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Química geral / Professora Ana Julia Silveira Universidade Federal do Pará Instituto de Ciências Exatas e Naturais Faculdade de Física Disciplina: Quimica Geral Teórica I Profa. Ana Julia. Data: 03/05/2010 Tema: Ácidos e bases na poluição ambiental.
1. Constituição Federal A Constituição Federal destinou um capitulo para falar da necessidade do homem entender e cuidar do meio ambiente. Leia atentamente o art, 225
Constituição Federal - CF - 1988 Título VIII Da Ordem Social Capítulo VI Do Meio Ambiente Art. 225 - Todos têm direito ao meio ambiente ecologicamente equilibrado, bem de uso comum do povo e essencial à sadia qualidade de vida, impondo-se ao Poder Público e à coletividade o dever de defendê-lo e preservá-lo para as presentes e futuras gerações.
Foto: internet Bonito – pantanal
Foto: Monica & Osmar Salvador – Bahia
Antes de conhecer os acidos causadores da poluição ambiental. Vamos estudar os conceitos de ácidos segundo o legado deixado pelos estudiosos da ciência.
1- Ácidos Inorgânicos 1.1-
Conceito clássico de ácido segundo Arrhenius.
É toda substância que em solução aquosa ,se ioniza, liberando o íon hidrônio ou hidroxônio em forma de cátion. Antes de exemplificar este conceito, vamos relembrar a estrutura damolécula de água.
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Química geral / Professora Ana Julia Silveira
Dois pares de elétrons não ligantes O H
H
H2O - Modelo molecular
A molécula da água tem geometria angular e possuí dois pares de elétrons não- ligantes (elétrons que não participam da ligação covalente)
Ácido bromídrico um ácido de Arrhenius.
HBr
Ácido bromídrico é um ácido de Arrhenius,pois quando colocado em água libera um cátion hidrogênio. O Cátion hidrogênio liberado faz conexão com o par de elétrons do oxigênio da água.
A solução deve ser preparadas em balão volumétrico
H2O
H3O Br
Todos os hidrácidos e oxiácidos são ácidos de Arrhenius, pois quando colocados em água irão liberar o cátion hidrogênio, que fará conexão com o par de elétrons do oxigênio da água originando o cátion hidrônio. Equação de ionização de hidrácidos. Recebe o nome de hidrácidos, o ácidos inorgânicos que não possuem oxigênio em sua composição.
H2O + H - Cl
H3O+
Cl-
+
H H - Cl
O H H Par de elétrons do oxigênio captura o hidrogênio ionizável do ácido.
O
H
+ Cl
H Formação do cátion hidrônio. Água protonada.
O hidrácido, ácido clorídrico , ao ser colocado em água libera cátion hidrogênio que se conecta no par de elétrons da água, formando o cátion hidrônio e ânion cloreto.
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Química geral / Professora Ana Julia Silveira H2O + H - Br
H3O+
Br-
+
H H - Br
O
H H Par de elétrons do oxigênio captura o hidrogênio ionizável do ácido.
H2O
O
H
H Formação do cátion hidrônio. Água protonada.
H3O+
+ H-I
+ Br
+
I-
H O
H-I
H H Par de elétrons do oxigênio captura o hidrogênio ionizável do ácido com mais facilidade, quando comparado com os demais da série.
O
H
+ I
H Formação do cátion hidrônio. Água protonada.
Ordem da força ácida: HI> HBr> HCl > HF
Equação de ionização de oxiácidos. Recebe o nome de oxiácidos, os ácidos inorgânicos que possuem oxigênio em sua composição. São oxiácidos : ácido sulfúrico (H2SO4), ácido nítrico (HNO3), ácido hipocloroso (HClO), ácido clororo (HClO2) e tantos outros. Equação de ionização de oxiácidos. 2 H2 O + H2SO4 H3PO4 + 3 H2O
