Baixe Química - aula 6 e 7 e outras Resumos em PDF para Biotecnologia, somente na Docsity! - 2009 - PROGRAMA DE REVISÃO INTENSIVA PARALELA “RUMO AO VESTIBULAR” Disciplina Tema Professor Natureza Dia / Mês / Ano Código Sequencial Química Comp inorgânicos Regina Rumo ao Vestibular AULA 6/7 Metais No estado sólido, os átomos dos metais se agrupam de forma geometricamente ordenada, dando origem aos retículos cristalinos. A principal característica dos metais é sua alta condutubilidade elétrica (tanto no seu estado sólido ou líquido) devido à nuvem eletrônica que funciona como uma espécie de cola, mantendo os átomos do metal unidos. As principais propriedades dos metais são : A) Alta condutividade elétrica e térmica B) Ponto de fusão e ebulição elevadas C) Brilho metálico D) Maleabilidade – É a propriedade que os metais possuem de se deixarem reduzir a lâminas ou chapas. E) Ductibilidade - É a propriedade que os metais possuem de se deixarem tranformar em fios F) Resistência á tração - É resistente à forças que tendem a alongar o metal. G) Alta densidade Os metais podem formar ligas, unindo-se a dois ou a mais metais diferentes podendo incluir os semi-metais e os não metais. As principais ligas são : Aço comum – Liga de ferro com 0,1 a 0,8% de carbono Aço inoxidável – Liga formada por ferro, 0,1% de carbono, 8% de níquel e 18% de cromo. Ferro de solda – Mistura eutética com 70% de estanho e 30% de chumbo (PF=192°C) Metal para resistência – Liga de níquel e cromo possui baixa condutividade elétrica e, por esse motivo, é utilizada como resistência em chuveiros elétricos. Bronze – Liga de cobre e estanho Latão – Liga de cobre e zinco Funções inorgânicas Considerações gerais As principais funções inorgânicas são: ácidos bases, sais e os óxidos. As substâncias ditas não-eletrólito (não conduzem eletricidade) são sempre substâncias moleculares que não conseguem sofrer ionização. As substâncias ditas eletrólitos (conduzem eletricidade) podem ser moleculares (que sofram ionização) ou iônicas. A dissociação iônica ou dissociação eletrolítica ocorre em substâncias iônicas onde os íons já existem no seu estado sólido e a água apenas provoca a sua separação. No estado aquoso ou líquido, os compostos iônicos são capazes de conduzir eletricidade. A ionização ocorre em substâncias moleculares onde os íons não existem mas, ao ser dissolvido em água, há a quebra das moléculas e a formação de íons. Os compostos moleculares conduzem corrente elétrica apenas no seu estado aquoso. O grau de ionização ou dissociação mede a maior ou menor extensão de uma ionização ou de uma dissociação e é representado pela letra alfa (α). número de moléculas dissociadas número de moléculas dissolvidas A substância está pouco ionizada quando o valor de alfa é menor que 5%. Trata-se de um eletrólito fraco. A substância está bastante ionizada quando o valor de alfa se encontra entre 50 e 100%. Trata-se de um eletrólito forte. A substâcia é considera moderada quando o valor de alfa se encontra entre 5 e 50%. Condutividade elétrica Característica dos compostos Sólido Líquido Vapor Solução aquosa Metais Sim Sim ----- ------- Iônico Não Sim Não Sim Covalente Ácidos e NH3 (amônia) Não Não Não Sim Demais Não Não Não Não Bases São compostos constituídos por um metal (que não faz parte do grupo do FONClBrSICPH) associado à uma hidroxila. a) Nomenclatura Os metais da familia 