Slide - Compostos Inorgânicos Identificação e Nomenclatura 2020

Disciplina: Química Geral 2020 Universidade Federal de Minas Gerais Instituto de Ciências Exatas Departamento de Química Compostos Inorgânicos: identificação e nomenclatura Compostos Inorgânicos ✓ Os minerais são constituídos principalmente por: cloretos, sulfetos, carbonatos, sulfatos, silicatos, fosfatos, nitratos, haletos, óxidos e espécies nas formas alotrópicas. ✓ Algumas espécies químicas consideradas inorgânicas podem ser classificadas em:  hidretos;  óxidos;  bases;  ácidos;  sais. ✓ Porém, não é simples estabelecer essa classificação, uma vez que um óxido pode ser classificado como um sal ou mesmo como uma base. 2 Hidretos ✓ Espécies químicas constituídas pelo íon hidreto (H−). Geralmente, o íon está ligado a elementos metálicos.  NaH – hidreto de sódio ⇨ Na+ e H−  MgH2 – hidreto de magnésio ⇨ Mg2+ e 2 H−  FeH2 – hidreto de ferro(II) {hidreto ferroso} ⇨ Fe2+ e 2 H−  FeH3 – hidreto de ferro(III) {hidreto férrico} ⇨ Fe3+ e 3 H−  AlH3 – hidreto de alumínio ⇨ Al3+ e 3 H− 3 Óxidos ✓ Óxido é um composto binário, no qual o átomo de oxigênio tem estado de oxidação −2, ou seja, é constituído pela espécie O2−.  Na2O – óxido de sódio (monóxido de dissódio)  CaO – óxido de cálcio  Fe2O3 – óxido de ferro(III) (trióxido de diferro)  CO – óxido de carbono(II) (monóxido de carbono)  N2O4 – óxido de nitrogênio(IV) (tetróxido de dinitrogênio)  Cl2O – óxido de cloro(I) (monóxido de dicloro) ✓ O nome do composto segundo as regras da IUPAC é apresentado entre parênteses. (Sociedade Portuguesa de Química, 2017). 4 Óxidos ✓ Algumas reações típicas são apresentadas a seguir.  Na2O(s) + H2O(l) → 2 Na+(aq) + 2 OH−(aq)  OCl2(g) + 3 H2O(l) → 2 H3O+(aq) + 2 OCl−(aq)  CO2(g) + CaO(s) → CaCO3(s)  CO(g) + H2O(l) ⇨ não ocorre reação química (o CO é denominado um óxido neutro) ✓ Não se esqueça dos peróxidos (O2 2−) e superóxidos (O2 −).  2 H2O2(aq) → O2(g) + 2 H2O(l) ⇨ reação de decomposição da água oxigenada  4 KO2(s) + 2 CO2(g) → 2 K2CO3(s) + 3 O2(g) ⇨ máscaras de oxigênio de aviões 5 Bases ✓ Definição constitutiva: é uma espécie que possui o íon hidróxido (OH-) em sua constituição.  Exemplos: NaOH, Ca(OH)2, Fe(OH)3. ✓ Definição IUPAC: é uma espécie química que possui um par de elétrons capaz de formar uma ligação covalente com um íon hidrogênio(1+) (H+) (Bronsted-Lowry) ou com um orbital vazio de alguma outra espécie química (Lewis). (Mcnaught e Wilkinson, 2019)  Exemplos: NaOH, NH3, HCO3 −, CaO. 6 Bases ✓ Considerando-se a definição constitutiva, a nomenclatura recomendada é apresentada a seguir.  NaOH – hidróxido de sódio  Mg(OH)2 – hidróxido de magnésio  Fe(OH)2 – hidróxido de ferro(II)  Fe(OH)3 – hidróxido de ferro(III)  Al(OH)3 – hidróxido de alumínio ✓ Algumas reações típicas são representadas a seguir.  NaOH(aq) + HCl(aq) → H2O(l) + NaCl(aq)  Ca(OH)2(aq) + SO3(g) → CaSO4(aq) + H2O(l) 7 Ácidos ✓ Definição Constitucional: espécie química que contém o átomo de hidrogênio e que o libera na presença de água.  Exemplos: HCl, HNO3, H2SO4, H3PO4. ✓ Definição IUPAC: é uma espécie química capaz de doar um íon hidrogênio(1+) (H+, Bronsted-Lowry) ou capaz de formar uma ligação covalente com um par de elétrons (Lewis). (Mcnaught e Wilkinson, 2019)  Exemplos: SO3, HBr, H2CO3, HSO4 −, Al3+. 