H2 O + HNO3 H2 S + 2 H2O
2 H3O+
+
SO4--
3 H3O+ + PO4---
H3O+
+
NO3-
2 H3O+ + S--
1.2 Acidos como poluidores do meio ambiente.
Os ácidos poluidores do meio ambiente tem sua origem em várias fontes. A primeira causa da acidificação do meio ambiente é a presença de gases e particulas ricas em enxofre e nitrogênio na atmosfera, que quando em contato com a água, produzem ácidos fortes. Os compostos de nitrogênio, também chamados de compostos azotados(NOx), são gerados pela alta temperatura de queima de materiais fósseis. Essas substâncias nitrogenadas e sulfuradas também são liberadas pelas chaminés das fabricas. Em 1852 foi descoberta a relação entre precipitação ácida e poluição atmosférica. Em 1972,
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Química geral / Professora Ana Julia Silveira Harold Harvery, professor de ecologia da universidade de Toronto, publicou um dos primeiros trabalhos sobre um lago “morto”. Nesta publicação relata que a acidificação das águas do lago, alterou o Ph causando a extinção de vida no lago, desta forma, trouxe a questão da chuva ácida para ser refletida e analisada pela politica ambiental. Nas regiões industrializadas o pH da água de gotas de chuva chega a 2,4, mostrando uma acidez igual a do vinagre, que tem como principal componente o ácido acético. A China e a Russia para gerar eletricidade queimam carvões ricos em enxofre, trazendo desta forma, sérios prejuizos para o meio ambiente. A contribuição mundial de monóxido e dióxido de carbono gerado pelos automóveis, certamente, é um sério problema para o meio ambiente. Equacione junto com seu grupo de estudo possíveis soluções para os problemas que contribuem para destruição do meio ambiente. Base para Arrhenius ,é toda substância que em solução aquosa,se dissocia, liberando o ânion hidróxila.
Todas as bases de metal alcalino e de metal alcalino terroso são bases de Arrhenius O hidróxido de sódio, é um sólido que tem a aparencia de pequenas lasquinhas, dependendo do fabricante pode se apresentar como pequenas pérolas brancas.
Solução de NaOH 0,1 N.8/2007
O hidróxido de sódio em contato com á agua, forma uma solução, isto é, um sistema unifásico. Nesta solução o soluto é o hidróxido de sódio e o solvente é a água. NaOH
A base hidróxido de sódio, quando colocada em água, se dissocia em cátion e ânion solvatados. A água penetra no reticulo cristalino do hidróxido de sódio (base) e distroe o rearrajo organizado. 1.2- Conceito de ácido e base segundo Bronsted-Lowry Ácido é toda substância capaz de doar um próton em um processo iônico,enquanto que a base ao longo do processo será capaz de receber um proton.
H2O liq
H - Cl aq
H2OH aq
O ácido clorídrico em água sofre ionização e forma uma solução. nesta solução o soluto é o ácido clorídrico e o solvente é a água. OH2 H - Cl
H2OH Cl
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+
Cl aq
Química geral / Professora Ana Julia Silveira HCl é um ácido de Arrhenius ( libera H+ no meio aquoso ), é também um ácido pelo conceito de Bronsted-Lowry pois doa um próton no processo iônico,enquanto que a água é uma base de Bronsted –Lowry por receber um próton no processo iônico. H
N
Cl
H
H
H
H
Cl
N H
H
H
Ácido clorídrico
Amônia, gas amoníaco
Ãnion cloreto
Cátion amônio
HCl é ácido pelo conceito de Bronsted pelo fato de doar um proton. O NH3 é uma base de Bronsted por estar recebendo um proton. Hidrácidos e oxiácidos são ácidos de Bronsted quando presentes em água, pois a água neste sistema é o veículo de retirada de H+. O ácido é o doador de H+ e a água é o veículo de retirada deste H+.. Observe que a água pode ser substituída por qualquer substância química que seja portadora de par de elétrons livres. No exemplo anterior, foi utilizado o gas amoniaco como veículo de retirada de H+, pelo fato de existir um par de elétrons livres no nitrogênio. Segue outra reação com o ácido sulfúrico, observe antes a formação da estrutura do ácido sulfúrico. O enxofre possui seis elétrons na camada de valencia, podendo formar duas ligações covalentes dativa e duas ligações covalentes normais. S
n s2
n p4 px
py
Ligação coordenada dativa pz O O
H2SO4
XO- H
S X
2 hidrogênios ionizáveis
O- H
Neste momento o par de elétrons do oxigênio da água retira o hidrogênio ionizável do ácido.O ácido doando este hidrogênio se transform a em um ânion denom inado de ânion hidrogenosulfato
O
H
O S
O
H
O
H
Ânion hidrogenosulfato
O H Água protonada Cátion hidrônio
Veja a seqüência reacional
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Química geral / Professora Ana Julia Silveira O
O
H
S
O
O
H
O
O
O
S
H
O
H
O
H
O
H
H
HSO4 + OH3
OH2
HSO3 - O- H
H
Ionização do ácido hipofosforoso em água Ácido hipofosforoso Hidrogênio ionizável, se encontra conectado diretamente ao oxigênio
H
H3PO2
H
P H
O H
H
P
O
O
O
H
P
O H
H
H
H
H
H
O
O
P
H O
H
O
H
P
N2H4
H
N
H
NH3
+
H
-
+ N2H5+
OH
-
OH
O
Base de Bronsted (X) + Base de Bronsted (X) +
O
H
H
N
H H
H
+ H2O
H
+
O
H
H
H
O
H
O
N N
H Ácido de Bronsted (Y) Ácido de Bronsted (Y)
H2O
H
H
+
H
H H
Base de Ácido de Bronsted (Y) + Bronsted (X) Base de Ácido de Bronsted (Y) + Bronsted (X) -
OH
+
NH4+ H
H
H
N
-
OH
O H
+
H
N H
H H
H 1.2.Conceito de Lewis
Ácido é toda substância química capaz de receber um par de elétrons em uma reação química, neste prcesso forma-se uma ligação química.
