A Água e Suas Relações Funções...

A Água e Suas Relações

Funções Inorgânicas Ácidos, Bases e Sais

Água

Introdução: • É constituída por 2 gases: Hidrogênio Oxigênio Na proporção 2:1, ou seja 2 átomos de hidrogênio e 1 átomo de oxigênio

Sua Fórmula Química é H20

• Sinônimos: Ácido hidroxílico Hidróxido de hidrogênio Óxido de hidrogênio Monóxido de dihidrogênio

• Ionização: H2O H+ + OH-

Água

Funções: • Nos Seres Vivos: Transportes Transmembrabas: 10% • Nas Indústrias: 21% • Na Agricultura: 69% • Na Geologia: para análises

Água

Propriedades: • Molécula Polar • Formam “Pontes de Hidrogênio” • Dilatação anômala • Solvente universal • Tensão Superficial • Densidade maior (3,984oC) • Estável na Atmosfera • Incolor • Calor Específico

Água

Propriedades: • Molécula Polar • Formam “Pontes de Hidrogênio”

Água

Propriedades: • Dilatação anômala: A água entre 0oC e 4oC se torna menos densa: congela a superfície o Contração da moléculas: “pontes de hidrogênio” o Diminuição do volume

V: volume

T: temperatura (oC)

V

V min

4

Densidade máxima

Água

Propriedades: • Solvente universal

Água

Propriedades: • Solvente universal

Água

Propriedades: • Tensão Superficial: Maior

Água

Propriedades: • Densidade maior (3,984oC)

Água

Propriedades: • Densidade maior (3,984oC)

Água

Propriedades: • Estável na Atmosfera: absorve a radiação infravermelha, atenuando o efeito estufa

Água

Propriedades: • Estável na Atmosfera: absorve a radiação infravermelha, atenuando o efeito estufa

Água

Propriedades: • Incolor: possibilita a penetração dos raios ultravioleta (luz), que serão necessários para a fotossíntese marinha

Água

Propriedades: • Calor Específico: é a tendência da substância de aumentar sua temperatura ao receber uma fonte de calor: o da água é alto

Calor Específico da água é 4,18 J/goC: para aquecer em 1oC a quantidade de 1g de água é necessário que ela absorva 4,18J de energia Regula a temperatura corpórea e o clima global

Água

Propriedades: • Calor Específico: é a tendência da substância de aumentar sua temperatura ao receber uma fonte de calor: o da água é alto

Água

Potencial de ionização da água: na temperatura 250C

HOH H+ + OH-

Ki = [H+] . [OH-] [H2O]

Ki . [H2O] = [H+] . [OH-]

Kw = [H+] . [OH-]

como [H2O] é constante, o produto Ki . [H2O] também é constante e será chamado de Kw , o produto iônico da água

Kw só varia com a temperatura

Em 1 litro de H2O a 250C temos: [H+] = [OH-] = 1,0 . 10-7 mol/L

Kw = 10-7 . 10-7

Kw = 10-14

Kw = [H+] . [OH-]

Kw = [H+] . [OH-]

10-14 = [H+] . [OH-]

log 10-14 = log [H+] + log [OH-]

- log 10-14 = (-log [H+]) + (-log [OH-]) - log = p (potencial)

14 = pH + pOH

Potencial Hidrogeniônico: pH = -log [H+]

Potencial Hidroxiliônico pOH = -log [OH-]

Kw = 10-14

[H+] = [OH-] = 10-7 mol/L

pH = pOH = 7 meio neutro: pH = 7 meio ácido: pH < 7 meio básico: pH > 7

Água

Potencial de ionização da água: na temperatura 250C

pH das Soluções: É o símbolo para determinar a grandeza físico-química do Potencial Hidrogeniônico, que indica a acidez, neutralidade ou alcalinidade de uma solução aquosa.

Água

[H+] = 10-4 mol/L pH = -log 10-4 : pH = 4 [OH-] = 10-10 mol/L pOH = -log 10-10 : pOH = 10

pH + pOH = 14

Água

pH das Soluções:

Funções Inorgânicas

Ácidos Bases Sais

Ácidos

Definição: São substâncias que em solução aquosa sofrem ionização, liberando como o único cátion o H+.

Hx A xH+ (aq) + Ax- (aq) água

Ácidos

Grupos: • Hidrácidos • Oxiácidos

Ácidos

Grupos: • Hidrácidos: ácidos sem oxigênio HF: ácido fluorídrico HCl: ácido clorídrico HBr: ácido bromídrico HI: ácido iodídrico H2S: ácido sufídrico HCN: ácido cianídrico

Ácidos

Grupos: • Oxiácidos: ácidos com oxigênio HClO3: ácido clórico H2SO4: ácido sulfúrico HNO3: ácido nítrico H3PO4: ácido fosfórico H2CO3: ácido carbônico

Ácidos

Classificação: • Número de Hidrogênios Ionizáveis • Grau de Ionização • Volatilidade

Ácidos

Classificação: • Grau de ionização (α): é a relação entre o número de moléculas ionizadas e o número total de moléculas dissolvidas

o Fortes o Semifortes o Fracos

α = nº de moléculas ionizadas nº de moléculas dissolvidas

Ácidos

Classificação: • Grau de ionização (α): é a relação entre o número de moléculas ionizadas e o número total de moléculas dissolvidas

o Hidrácidos:

α = nº de moléculas ionizadas nº de moléculas dissolvidas

Fortes Semifortes Fracos

α ≥ 50% 5% < α > 50% α ≤ 5%

HCl, HBr, HI HF H2S, HCN

Ácidos

Propriedades: • Sabor azedo • Líquido fumegante • Líquido corrosivo • Ação sobre os indicadores de pH: baixo pH • Condutibilidade elétrica em meio aquoso • Extremamente perigoso • Reação com metais: determina a formação de um sal deste metal e libera o gás hidrogênio • Reação com os ânions carbonato e bicarbonato formando um sal, água e libera gás carbônico:

CaCO3 (s) + 2HCL (aq) CaCl2 (aq) + H2O (l) + CO2 (g) NaHCO3 (s) + HCl (aq) NaCl (aq) + H2O (l) + CO2 (g)

Ácidos

Aplicações: • ácido fluorídrico (HF): corrói o vidro • ácido clorídrico (HCl): suco gástrico • ácido sulfídrico (H2S): ovo podre • ácido cianídrico (HCN): mandioca e sol, ácido tóxico • ácido sulfúrico (H2SO4): baterias dos automóveis • ácido carbônico (H2CO3): presente nos refrigerantes • ácido fosfórico (H3PO4): refrigerante a base de cola • ácido nítrico (HNO3): fabricação de explosivos • ácido acético (H3CCOOH): produção do vinagre

Bases ou Hidróxidos

Definição: São substâncias que em solução aquosa sofrem ionização, liberando como o único tipo de ânion os íons OH- (Hidroxila).

São portanto Hidróxidos de Metais (cátion):

C(OH)x Cx+ (aq) + x OH- (aq) água

NaOH Na+ + OH-

Ca(OH)2 Ca2+ + 2OH- água

Al(OH)3 Al3+ + 3OH-

água

água

Bases ou Hidróxidos

Classificação: • Número de Hidroxila • Solubilidade em água • Grau de Ionização

Bases ou Hidróxidos

Classificação: • Grau de Ionização: está relacionada com a solubilidade das bases, quanto maior a solubilidade maior será sua força de dissociação, logo será considerada uma Base Forte. Logo, se uma base for pouco solúvel apresentará uma força de dissociação menor, portanto, será uma Base Fraca

Características das Bases

Base Solúvel Elevado Grau de Dissociação Base Forte LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH,

Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2

Base Insolúvel Baixo Grau de Dissociação Base Fraca NH4OH e as bases dos demais metais

Bases ou Hidróxidos

Propriedades: • Sabor adstringente, que “amarra” a boca • Líquido extremamente perigoso • Ação sobre os indicadores de pH: alto pH • Reações com ácidos: ocorrerá a neutralização pela formação de água e a formação de um sal (salificação)

Bases ou Hidróxidos

Aplicações: • hidróxido de sódio (NaOH): produção de sabão • hidróxido de magnésio (Mg(OH)2): antiácido gástrico • hidróxido de cálcio (Ca(OH)2: a cal utilizada nas pinturas e na argamassa • hidróxido de amônio NH4OH: nos fertilizantes agrícolas e produtos de limpeza

Sais Minerais

Definição: São substâncias que em solução aquosa sofrem dissociação, produzindo pelo menos um cátion diferente do H+ pelo menos um ânion diferente do OH-

Na+Cl- (s) Na+(aq) + Cl-(aq) água

Ag+NO3- (s) Ag+(aq) + NO-3 (aq) água

Na+HCO3- (s) Na+(aq) + HCO-3 (aq) água

Sais Minerais

Definição:

Ânions

acetato: H3CCOO- bicarbonato: HCO3- bissulfato: HSO4-

brometo: Br- carbonato: CO32- cianeto: CN-

cloreto: Cl- fluoreto: F- fosfato: PO43-

hipoclorito: ClO- iodeto: I- nitrato: NO3-

nitrito: NO2- permanganato: MnO4- pirofosfato: P2O74-

sulfato: SO42- sulfeto: S2- sulfito: SO32-

Cátions

+ 1 Li+, Na+, K+, Ag+, NH4+, Cu+

+2 Mg2+, Ca2+, Ba2+, Zn2+,Cu2+, Fe2+

+3 Al3+, Fe3+

Sais Minerais

Características: • Sabor salgado • Sólidos: compostos iônicos • Maior solubilidade: maior condutibilidade elétrica • Várias cores

Sais Minerais

Aplicações: • cloreto de sódio (NaCl): bócio • nitrato de sódio (NaNO3): fertilizante e pólvora • carbonato de cálcio (CaCO3): calcário, mármore, corais e conchas • carbonato da sódio (Na2CO3): produção de vidro • bicarbonato de sódio (NaHCO3): antiácidos, fermentos químicos e extintor de incêndio • sulfato de cálcio (CaSO4): gesso e giz • fosfato de cálcio (Ca3(PO4)2): nos ossos • hipoclorito de sódio (NaClO): água sanitária • sulfato de alumínio (Al2(SO4)3): tratamento da água que em meio básico determina floculação

Solução Tampão

Definição: É a solução capaz de manter o seu pH constante mesmo que seja adicionado pequenas quantidades de ácidos e de bases mesmo que sejam ácidos e bases fortes.

Solução Tampão

Constituição: • Solução Tampão Ácida:

o Ácido Fraco e o Sal Derivado CH3COOH + CH3COONa ácido acético e acetato de sódio

• Solução Tampão Alcalina: o Base Fraca e o Sal Derivado

NH4OH + NH4Cl hidróxido de amônia e cloreto de amônia

Solução Tampão

Constituição: • Solução Tampão Ácida:

o Ácido Fraco e o Sal Derivado CH3COOH + CH3COONa ácido acético e acetato de sódio

CH3COOH H3CCOO- + H+

CH3COONa H3CCOO- + Na+

pH das Soluções: Exercício: Em uma solução a concentração molar de íons OH- é de 1,0 . 10-9 mol/L. Qual será o seu pH em 250C e o caráter do meio desta solução?

Água