1, 2 e Al, possuem nox fixo, 1+, 2+ e 3+ respectivamente. A nomenclatura gral das bases é : hidróxido de (nome do metal). Exemplos : NaOH – Hidróxido de sódio Ca(OH)2 – Hidróxido de cálcio α = 2 Alguns metais de transição (familia B) possuem nox diferentes. Convém saber os principais: Ferro (Fe) — 2+ e 3+ Cobre (Cu) — 1+ e 2+ Chumbo (Pb) — 2+ e 4+ Estanho (Sn) — 2+ e 4+ Para esses casos a nomenclatura utilizada é : Para o menor nox — hidróxido + (nome do metal) + oso ou hidróxido de + (nome do metal) + (nox, em algarismos romanos). Para o maior nox — hidróxido + (nome do metal) + ico ou hidróxido de + (nome do metal) + (nox, em algarismos romanos). Exemplos : CuOH — hidróxido cuproso ou hidróxido de cobre I Cu(OH)2 — hidróxido cúprico ou hidróxido de cobre II Fe(OH)2 — hidróxido ferroso ou hidróxido de ferro II Fe(OH)3 — hidróxido férrico ou hidróxido de ferro Ill Para os demais metais de transição que possuam apenas um único nox, a nomenclatura é a mesma das famílias 1, 2 e Al. È bom memorizar o nox de alguns elementos de transição: Prata (Ag) — +1 Zinco (Zn) — +2 b) Número de hidroxilas As bases são classificadas de acordo com o número de hidroxilas produzidas durante sua dissociação. São classificadas em monobases, dibases, tribases, etc. Exemplos: NaOH – Monobase Al(OH)3 - tribase Ca(OH)2 – dibase Pb(OH)4 - Tetrabase c) Força das bases São consideras bases fortes aquelas que possuem a família 1 (antiga 1A) em sua formulação. As bases moderadas ou semi-fortes são aquelas constituídas pela família 2 (antiga 2A) As demais são consideradas bases fracas, inclusive o NH4OH (hidróxido de amônio). d) Solubilidade das bases São consideradas solúveis as bases da família 1 e o NH4OH. As bases da família 2 são ditas de parcialmente solúveis e as demais bases são insolúveis. e) Volatilidade Todas as bases são fixas, exceto o NH4OH. f) Estabilidade Todas as bases são estáveis, exceto o hidróxido de amônio que se decompõe em gás amônia e água, segundo a reação : NH4OH → NH3 + H2O O NH3 é conhecido como gás amoníaco, ou gás amônia e o NH4OH como hidróxido de amônio. g) Principais cargas dos elementos metálicos Elementos das famílias 1A , 2A e 3A têm a mesma carga da família a que pertencem. Os elementos da família B têm as seguintes cargas: OBS : Os principais elementos estão sublinhados Ácidos São compostos constituídos por H+ e ânions (FONClBrSICPH). a) Nomenclatura Para efeito de nomenclatura, os ácidos são divididos em hidrácidos e oxiácidos. a1) Hidrácidos São ácidos que não possuem oxigênio(s) em sua formulação. Seus nomes são terminados em ídrico. Exemplo: HBr – Ácido bromídrico H2S – Ácido sulfídrico HCN – Ácido cianídrico a2) Oxiácidos São ácidos que possuem oxigênio em sua formulação. Seus nomes são terminados em ico ou oso. A maneira mais fácil de dar nome a esses ácidos é a partir do nome e da fórmula dos ácidos padrão, listados a seguir: HClO3 – Ácido clórico H3PO4 – Ácido fosfórico H2SO4 – Ácido sulfúrico H2CO3–Ácido carbônico HNO3 – Ácido nítrico H3BO3 – Ácido bórico A partir dessas fórmulas e de acordo com o número de átomos de oxigênio, determinam-se as fórmulas e os Ag = 1+ Zn = 2+ Co = 2+ NH4 = 1+ Cu = 1+ e 2+ Au = 1+ e 3+ Ni = 2+ e 3+ Fe = 2+ e 3+ Cr = 2+ e 3+ Pb = 2+ e 4+ Mn = 2+ e 4+ Pt = 2+ e 4+ Sn = 2+ e 4+ 5 Na2O – Óxido de sódio MgO – Óxido de magnésio FeO – Óxido de ferro II ou Óxido ferroso Fe2O3 – Óxido de ferro III ou Óxido férrico Cu2O – Óxido de cobre I ou Óxido cuproso CuO – Óxido de cobre II ou Óxido cúprico Reação com água Na2O + H2O → 2 NaOH MgO + H2O → Mg(OH)2 FeO + H2O → Fe(OH)2 Fe2O3 + 3 H2O → 2 Fe(OH)3 Cu2O + H2O → 2 CuOH CuO + H2O → Cu(OH)2 b) ÓXIDO ÁCIDO OU ANIDRIDO São óxidos que, em presença de água, formam os respectivos ácidoss, ou seja, apresentam caráter ácido. O elemento que compõe esse tipo de óxido são os ametais (os que fazem parte do FONClBrSICPH). A nomenclatura dos óxidos ácidos seguem dois critérios diferentes, como veremos nos exemplos abaixo. Exemplos: CO2 – Dióxido de carbono ou anidrido carbônico B2O3 – Trióxido de diboro ou anidrido bórico N2O3 – Trióxido de dinitrogênio ou anidrido nitroso N2O5 – Pentóxido de dinitrogênio ou anidrido nítrico SO2 – Dióxido de enxofre ou anidrido sulfuroso SO3 – Trióxido de enxofre ou anidrido sulfürico P2O3 – Trióxido de difósforo ou anidrido fosforoso P2O5 – Pentóxido de difósforo ou anidrido fosfórico Reação com água CO2 + H2O → H2CO3 B2O3 + 3 H2O → 2 H3BO3 N2O3 + H2O → 2 HNO2 N2O5 + H2O → 2 HNO3 SO2 + H2O → H2SO3 SO3 + H2O → H2SO4 P2O3 + 3 H2O → 2 H3PO3 P2O5 + 3 H2O → 2 H3PO4 c) ÓXIDO NEUTRO OU INDIFERENTE São óxidos que não reagem nem com a água, nem com os ácidos e nem com as bases. São eles : CO – monóxido de carbono NO – Óxido nitroso N2O – Óxido nítrico Obs : Pelo fato de serem óxidos indiferentes não significa que não possam participar de outras reações. O CO, por exemplo, queima com facilidade, como mostra a reação abaixo: 2 CO + O2 → 2 CO2 d) PERÓXIDO São óxidos que reagem com a água ou com ácidos diluídos produzindo água oxigenada (H2O2). Nesses compostos há a presença da família 1 (alcalinos) ou 2 (alcalinos terrosos) junto com o O2 2 ¯ . A estrutura do oxigênio nos peróxidos lembra a armação de um óculos. O O Exemplos da família 1 H2O2 – Peróxido de hidrogênio Li2O2 – Peróxido de lítio Na2O2 – Peróxido de sódio K2O2 – Peróxido de potássio Rb2O2 – Peróxido de rubídio Cs2O2 – Peróxido de césio Exemplos da família 2 BeO2 – Peróxido de berílio MgO2 - Peróxido de magnésio CaO2 – Peróxido de cálcio SrO2 - Peróxido de estrôncio BaO2 - Peróxido de bário Reações dos peróxidos Na2O2 + 2 H2O → 2 NaOH + H2O2 Na2O2 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O2 e) ÓXIDO ANFÓTERO São aqueles que reagem tanto com ácidos quanto com bases, dando sal e água. Os mais importantes são o Al2O3 e o ZnO. Al2O3 + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2O Al2O3 + 2 NaOH → 2 NaAlO2 + H2O ZnO + 2 HCl →ZnCl2 + H2O ZnO + 2 NaOH → Na2ZnO2 + H2O Tanto o Al quanto o Zn, quando reagem com uma base, fazem parte de um ânion : AlO2 ─ (íon aluminato) e ZnO2 -2 (íon zincato) respectivamente. Exercícios conceituais A. Dar os nomes dos compostos abaixo: 1. H2SO3 2. HNO3 3. AgOH 4. B2O3 5. Fe(OH)3 6. P2O3 7. Zn(OH)2 8. HClO4 6 9. N2O5 10. CO2 11. Ca(OH)2 12. HBr 13. HCN 14. Ni(OH)3 15. HIO3 16. H2S 17. Cu(OH)2 18. BaO 19. PbO2 20. CuO 21. AuOH 22. H2CO3 23. HClO 24. Ag2O 25. Mg(OH)2 26. HF 27. Fe(OH)2 28. FeO 29. I2O 30. CuOH 31. H2SO4 32. H3BO3 33. HNO2 34. HIO2 35. HI 36. NH4OH 37. H4P2O7 B. Dar a fórmula dos compostos abaixo : 1. Hidróxido férrico 2. Anidrido perclórico 3. Óxido cuproso 4. Ácido sulfídrico 5. Óxido de zinco 6. Ácido nitroso 7. Óxido férrico 8. Ácido fosfórico 9. Ácido clorídrico 10. Anidrido bórico 11. Anidrido sulfúrico 12. Hidróxido