B (Reatividade: C > B)
AB + C ® CB + A (Reatividade: C > A)

·       Metais com a água:

o   Metais alcalinos fazem reação muito violenta (perigo!) com a água, mesmo a frio.
o   Metais alcalino-terrosos fazem reação branda com a água, a frio.
o   O magnésio faz reação muito lenta com a água fria; com a água quente é mais rápida, porém branda.
o   Os metais menos reativos que o Mg e mais reativos que o H só reagem com vapor de água a alta temperatura.
o   Os metais menos reativos que o H não reagem com a água em nenhuma condição.

·       Reação de dupla troca:
AB + CD ® AD + CB

A reação de dupla troca ocorre quando AD e/ou CB for:

o   Menos solúvel;
o   Eletrólito mais fraco;
o   Mais volátil que AB e/ou CD.

Solubilidade em água

Regras de solubilidade em água:

·       Os sais dos metais alcalinos e de amônio são solúveis .
·       Os nitratos (NO3-) e os acetatos (CH3-COO-) são solúveis .
·       Os cloretos (Cl-), os brometos (Br-) e os iodetos (I-), em sua maioria, são solúveis .

Principais exceções:

PbCl2, AgCl, CuCl e Hg2Cl2 ® insolúveis
PbBr2, AgBr, CuBr e Hg2Br2 ® insolúveis
PbI2, AgI, CuI, Hg2I2 e HgI2 ® insolúveis


·       Os sulfatos (SO42-), em sua maioria, são solúveis na água. Principais exceções: CaSO4, SrSO4, BaSO4 e PbSO4 ® insolúveis
·       Os sulfetos (S2-) e hidróxidos (OH-), em sua maioria, são insolúveis na água. Principais exceções: Sulfetos dos metais alcalinos e de amônio ® solúveis
Sulfetos dos metais alcalino-terrosos ® solúveis
·       Os carbonatos (CO32-), os fosfatos (PO43-) e os sais dos outros ânions não mencionados anteriormente, em sua maior parte, são insolúveis na água. Exceções: Os sais dos metais alcalinos e de amônio são solúveis.

Força

·       Principais ácidos fortes: HCl, HBr, HI, H2SO4, HNO3 e outros ácidos oxigenados HxEOy, nos quais (y - x) ³ 2.

·       Principais ácidos semifortes: HF, H3PO4, H2SO3 e outros ácidos oxigenados HxEOy, nos quais (y - x) = 1. No H2CO3, (y - x) = 1, mas o ácido é fraco (exceção).

·       Principais ácidos fracos: H2S, HCN, CH3-COOH e ácidos oxigenados HxEOy, nos quais (y - x) = 0. Nota: Na fórmula HxEOy, x representa o número de átomos de H ionizáveis.

Volatilidade

Todo composto iônico é não-volátil. Portanto, os sais e os hidróxidos metálicos são não-voláteis. Principais ácidos voláteis: HF, HCl, HBr, HI, H2S, HCN, HNO2, HNO3 e CH3-COOH. Principais ácidos fixos ou não-voláteis: H2SO4 e H3PO4. Única base volátil: hidróxido de amônio.

Indícios de ocorrência de uma reação

·       mudança de coloração no sistema e/ou
·       liberação de gás (efervescência) e/ou
·       precipitação (formação de composto insolúvel) e/ou
·       liberação de calor (elevação da temperatura do sistema reagente).

Reação de oxirredução

Reação de oxirredução ou redox - Reação com transferência de elétrons de um reagente para outro, ou reação com variação de nox de pelo menos um elemento.
Oxidação - Perda de elétrons ou aumento de nox.
Redução - Ganho de elétrons ou diminuição de nox.
Agente oxidante ou substância oxidante - Substância que sofre a redução ou substância que ganha elétrons.
Agente redutor ou substância redutora - Substância que sofre a oxidação ou substância que perde elétrons.
Balanceamento de equações de oxirredução - Fundamenta-se no fato de o número de elétrons cedidos na oxidação ser igual ao número de elétrons recebidos na redução.

Reação auto-oxirredução

Reação auto-oxirredução ou de desproporcionamento - Quando um mesmo elemento em parte se oxida e em parte se reduz. 







Nenhum comentário:

Postar um comentário

Sintam-se à vontade para enriquecer a participação nesse blog com seus comentários. Após análise dos mesmos, fornecer-lhe-ei um feedback simples.

Postar um comentário