8 Ácidos ✓ Hidrácidos: espécies que não possuem átomos de oxigênio.  HCl – cloreto de hidrogênio (ácido clorídrico)  NH4 + - íon amônio  HBr – brometo de hidrogênio (ácido bromídrico)  HCN – cianeto de hidrogênio (ácido cianídrico) ✓ Os nomes ressaltados são aplicados para soluções aquosas dessas substâncias. ✓ Algumas reações típicas são representadas a seguir.  HBr(aq) + NaOH(aq) → NaBr(aq) + H2O(l)  2 HCl(aq) + MgO(s) → MgCl2(aq) + H2O(l) 9 Ácidos ✓ Oxoácidos: espécies que possuem átomos de oxigênio. Possuem a fórmula geral: OpE(OH)q  H2SO4 – ácido sulfúrico (di-hidroxidodioxidoenxofre) – O2S(OH)2  HClO – ácido hipocloroso (cloreto-hidreto-oxigênio) – Cl(OH)  HBrO3 – ácido brômico (hidroxidodioxidobromo) – O2Br(OH)  HMnO4 – ácido permangânico (hidroxidotrioxidomanganês) – O3Mn(OH)  H3BO3 – ácido bórico (tri-hidroxidoboro) – B(OH)3 Algumas reações típicas são representadas a seguir.  H2SO4(aq) + 2 KOH(aq) → K2SO4(aq) + 2 H2O(l)  H2SO4(aq) + Na2O(s) → Na2SO4(aq) + H2O(l) 10 Sais ✓ Definição IUPAC: um composto químico que consiste em um conjunto de cátions e ânions. (Mcnaught e Wilkinson, 2019) ✓ Definição de Arrhenius: o produto de uma reação entre um ácido e uma base.  Na2SO4 – sulfato de sódio (tetraóxidosulfato de dissódio)  Fe(NO3)3 – nitrato de ferro(III)  CaCO3 – carbonato de cálcio  KMnO4 – permanganato de potássio  NaClO – hipoclorito de sódio 11 Sais: nomenclatura de alguns ânions Alguns ânions formadores de sais. 12 Ânions Nome usual Ácido de origem Cl− cloreto Ácido clorídrico – HCl CN− cianeto Ácido cianídrico – HCN SO4 2− sulfato Ácido sulfúrico – H2SO4 SO3 2− sulfito Ácido sulfuroso – H2SO3 BrO− hipobromito Ácido hipobromoso – HBrO BrO2 − bromito Ácido bromoso – HBrO2 BrO3 − bromato Ácido brômico – HBrO3 BrO4 − perbromato Ácido perbrômico – HBrO4 HCO3 − hidrogenocarbonato Ácido carbônico – H2CO3 H2PO4 − di-hidrogenofosfato Ácido fosfórico – H3PO4 Adaptado de Brown et al., 2016 Sais ✓ Alguns exemplos de equações que representam reações químicas com formação de sais.  HNO3(aq) + NaOH(aq) → NaNO3(aq) + H2O(l)  2 HCl(aq) + Pb(OH)2(aq) → PbCl2(s) + 2 H2O(l)  CO2(g) + Na2O(s) → Na2CO3(s)  CaO(s) + H2O(l) → Ca(OH)2(s)  HCl(g) + NH3(g) → NH4Cl(s)  Ca2+(g) + O2−(g) → CaO(s) 13 Resumindo... ✓ Hidretos são espécies químicas binárias contendo o íon H−. ✓ Óxidos são espécies químicas binárias contendo o íon O2−. ✓ Bases são espécies químicas que:  contém a espécie OH− e a liberam na presença de água;  doam um par de elétrons ou recebem o íon hidrogênio. ✓ Ácidos são espécies químicas que:  que contém a espécie H+ e a liberam na presença de água;  recebem um par de elétrons ou doam o íon hidrogênio. ✓ Sais são espécies químicas constituídas por cátions e ânions. 14 Referências ✓ BROWN , T. L. et al. Química. A Ciência Central. 13. ed. São Paulo: Pearson, 2016. 1216 p. ✓ MCNAUGHT, A. D.; WILKINSON, A. Compendium of Chemical Terminology. IUPAC recommendations. 2. ed. Oxford: Blackwell Scientific Publications, 2019. Disponível em: <https://doi.org/10.1351/goldbook>. Acesso em: 15 jul. 2020. ✓ SOCIEDADE BRASILEIRA DE QUÍMICA. Nomenclatura de Química Inorgânica. Recomendações da IUPAC 2005. Portugal: IST Press, 2017. 361 p. 15