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Química geral / Professora Ana Julia Silveira Base no conceito de Lewis, é toda substância química capaz de doar um par de elétrons ao longo de uma reação química. Na reação entre o cloreto de alumínio e o Cl2, o cloro da estrutura do Cl2, por possuir 3 pares de elétrons não ligantes, faz a doação de um par de elétrons para o orbital vazio do alumio,Quando isto acontece, o alumínio fica aniônico, em decorrência de ter recebido o par de elétrons. O cloro por sua vez, fica positivo por ter doado o par de elétrons. A nova estrutura formada mostra um dipolo. Neste processo o cloreto de alumínio trabalha como ácido (recebe o par de eletrons), enquanto que, o Cl2 trabalha como base(doa o par de elétrons). Para finalizar, nesta reação o cloreto de alumínio é o acido de Lewis e o Cl2 é a base de Lewis.
Cl2
AlCl3
Base de Lewis doa um par de elétrons
Ácido de Lewis recebe o par de elétrons
Cl
Cl Cl
Al
Cl
Cl
Al
Cl
[Ne] 3s2 3p5
Cl
Cl
Cl
Cl
[Ne] 3s2 3px1 3py0 3pz0 Estado fundamental [Ne] 3s1 3px1 3py1 3pz0
Estado ativado ou excitado
[Ne] (3sp2 )1 (3sp2)1 ( 3sp2)1 p Estado híbrido sp2 Orbital p que não participou do processo de hibridação É aqui, que vai ficar o par de elétrons doado pelo cloro
3 orbitais híbridos sp2 de mesma energia
Como o alumínio recebeu um par de elétrons , ficará com excesso de elétrons, e portanto aniônico. O cloro como fez a doação de um par de elétrons foicará com deficiência de elétons, portanto catiônico. H
H
H H
C
O
H
H
C
Base de Lewis Doa o par de elétrons
H
→
CH3 OH
O
H
Ácido de Lewis Recebe o par de elétrons
CH3+ Ácido de Lewis recebe um par de elétrons.
+
-
OH
base de Lewis doa um par de elétrons.
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Química geral / Professora Ana Julia Silveira A próxima reação, ocorre entre o dióxido de carbono e a água. Esta reação ocorre na atmosfera, e entra como fator contribuinte para o aumento do pH dos lagos. A chuva ácida mata os lagos, destrói monumentos e em grande escala mata os vegetais. A figura abixo mostra como tudo começa.
Foto: Enciclopédia - Wikipédia
Fomação do ácido carbônico. O dióxido de carbono possui estrutura linear, nesta estrutura o carbono tem hibridação sp e forma ligação pi com o oxigênio. Esta situação permite a deslocalização do par de elétrons pi para o oxigênio, este movimento é conhecido como ressonância e ocorre em carbonos portadores de hibridação sp2 e sp , este tipo de carbono se comportam como ácido de Lewis nas reações químicas, pois são capazes de receber um par de elétrons. Ressonância deslocalização do par de eletrons que formam a ligação pipara o oxigênio.
