Disciplina: Química Geral Docente Responsável: Prof a. Dr a. Luciana Maria Saran. Assunto: Ácidos e Bases de Lewis/ Óxidos/ Sais: classificação

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1 Disciplina: Química Geral Docente Responsável: Prof a. Dr a. Luciana Maria Saran 1 Assunto: Ácidos e Bases de Lewis/ Óxidos/ Sais: classificação 1. Ácidos e Bases: conceito de Lewis O modelo de Lewis baseia-se no compartilhamento de pares de elétrons, entre ácido e base. Ácido de Lewis: substância capaz de aceitar um par de elétrons de outro átomo para formar uma nova ligação. Base de Lewis: substância capaz de doar um par de elétrons a outro átomo para formar uma nova ligação. Exemplos de reações ácido-base segundo o conceito de Lewis: 2. Óxidos

2 De uma maneira geral os óxidos são compostos químicos formados pelo oxigênio e um outro elemento. São classificados como óxidos moleculares ou como óxidos iônicos. Estes, ainda podem ser classificados em óxidos ácidos, básicos, neutros ou anfóteros. Os óxidos moleculares apresentam o elemento químico oxigênio ligado com outro não-metal ou com um semi-metal. São exemplos, de óxidos moleculares: o monóxido de nitrogênio, NO; o dióxido de nitrogênio, NO 2 ; o monóxido de carbono, CO e o dióxido de carbono, CO 2, entre outros. Os óxidos iônicos apresentam o elemento químico oxigênio ligado com um metal. São exemplos, de óxidos iônicos: o óxido de sódio, Na 2 O; o óxido de alumínio, Al 2 O 3 ; o óxido de cobre (II), CuO; o óxido de ferro (II), FeO e o óxido de ferro (III), Fe 2 O 3, entre outros. Os óxidos ácidos ou anidridos resultam da desidratação de ácidos e são capazes de reagir com água formando um ácido. Exemplos: SO 3, CO 2 e N 2 O 5, entre outros, conforme ilustra a Figura 1, a seguir. 2 Figura 1: Exemplos de óxidos ácidos ou anidridos. Comportamento dos óxidos ácidos em meio aquoso: SO 3 (g) H 2 O(l) H 2 SO 4 (aq) CO 2 (g) H 2 O(l) H 2 CO 3 (aq) N 2 O 5 (l) H 2 O(l) 2HNO 3 (aq) Os óxidos ácidos reagem com bases produzindo sal e água, conforme ilustram os exemplos a seguir. Os óxidos básicos resultam da desidratação dos respectivos hidróxidos e são capazes de reagir com água formando uma base. Exemplos: CaO e Na 2 O, entre outros, conforme ilustra a Figura 2, a seguir.

3 3 Figura 2: Exemplos de óxidos básicos. Comportamento dos óxidos básicos em meio aquoso: CaO(g) H 2 O(l) Ca(OH) 2 (aq) Na 2 O(g) H2O(l) 2NaOH(aq) Os óxidos básicos reagem com ácidos produzindo sal e água, conforme ilustram os exemplos a seguir. Os óxidos neutros são aqueles que não reagem com água, nem com ácidos e nem com bases. Exemplos: CO, NO e N 2 O A maioria dos elementos metálicos do grupo principal forma óxidos básicos e a maioria dos elementos não metálicos forma óxidos ácidos. Os elementos perto da fronteira diagonal entre os metais e os não metais, ou seja, Be, B, Al, Ga, Ge, Sn, Sb, Pb, Bi e Po, formam óxidos anfóteros. Tais óxidos comportam-se como ácidos, quando entram em contato com bases e como bases, ao entrarem em contato com ácidos. 3. Sais Conforme discutido, em aula, a reação entre um ácido e uma base produz um composto iônico denominado sal. Embora a reação entre um ácido e uma base seja denominada neutralização, a solução do sal resultante não é necessariamente neutra. A solução de um sal apresentará ph diferente de 7 se os íons presentes na sua composição sofrerem hidrólise, ou seja, reagirem com água produzindo H 3 O e/ou OH -. Os sais que formam soluções ácidas têm um cátion capaz de reagir com a água aumentando a concentração de íons H 3 O. Exemplos: NH 4 Cl e AlCl 3, entre outros. A Tabela 1 apresenta o comportamento de alguns cátions em meio aquoso. Tabela 1: Caráter de cátions comuns em meio aquoso.

4 4 CARÁTER EXEMPLOS ÁCIDO ácidos conjugados de bases fracas cátions de metais pequenos e com carga elevada NEUTRO cátions dos Grupos 1 e 2 cátions de metal com carga 1 BÁSICO íon amônio, NH 4 íon metilamínio, CH 3 NH 3 íon anilínio, C 6 H 5 NH 3 Fe como Fe(H 2 O) 6 Cr como Cr(H 2 O) 6 Al como Al(H 2 O) 6 Fe como Fe(H 2 O) 6 Cu como Cu(H 2 O) 6 Ni como Ni(H 2 O) 6 Li, Na, K, Mg, Ca Ag nenhum Os sais que formam soluções básicas têm um ânion capaz de reagir com a água aumentado a concentração de íons OH -. Exemplos: CH 3 COONa e KCN, entre outros. A Tabela 2 apresenta o comportamento de alguns ânions em meio aquoso. Tabela 2: Caráter de ânions comuns em meio aquoso. CARÁTER EXEMPLOS ÁCIDO comportamento raro HSO 4 -, H 2 PO 4 - NEUTRO bases conjugadas de ácidos fortes Cl -, Br -, I -, NO 3 -, ClO 4 - BÁSICO bases conjugadas de ácidos fracos F -, O 2-, OH -, S 2-, CN -, CO 3 2-, PO 4 3-, NO 2 -, CH 3 CO 2 -, outros carboxilatos Em resumo, se o sal for formado por: a) um cátion e um ânion que não reagem com água, espera-se que a solução aquosa do sal exiba ph = 7; b) um ânion que reage com água, produzindo OH - e um cátion que não reage com água, a solução do sal apresentará ph > 7;

5 5 c) um cátion que reage com água, produzindo H 3 O e um ânion que não reage com água, a solução do sal apresentará ph < 7; d) um cátion e um ânion que reagem com água, haverá produção de H 3 O e OH -, e neste caso, dependendo das quantidades relativas destas espécies, a solução do sal poderá ser ácida, básica ou neutra.