cúprico 13. Ácido cianídrico 14. Óxido plúmbico 15. Ácido carbônico 16. Hidróxido de prata 17. Ácido sulfuroso 18. Óxido de alumínio 19. Hidróxido cuproso 20. Pentóxido de dinitrogênio 21. Ácido nítrico 22. Cloreto de sódio 23. Perclorato de magnésio 24. Hipoclorito de sódio 25. Nitrato de amônio 26. Fosfato de cálcio 27. Sulfato férrico 28. Carbonato cúprico 29. Sulfito de potássio 30. Nitreto de zinco 31. Sulfeto de amônio 32. Nitrito cuproso 33. Borato de prata Exercícios avançados 1. (Ufrrj 2004) Muitas pessoas já ouviram falar de "gás hilariante". Mas será que ele é realmente capaz de provocar o riso? Na verdade, essa substância, o óxido nitroso (N2O), descoberta há quase 230 anos, causa um estado de euforia nas pessoas que a inalam. Mas pode ser perigosa: na busca de uma euforia passageira, o gás já foi usado como droga, e, em várias ocasiões, o resultado foi trágico, como a morte de muitos jovens. Sobre o óxido nitroso, responda: a) Como é classificado? b) Qual o número de oxidação do nitrogênio? c) Que tipo de ligação une seus átomos? d) Que outra nomenclatura também pode ser usada? 2. (Unesp 2007) O monóxido de carbono é um dos poluentes gasosos gerados pelo funcionamento de motores a gasolina. Segundo relatório recente da Cetesb sobre a qualidade do ar no Estado de São Paulo, nos últimos vinte anos houve uma redução no nível de emissão deste gás de 33,0 g para 0,34 g por quilômetro rodado. Um dos principais fatores que contribuiu para a diminuição da poluição por monóxido de carbono foi a obrigatoriedade de produção de carros equipados com conversores catalíticos. Responda por que o monóxido de carbono deve ser eliminado e explique quimicamente como atua o conversor catalítico nesse processo. 3. (Unesp 2007) Um dos métodos que tem sido sugerido para a redução do teor de dióxido de carbono na atmosfera terrestre, um dos gases responsáveis pelo efeito estufa, consiste em injetá-lo em estado líquido no fundo do oceano. Um dos inconvenientes deste método seria a acidificação da água do mar, o que poderia provocar desequilíbrios ecológicos consideráveis. Explique, através de equações químicas balanceadas, por que isto ocorreria e qual o seu efeito sobre os esqueletos de corais, constituídos por carbonato de cálcio. 7 4. (Ufrrj 2000) As ligas metálicas são formadas pela união de dois ou mais metais, ou ainda, por uma união entre metais, ametais e semi-metais. Relacionando, no quadro a seguir, cada tipo de liga com as composições dadas, pode-se afirmar que a única correlação correta entre liga e composição encontra-se na opção: a) I b; II c; III a; IV d. b) I c; II b; III d; IV a. c) I a; II b; III c; IV d. d) I c; Il d; lll b; IV a. e) I d; II a; IIl c; IV b. 5. (cftce 2005) Analise as afirmações a seguir: I. O processo KBr → K+ + Br¯ representa uma ionização. II. Uma solução composta de H2O e NaCl pode ser chamada de solução eletrolítica. III. Ácidos fortes pertencem à classe de compostos denominados genericamente de eletrólitos fortes. Está(ão) CORRETA(s) a(s) afirmativa(s): a) I b) II c) III d) II, III e) I, II,III 6. (cftce 2006) Quando um elemento químico Al (Z = 13) se combina quimicamente com o elemento S (Z = 16), a fórmula e a ligação são, respectivamente: a) Al3S2; iônica b) Al2S3; iônica c) AlS; covalente d) AlS3; metálica e) Al2S; covalente 7. (cftmg 2005) Nos compostos iônicos, os íons se unem devido a forças de atração eletrostáticas. Esses arranjos de cátions e ânions fornecem grande estabilidade aos compostos e determinam suas principais propriedades. A respeito dos sólidos iônicos, é correto afirmar que: a) apresentam altos pontos de fusão e ebulição. b) são bons condutores de eletricidade no estado sólido. c) se transformam em compostos moleculares, quando fundidos. d) se apresentam como líquidos ou gases na temperatura ambiente. 