C
O
O
O
C
O Aqui ocorre a conexãodo par de elétrons do oxigênio da água
O
C
O
H
H2O
O
O
CO2
O
C
O
Ácido de Lewis recebe o par de elétrons
C H
O O H
Base de Lewis doa o par de elétrons
H
O
O
H2CO3
H
C H O
O
2- Classificação dos ácidos. 2.1 - Quanto ao número de elementos
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Química geral / Professora Ana Julia Silveira
Ácidos binários:
H - Cl
Ácidos ternários:
H CN
Ácidos quaternários:
H - Br
H NO3
H-I
H2SO4
H4[Fe(CN)6]
2.2- Quanto ao ponto de ebulição ♣ ácidos fixos: possuem elevado ponto de ebulição, são liquidos ou sólidos. H 3PO4
H2 SO 4
H3 PO3
H 3 BO 3
♣ ácidos voláteis: possuem baixo ponto de ebulição,são liquidos ou gases. 2.3- Quanto a presença de oxigênio HNO3
H Cl
HCN
H2S
♣hidrácidos:não contém oxigênio em sua fórmula química. HI
HF
HCN
♣ oxiácidos: possuem oxigênio em sua fórmula química. H3PO4
H2SO4
HNO3
2.4- Quanto ao número de hidrogênios ionizáveis ♣ Nos hidrácidos todos os hidrogênios são ionizáveis. ♣Nos oxiácidos ,são ionizáveis somente os hidrogênios ligados diretamente ao oxigênio.
P
n s2
n p3 px
py
pz
P O fósforo é capaz de formar três ligações covalentes normais e uma ligação coordenada dativa.
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Química geral / Professora Ana Julia Silveira H3PO4
3 hidrogênios ionizáveis
Ácido fosfórico H
O
H
O
O
P O
H
Observe que os hidrogênios se encontram conetados diretamente ao oxigênio
H3PO3 Hidrogênio conectado diretamente ao oxigênio
Ácido fosforoso H
H
O
Hidrogênio ionizável
P
O
Hidrogênio conectado H diretamente ao oxigênio
O
Hidrogênio ionizável
2 hidrogênios ionizáveis
1
hi
dr
ê og
ni
oi
i on
zá
ve
l
ligação coordenada dativa ente o fósforo e o oxigênio
Ácido hipofosforoso
H3PO2
Formação das estruturas do ácido sulfídrico H2S e do ácido sulfuroso H2SO3
S
n s2
n p4 px
py
Ligação coordenada dativa pz O
H2S
S
XH
XO- H
S X
XH
♣
H2SO3
O- H
2 hidrogênios ionizáveis
monoácido: ácidos que contém um hidrogênio ionizável. HI,HBr, HCl,HCN. Faça a reação de ionização em água dos referidos citados.
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Química geral / Professora Ana Julia Silveira
♣ diácidos: são ácidos que contém dois hidrogênios ionizáveis. O ácido carbônico é umácido moderado e realiza duas reações de ionização, mostradas a seguir.
H2CO3 + H2O
H3O+ + HCO3-
HCO3- + H2O
H3O+ + CO3--
H 2S : 2 hidrogênios ionizáveis, terá duas ionizações. Desenvolver as reações de ionização.
♣ triácidos: possuem 3 hidrogênios ionizáveis. H 3PO4, H 3BO3 H 3PO4: 3 hidrogênios ionizáveis, terá 3 ionizações
H 3PO4 + H 2O H 2PO4- + H 2O HPO4- - + H 2O
H 3O + + H 2PO4- ( 1a ionização ) H 3O + + HPO4- - ( 2a ionizacão H 3O + + PO4--- ( 3a ionização )
♣ tetrácidos: possuem 4 hidrogenios ionizáveis. Faça as reações de ionização para os ácidos abaixo.Ex: H 4P2O7 , H 4SiO4 2.5- Quanto ao grau de ionização α : α = Número de moléculas ionizadas Número total de moléculas HCl
+ H2O →
Forma molecular 100 moléculas a serem ionizadas
H3O+ + ClForma ionizada 92 moléculas ionizadas
α= 92/100
α= 0,92 α =92% ♣ácido forte: α>50% forma ionizada > forma molecular Complete as reações Ex: HCl + H 2O → α=92% ácido forte ♣ ácido moderado: >5% e< 50% ♣ ácido fraco: < 5% Para os hidrácidos a classificação pode ser assim efetuada:
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Química geral / Professora Ana Julia Silveira ♣ fortes: HI (+ forte) , HBr , HCl ♣ moderado: HF ♣ fraco: os demais hidrácidos, HCN, H2 S ♣ Para os oxiácidos aplica-se a regra de Pauling. Para um oxiácido genérico: H m E On onde: m é o número de hidrgênios e n é o número de oxigênios, temos para n - m = 0 ácido fraco n - m = 1 ácido moderado n – m = 2 ácido forte n – m = 3 ácido muito forte. Dadas as fórmulas abaixo,classifique os ácidos quanto a força , aplicando a regra de Pauling. HNO3 3–1=2 ácido forte H 3BO3 3 – 3 = 0 ácido fraco HMn O4 4 – 1 = 3 ácido muito forte H 2CO 3 3–2=1 ácido moderado H 3PO4 4 – 3 = 1 ácido moderado H 2SO4 4 – 2 = 2 ácido forte HIO4 4 – 1 = 3 ácido muito forte H 2SO3 3 – 2 = 1 ácido moderado LEIA COM ATENÇÃO Os ácidos abaixo foram classificados quanto: a)ao número de hidrogênios ionizáveis. b)ao número de elementos na molécula c) à presença de oxigênio na molécula H 2SO3 diácido, ternário, oxiácido H 2C2O4 diácido, ternário, oxiácido H 4Fe(CN)6 tetrácido, quaternário, hidrácido H 3BO3 triácido, ternário , oxiácido H 3PO4 triácido, ternário, oxiácido H 3PO3 diácido, ternário, oxiácido H 3PO2 monoácido, ternário, oxiácido H 2Cr 2O7 diácido,ternário,oxiácido H 2SO4 diácido,ternário,oxiácido 3- Nomenclatura dos Ácidos. Para os Hidrácidos: ácido + nome do elemento químico + ídrico HCl ácido clorídrico HBr ácido bromídrico H 2S ácido sulfídrico HF ácido fluorídrico HI ácido iodídrico HCN ácido cianídrico HNC ácido isocianídrico H 4[Fe(CN)6] ácido ferrocianídrico H3[Fe(CN)6] ácido ferricianídrico
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Química geral / Professora Ana Julia Silveira 3.1- Nomenclatura de oxiácidos ♣ Quando o elemento forma apenas 1 oxiácido. ácido + nome do elemento +íco H 2CO3 ácido carbônico H 3BO3 ácido bórico HCNO ácido ciânico ♣ Quando o elemento forma 2 oxiácidos. terminaçào íco para o maior Nox terminação oso para o menor Nox HNO3 ácido nitríco HNO3 ácido nitroso H 2SO4 ácido sulfúrico H 2SO3 ácido sulfuroso H 2SnO2 ácido estanoso H 2SnO3 ácido estânico ♣ Quando o elemento forma mais de 2 oxiácidos. nox do elemento nomenclatura +1 e +2 hipo.............oso +3 e +4 oso +5 e +6 ico +7 per...............ico HClO ácido hipocloroso HClO3 ácido clórico HClO2 ácido cloroso HClO4 ácido perclórico H 3PO4 H 3PO3 H 3PO2
ácido fosfórico ácido fosfororso ácido hipofosforoso H 2MnO4 ácido mangânico HMnO4 ácido permangânico H 2CrO4 ácido crômico H 2Cr2O7 ácido dicrômico
♣ Emprego do prefixo tio. Retira-se um átomo de oxigênio do ácido e coloca-se um átomo de enxofre. ex. HCNO H 2SO4 H 2SO3
ácido ciânico → ácido sulfúrico → ácido sulfuroso →
HCNS H 2S 2 O3 H 2S 2 O2
ácido tiociânico ácido tiossulfúrico ácido tiossulfuroso
♣ Emprego do prefixo orto, piro, meta. Estes prefixos são utilizados para ácidos que apresentam diferentes graus de hidratação. São comuns para os ácidos de fosfóro(P), arsênio(As) e antimônio(Sb). Prefixo orto: é adotado para o ácido de maior grau de hidratação. Prefixo meta: é adotado para o ácido resultante da retirada de uma molécula de água do ácido de maior grau de hidratação.
