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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