8. (Ufla 2006) A seguir são dadas as configurações eletrônicas dos átomos A e B. A: 1s2, 2s2 , 2p6, 3s2, 3p6, 4s2 B: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p5 O cátion, o ânion e o composto formado por A e B são, respectivamente: a) A+ , B¯ , AB b) B+ , A2– , B2A c) B2+ , A¯ , BA2 d) A2+ , B¯ , AB2 e) B2+ , A2– , AB 9. (Ufrs 2006) Considere as espécies químicas cujas fórmulas estão arroladas a seguir: 1 - HBr 2 - BaO 3 - CaCl2 4 - SiO2 5 - B2O3 Quais delas apresentam ligação tipicamente iônica? a) Apenas 1 e 2. b) Apenas 1 e 3. c) Apenas 2 e 3. d) Apenas 2, 4 e 5 e) Apenas 3, 4 e 5. 10. (Ufsm 2005) Os produtos industrializados ocupam uma parcela cada vez maior do mercado de alimentos. Eles são práticos, pois já vêm prontos ou semiprontos. Além disso, os alimentos industrializados possuem um prazo de validade bem maior do que o dos produtos "in natura", tornando fácil o armazenamento. Esses alimentos devem ter uma coloração semelhante à dos produtos naturais, a fim de atrair os consumidores. Os aditivos corantes têm essa função. O amarelo crepúsculo e o vermelho 40, representados a seguir, são corantes comuns na indústria de alimentos. Quanto às propriedades químicas desses corantes, é correto afirmar que eles são a) apolares e insolúveis em água. b) sais solúveis em água, sendo o ânion orgânico. c) sais solúveis em água, sendo o cátion orgânico. d) covalentes, sem nenhuma ligação iônica. e) iônicos, com alta solubilidade em gasolina. 10 22. (Ufrn 2004) Ao queimar na atmosfera, o metal (X), pertencente à família dos metais alcalinos, forma uma substância (Y), que reage com água, formando uma substância (Z), que, por sua vez, reage com ácido, formando uma substância (W). As substâncias Y, Z e W são classificadas, respectivamente, como: a) sal, hidróxido e óxido. b) hidróxido, óxido e sal. c) óxido, sal e hidróxido. d) óxido, hidróxido e sal. 23. (Unesp) A reação de 1mol de ácido fosfórico com dois mols de hidróxido de sódio produz: a) 2 mols de Na3PO4. b) 1 mol de Na2HPO4. c) 3 mols de NaH2PO4. d) 2 mols de Na3PO3. e) 1 mol de NaH2PO2 e 1 mol de Na2HPO3. 24. (Unesp 2007) Recentemente, divulgou-se que a China pretende investir em um programa para transformar carvão mineral em combustível líquido, com o objetivo de diminuir a importação de petróleo. A tecnologia consiste na geração de uma mistura gasosa de H2 e CO, que se converte em uma mistura de hidrocarbonetos líquidos na presença de um catalisador, em condições adequadas de temperatura e pressão. Para aumentar o teor de H2 na mistura gasosa, ........... tem que ser convertido em CO2, pela reação com vapor d'água. O CO2 que é um .........., é separado posteriormente do H2 por meio de uma reação com determinada substância ........... Os espaços vazios do texto são corretamente preenchidos, na ordem em que aparecem, por: a) CH4 ... hidrocarboneto ... neutra b) CO ... óxido ácido ... neutra c) CO ... óxido básico ... neutra