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Química geral / Professora Ana Julia Silveira 1Ac (orto) - 1 H 2O → 1 Ac (meta) Prefixo piro:é adotado para o ácido resultante da retirada de uma molécula de água de duas moléculas do ácido de maior grau de hidratação. 2Ac (orto) - 1 H 2O → 1Ac (piro) H 3AsO3 - H 2O → HAsO2 +3 +3 ácido ortoarsenioso ácido metarsenioso. ou ácido arsenioso H 3AsO4 - H 2O +5 ácido ortoarsênico ou ácido arsênico
→
H 3SbO3 - H 2O +3 ácido antimonioso
→ HSbO2 +3 ácido metantimonioso
HAsO3 +5 ácido metarsênico
H 2SbO4 - H 2O → HSbO3 +5 +5 ácido antimônico ácido metantimônico H 3PO4 +5 ácido fosfórico
→
H 2O
HPO3 +5 ácido metafosfórico
H 3PO3 H 2O → HPO2 +3 +3 ácido fosforoso ácido metafosforoso ♣ Quando um elemento forma apenas um ácido oxigenado ,usa-se a terminação ico. ex: ácidos oxigenados do boro (nox +3) ácidos oxigenados do silicio (nox +4) H 3BO3 - H 2O → +3 ácido bórico H 4SiO4 +4 ácido silícico
H 2O
2 H 4SiO4 +4 ácido silícico
H 2O
2 H 3AsO3 +3 ácido arsenioso
HBO2 +3 ácido metabórico
→
H 2SiO3 +4 ácido metassilícico
→
H 6Si 2O7 +4 ácido pirossilícico
H 2O
→
H 4As 2O5 +3 ácido piroarsenioso
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Química geral / Professora Ana Julia Silveira 2 H 3AsO4 +5 ácido arsênico
-
→
H 2O
H 4As 2O7 +5 ácido piroarsênico
2 H 3PO4 +5 ácido fosfórico 2 H 3PO3 +3 ácido fosforoso
→
H 2O
H 4P 2O7 +5 ácido pirofosfórico
→
H 2O
H 4P 2O5 +3 ácido pirofosforoso
4- Propriedades dos Ácidos. ♣ sabor azedo ♣ condutibilidade elétrica ♣ reagem com bases produzindo sal e água ácido + base → sal + água
HCl
NaOH
H2SO4
2 NaOH
NaCl
H2O
Na2SO4
2
H2O
4.1- Ação sobre os indicadores. indicador tornassol fenolftaleina metilorange coloração róseo incolor vermelho 4.2- Substância anfotérica São substâncias que possuem em sua estrutura centros básicos e centros ácidos, e sendo assim, podem agir nas reações iônicas como acido e como base dependendo do tipo de sistema analisado.Observe a estrutura do aminoácido a seguir H Centro ácido hidrogênio ionizável
Centro ácido H3C H2N Centro básico
H
COOH H H
C
C H
H
N H
O C
O
H
Centro básico é no par de elétrons livres do nitrogênio
Segue a reação, mostrando o aminoácido como base.
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Química geral / Professora Ana Julia Silveira H
H
O H3C
H
COOH
Ácido recebe o par de elétrons
Base, doa par de elétrons
H
Base conjugada
H
H3C
H
H2N
COOH
O
+ H2N
Ácido conjugado
Segue a reação em que o aminoácido desempenha a função de ácido. H
O
H3C H2N
H
H
C-O-H
O
+
H H3C
Base, doa par de elétrons
H
COO-
Base conjugada
H2N
O
Ácido conjugado
Ácido recebe o par de elétrons
Autoionização
H2O Ácido
H2O Base
H3O Ácido
OH Base
]
CH3COOH CH3COOH
Ácido conjugado
CH3C = O - H Ligações sigma e pi
Ligações sigma e pi
OH +
Base Ácido
CH3C = O O Base conjugada
5-ESTUDO DAS BASES 5.1- Formula Geral das Bases M +X(OH)X NaOH, AgOH, Ba(OH)2, Fe(OH)2, Fe(OH)3. A única base formada por cátion não metálico é o hidróxido de amônio NH 4OH
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Química geral / Professora Ana Julia Silveira NH4+
cátion amônio
NH3 amônia,gás amoníaco. 5.2- Bases formadas por elementos de nox constante. hidróxido de + nome do elemento formador do cátion Ex: NaOH hidróxido de sódio LiOH hidróxido de litio KOH hidróxido de potássio Ba(OH)2 hidróxido de bário Ca(OH)2 hidróxido de cálcio Mg(OH)2 hidróxido de magnésio Zn(OH)2 hidróxido de zinco Al(OH)3 hidróxido de alumínio Be(OH)2 hidróxido de berílio Sr(OH)2 hidróxido de estrôncio NH 4OH hidróxido de amônio 5.3- Elementos que formam bases com nox diferentes. hidróxido de + nome do elemento seguido da terminação ico para o maior nox hidróxido de + nome do elemento seguido da terminação oso para o menor nox ou ainda hidróxido de + nome do elemento seguido o valor do nox em romano Fe(OH)2
hidróxido ferroso hidróxido de ferro II
Fe(OH)3
hidróxido férrico hidróxido de ferro III
CuOH
hidróxido cuproso hidróxido de cobre I
Cu(OH)2
hidróxido cúprico hidróxido de cobre II
AuOH
hidróxido auroso hidróxido de ouro I
Au(OH)3
hidróxido áurico hidróxido de ouro III
5.4- Classificação das Bases a) Quanto ao número de hidroxilas. ♣ monobases: NaOH, NH 4OH, KOH
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Química geral / Professora Ana Julia Silveira ♣dibases: Ca(OH)2 , Ba(OH)2 , Zn(OH)2 ♣ tribases: Al(OH)3 , Fe(OH)3 , Au(OH)3 b)Volatilidade.Baseada no ponto de ebulição. ♣bases fixas: apresentam elevado ponto de ebulição. Todas as bases de metais. KOH, NaOH ♣ bases voláteis:apresentam baixo ponto de ebulição. NH 4OH c)Quanto a solubilidade. ♣ bases solúveis:apresentam alto coeficiente de solubilidade em água.São as bases de metal alcalino e o hidróxido de amônio. NaOH, KOH, LiOH, RbOH, CsOH, NH 4OH ♣ as bases de metais alcalinos terrosos são consideradas pouco solúveis em água. Ba(OH)2, Ca(OH)2 , Mg(OH)2, Sr(OH)2 ♣ bases insolúveis: apresentam baixo coeficiente de solubilidade em água. São todas as bases excluindo as bases de metais alcalinos. Fe(OH)2 ,Fe(OH)3, Zn(OH)2 d)Quanto a força basica. ♣ bases fortes. Elevado grau de dissociação,α próximo de 100 São as bases de metal alcalino e alcalino terroso. NaOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2, Mg(OH)2 ♣ bases fracas: são todas as bases excluindo as bases de metais alcalinos e alcalinos terrosos. NH 4OH, Fe(OH)2, Fe(OH)3 ,Zn(OH)2, AgOH 5.5- Propriedades das Bases. ♣ sabor cáustico,adstringente. ♣ conduzem a corrente elétrica. ♣ reagem com ácido produzindo sal e água. ♣ ação sobre os indicadores. indicador tornassol fenolftaleina metilorange cor azul vermelho amarelo
6- PARTE EXPERIMENTAL
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Química geral / Professora Ana Julia Silveira 6.1- Materiais e Reagentes. -Tubos de ensaio -Becker de 250ml -Erlenmeyer de 250ml -Espátula -Pinça metálica -Funil comum Papel de filtro quantitativo -Suporte universal com garra -Solução de metil orange -Solução de NaOH 0,5M -Solução de fenolftaleina -Solução de HCl 0,5M -Suco retirado de um limão pequeno -Solução de ácido fosfórico 0,5M -Solução de ácido sulfúrico 0,5M -Papel de tornassol vermelho -Magnésio em fita e em pó -Balões usados em festas -P 2 O5 6.2- Procedimento Experimental Comportamento de ácidos e bases em presença de indicadores. -Enumerar 8 tubos de ensaio e colocá-los numa estante para tubos de ensaio. -Adicionar cerca de 2ml de cada uma das soluções ácidas ou básicas nos tubos numerados. -Mergulhar a ponta de um papel de tornassol azul nos tubos 1,2,3 e 4.Completar a tabela.Repetir o procedimento usando o papel de tornassol vermelho. -Para os tubos 5,6,7 e 8 seguir corretamente a tabela tubo 1 2 3 4 5 6 7 8
solução NaOH
indicador tornassol azul tornassol verm. suco de limão tornassol azul tornassol verm. vinagre tornassol azul tornassol verm. HNO3 tornassol azul tonassol verm. CH 3COOH metil orange NH 4OH metil orange HCl fenolftaleina KOH fenolftaleina
coloração ................... .................... ..................... ...................... ...................... ......................... .......................... ........................... ............................ ........................... .......................... ...........................
6.3- PREPARAÇÃO DE ÁCIDOS E BASES -Colocar uma quantidade pequena de óxido de bário ou óxido de cálcio em um tubo de ensaio. -Acrescentar 4ml de H 2O destilada. Agitar e em seguida filtrar. -Adicionar 2 gotas de fenolftaleina ao filtrado. Anote suas observações.
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Química geral / Professora Ana Julia Silveira -Colocar 2ml de H 2O destilada em um tubo de ensaio. -Adicionar pequena quantidade de anidrido fosfórico. Agitar o sistema e pingar com a ajuda de um bastão de vidro, 2 gotas da solução em um pedaço de papel de tornassol azul, em seguida, adicionar 2 gotas de fenolftaleina. Anote suas observações.
6.4- FORÇA DOS ÁCIDOS -Os ácidos utilizados a seguir (HCl, H 2SO4 , H 3PO4 , CH 3COOH , H 2C 2O4), devem estar submetidos a mesma concentração(1M). - Etiquetar cinco erlenmeyer com a fórmula de cada ácido a ser utilizado. - Adicionar 20ml de cada ácido em cada erlenmeyer correspondente . -Em cada erlenmeyer colocar 5cm de fita de magnésio e imediatamente colocar o balão de borracha na boca do erlenmeyer. Repetir este procedimento para cada erlenmeyer. -Escrever a equação química do processo para cada erlenmeyer. 12345-
-Marcar o tempo de 1 em 1 minuto, observando as alturas dos balões nos respectivos tempos,até o término da reação.Anote suas observações. -Montar uma tabela , colocando os ácidos em ordem crescente de força, de acordo com a altura do balão.