d) CO ... óxido básico ... ácida e) CO ... óxido ácido ... básica 25. (Unifesp 2007) No passado, alguns refrigerantes à base de soda continham citrato de lítio e os seus fabricantes anunciavam que o lítio proporcionava efeitos benéficos, como energia, entusiasmo e aparência saudável. A partir da década de 1950, o lítio foi retirado da composição daqueles refrigerantes, devido à descoberta de sua ação antipsicótica. Atualmente, o lítio é administrado oralmente, na forma de carbonato de lítio, na terapia de pacientes depressivos. A fórmula química do carbonato de lítio e as características ácido- base de suas soluções aquosas são, respectivamente, a) Li2CO3 e ácidas. b) Li2CO3 e básicas. c) Li2CO4 e neutras. d) LiCO4 e ácidas. e) LiCO3 e básicas. Gabarito dos exercícios conceituais A. 1. Ác sulfuroso 2. Ác nítrico 3. Hidróxido de prata 4. Trióxido de diboro ou anidrido bórico 5. Hidróxido de ferro III ou hidróxido férrico 6. Trióxido de difósforo ou anidrido fosforoso 7. Hidróxido de zinco 8. Ác perclórico 9. Pentóxido de dinitrogênio ou anidrido nítrico 10. Dióxido de carbono ou anidrido carbônico 11. Hidróxido de cálcio 12. Ác bromídrico ou brometo de hidrogênio 13. Ác cianídrico 14. Hidróxido de níquel III ou Hidróxido niquélico 15. Ác iódico 16. Ác sulfídrico 17. Hidróxido de cobre II ou Hidróxido cúprico 18. Óxido de bário 19. Óxido de chumbo IV ou óxido púmblico 20. Óxido de cobre II ou óxido cúprico 21. Hidróxido de ouro I ou Hidróxido auroso 22. Ác carbônico 23. Ác hipocloroso 24. Óxido de prata 25. Hidróxido de magnésio 26. Ác fluorídrico 27. Hidróxido de ferro II ou Hidróxido ferroso 28. Óxido de ferro II ou óxido ferroso 29. Monóxido de diiodo ou anidrido hipoiodoso 30. Hidróxido de cobre I ou Hidróxido cuproso 31. Ác sulfúrico 32. Ác bórico 33. Ác nitroso 34. Ác iodoso 35. Ác iodídrico 36. Hidróxido de amônio 37. Ác pirofosfórico B. 1. Fe(OH)3 2. Cl2O7 3. Cu2O 4. H2S 5. ZnO 6. HNO2 7. Fe2O3 8. H3PO4 9. HCl 10. B2O3 11. SO3 12. Cu(OH)2 13. HCN 14. PbO2 15. H2CO3 16. AgOH 17. H2SO3 18. Al2O3 19. CuOH 11 20. N2O5 21. HNO3 22. NaCl 23. MgClO4 24. NaClO 25. NH4NO3 26. Ca3(PO4)2 27. Fe2(SO4)3 28. CuCO3 29. K2SO3 30. Zn3N2 31. (NH4)2S 32. CuNO2 33. Ag3BO3 Gabarito dos exercícios avançados 1. a) Óxido neutro. b) Nox = +1. c) Ligação covalente. d) Monóxido de dinitrogênio. 2. O monóxido de carbono (CO) surge da combustão incompleta de combustíveis fósseis. Ele deve ser eliminado pois é um gás tóxico. O monóxido de carbono se liga a hemoglobina formando a carbóxi-hemoglobina provocando uma queda na oxigenação do corpo, o que é altamente prejudicial ao metabolismo humano. O conversor catalítico, também conhecido, erroneamente, como catalisador é um equipamento que transforma o monóxido de carbono (CO) em dióxido de carbono (CO2): CO + 1/2O2 → CO2. 3. A acidificação da água do mar ocorreria devido a formação de ácido carbônico e conseqüente liberação de cátions H+ no meio: CO2(l) + H2O(l) ↔ H2CO3(aq) ↔ H +(aq) + HCO3¯ (aq). Os esqueletos de corais constituídos por carbonato de cálcio (CaCO3) sofreriam graves danos pois o meio ácido reagiria da seguinte maneira: CaCO3(s) + H +(aq) ↔ Ca2+(aq) + HCO3¯ (aq). provocando a dissolução do carbonato de cálcio. 4. [D] 5. [D] 6. [B] 7. [A] 8. [D] 9. [C] 10. [B] 11. [B] 12. [A] 13. [C] 14. [C] 15. [C] 16. [B] 17. [D] 18. [E] 19. [D] 20. [A] 21. [A] 22. [D] 23. [B] 24. [E] 25. [B]