7- Compostos inorgânicos utilizados na área de farmácia. 7.1- Ácido Bórico. Sinonímia: ácido ortobórico, ácido borácico, sal sedativo hombergú e borofax. Caracteres:pequenos cristais brancos escamosos, ou lâminas brilhantes, levemente untoso ao tato.O produto aquecido a 100 C perde uma molécula de água formando o ácido metabórico HBO2 Solubilidade: um grama de ácido bórico dissolve-se em 18ml de água fria, em 4ml de água fervente, em 18 ml de álcool, em 6ml de álcool fervente, em 4ml de glicerina. Propriedades terapêuticas: desinfetante, bastante ativo e pouco tóxico. Conservação: em recipientes bem fechados. 7.2- Água Oxigenada.
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Química geral / Professora Ana Julia Silveira Sinonímia: peróxido de hidrogênio, solução de peróxido diluido. Caracteres: liquido incolor, límpido Solubilidade: solúvel em água. Propriedades terapêuticas: utilizado na limpeza de ferimentos. Conservação: em recipientes de vidros bem fechados, ao abrigo da luz em lugar fresco. 7.3- Bicarbonato de sódio Sinonímia: carbonato ácido de sódio. Caracteres: pó cristalino branco, ou massas duras, opacas, constituidas pela aglomeração dos cristais. Solubilidade: um grama dissolve-se em cerca de 100ml de água, insolúvel em álcool. Propriedade terapêutica: antiácido, repositor eletrolitico, alcalinizador sistêmico. Conservação: em recipientes hermeticamente fechados. 7.4- Cloreto de sódio Sinonímia: cloreto de sódio, sal de cozinha. Caracteres: cristais cúbicos incolores ou pó cristalino. Solubilidade: solúvel em água, pouco solúvel em álcool. Propriedades terapêuticas: repositor eletrolítico. Conservação: em recipiente hermeticamente fechado, ao abrigo da luz e calor .
7.5- Hidróxido de alumínio (GEL) Sinonímia:hidróxido de alumínio geletinoso dessecado, gel hidratado de alumínio dessecado. Caracteres: pó branco, inodoro, insípido e amorfo. Solubilidade: insolúvel em água, solúvel nos ácidos minerais diluidos e nos álcalis fixos. Propriedades terapêutica: na dermatologia utiliza-se como excipientes, possui a propriedade de formar uma fina pelicula sobre a zona de aplicação, o que pode ser desejável em muitos casos. Conservação: em recipientes fechados, ao abrigo de umidade, deve ser evitado o congelamento. 7.6- Hidróxido de cálcio. Sinonímia: hidrato de cálcio. Caracteres: pó ou cristais , que facilmente absorvem anidrido carbônico do ar, originando carbonato de cálcio. Solubilidade:pouco solúvel em água, solúvel em glicerina. Propriedade terapêutica: produto alcalinizante e adstrngente. Conservação: em recipientes bem fechados. 7.7- Iodeto de potássio. Sinonímia: hidrato de potássio, potassa cáustica. Caracteres: é comercializado na forma de pastilhas, cilindros em placas, é uma substância branca, untuosa ao tato, inodoro, sabor ardente, excessivamente cáustico. Solubilidade:solúvel na água, álcool 3%, glicerina 3% e em éter etlíco.
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Química geral / Professora Ana Julia Silveira Bibliografia Recomendada. LIMA, Waterloo Napoleão.Química inorgânica experimental. Geu,Editora e gráfica.UFPA-Belém ,1993. ROSITO, Berenice.Experimentos em química.Editora Sulina, 2a edição,vol.I, Porto Alegre,1983. SILVA,Ivan Alves et. all. Química Geral.GEU Editora.UFPA.Belém- Pará,1986. TRINDADE,Diamantino F. et. all.Química básica experimental. Editora Icone.São Paulo,1989. CHANG, Raymond. Essential chemistry. Ed. McGraw-Hill. United States of America. 1996 KOTZ, J., C., TREICHEL, P.. Química e Reações Químicas. Editora LTC ,3ª edição, volume , Rio de Janeiro,1998 2- RUSSEL, J.B. Química Geral, Makron Books, 2ª edição, Volume 1, São Paulo, 1994.
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