Matéria PAF Química

NOX

O Número de Oxidação (NOX) de um elemento químico é a carga que ele recebe em uma reação química. Por exemplo, no H₂SO₄
o H ficará com carga +1 (cada átomo de hidrogênio), o S (enxofre) com +6, e o O com uma carga de -2 (cada átomo de oxigênio).

Para saber qual é o NOX de um átomo dentro de uma molécula, devemos seguir algumas regras:

1 - Todos os metais alcalinos, hidrogênio (H) e prata (Ag) terão nox +1
2 - Metais alcalinos terrosos, zinco (Zn) -> nox +2
3 - Alumínio (Al) -> nox +3
4 - Oxigênio (em qualquer parte da molécula) -> nox -2
5 - calcogênios (somente se aparecerem na extremidade direita da fórmula!) -> nox -2
6 - halogênios (somente se aparecerem na extremidade direita da fórmula!) -> nox -1
7 - Íons compostos -> nox igual a carga do íon (por exemplo, PO₄^-3terá NOX -3)
8 - Soma de todos os NOX de uma molécula sempre será ZERO.
9 - Soma do NOX em íon sempre será a própria carga do íon.
10 - Elementos isolados e substâncias simples -> nox ZERO.

Exemplos

HCl

Hidrogenio se enquadra na regra 1 -> nox +1
O cloro não se enquadra a nenhuma regra, porém, a soma de todos os NOX da molécula é iqual a ZERO (regra 8)
Então: nox H + nox Cl = 0 -> 1 + x = 0 , logo o NOX de Cl é -1.

HClO

Hidrogênio -> nox +1
Cl -> não há regra que se aplica
Oxigênio -> nox -2

nox H + nox Cl + nox O = 0 , logo 1 + x + (-2) = 0, logo o NOX do Cloro será +1

OBSERVAÇÃO: um átomo que não se encaixe as regras (como o Cloro), não precisa ter o mesmo NOX em todas as moléculas. Acima 
notamos que no HCl, ele tem NOX = -1 , e no HClO, tem nox +1

CaCO₃

Neste caso, precisamos multiplicar o nox, das regras, pelo numero de átomos do elemento na molécula. 

NOX oxigênio = -2 . 3 (porque são 3 átomos de oxigênio!)
NOX Ca = alcalino terroso = +2
Para descobrir o NOX do Carbono:
(-2 . 3) + 2 + X = 0
-6 + 2 + X = 0

Logo o NOX do carbono será +4

OXIRREDUÇÃO

As transformações químicas podem ser divididas em dois grandes grupos:
- reações nas quais os elementos participantes não têm alterados seus números de oxidação; são reações sem oxirredução.

- reações nas quais um ou mais elementos têm alterados seus números de oxidação; são reações com oxirredução.

Exemplo: 



Na primeira reação, o número de oxidação do Zn é alterado de zero (Zn) para +2 (Zn(OH)₂), e o átomo de mercúrio passa de +2 (HgO) para zero (Hg). Na segunda reação, todos os elementos conservam seus números de oxidação.

Oxidantes e Redutores

Oxidação é o aumento do número de oxidação, e redução é a diminuição do número de oxidação. Vejamos uma reação bem simples, que ocorre em meio aquoso:



É uma reação de oxirredução, pois os elementos tiveram seus números de oxidação alterados. O Zn, ao passar para Zn²⁺, perdeu dois elétrons, sofrendo oxidação:

Zn – 2e- → Zn²⁺

O Cu²⁺, ao passar para Cu, ganhou dois elétrons, sofrendo redução:

Cu²⁺ + 2e- → Cu

Os fenômenos de oxidação e redução são concomitantes: se existe substâncias que ganham elétrons, deve haver substâncias que perdem elétrons; as primeiras provocam oxidação, e as outras, redução.

Dá-se o nome de oxidante ao elemento ou à substância que provoca oxidação, e de redutor, ao elemento ou substância que provoca redução.

Resumindo:

O oxidante ganha elétrons e se reduz, e o redutor perde elétrons e se oxida. A oxidação, portanto, corresponde à perda de elétrons, e a redução, ao ganho de elétrons.

Essas conclusões são válidas quando estão envolvidos apenas íons simples. É o caso do nosso exemplo. Na maior parte das vezes, a modificação do número de oxidação não se deve a uma transferência de elétrons, mas sim a uma modificação na estrutura das substâncias. Veja, por exemplo, o caso da reação:



Cada manganês, ao ter alterado seu número de oxidação +7 para +2, abandona a estrutura MnO₄^-, passando a Mn²⁺. Cada carbono, ao passar de +3 para +4, deixa a estrutura C₂O₄^2-, passando à estrutura CO2.

Nesse caso, apesar de a variação do número de oxidação ocorrer como conseqüência de modificações estruturais, é prático considerar que houve “ganho” e “perda” de elétrons. O manganês, ao passar de +7 para +2, comportou-se como se tivesse “ganho” cinco elétrons, fato altamente improvável, já que a transferência de mais de três elétrons é muito difícil. O carbono, por sua vez, ao passar de +3 para +4, comportou-se como se tivesse “perdido” um elétron.

Ao adotar a transferência de elétrons, admitindo “ganho” ou “perda”, estamos fazendo uma simplificação útil e prática.

Ácidos

Encontram-se dividídos em dois subgrupos: - Hidrácidos (não apresentam átomos de oxigênio) - Oxiácidos (apresentam átomos de oxigênio)

Nomenclatura dos Hidrácidos:

Ácido + elemento químico + ídrico

Exemplos:

- Ácido Clorídrico (HCl)

- Ácido Bromídrico (HBr)

Nomenclatura dos Oxiácidos:

Ácido + prefixo (se necessário) + elemento químico + sufixo

NOX	Prefixo	Sufixo
+1	hipo-	-oso
+3 / +4	-	-oso
+5 / +6	-	-ico
+7	per-	-ico

Exemplos:

- Ácido Hipocloroso (HClO) ~ NOX do Cl = +1

- Ácido Cloroso (HClO₂) ~ NOX do Cl = +3

- Ácido Clórico (HClO₃) ~ NOX do Cl = +5

- Ácido Perclórico (HClO₄) ~ NOX do Cl = +7 -

Nomenclatura dos oxiácidos (Família diferente da 7A):

Nox igual a família +1 PER-RADICAL-ICO

Nox igual a família ICO

Nox igual a família -2 OSO

Nox menor do que o OSO HIPO-RADICAL-OSO

Bases

Não possui subgrupos

Há duas maneiras de se dar nome às bases:

1ª maneira:

Hidróxido de (Nome do elemento) (Algarismo romano indicando o Nox do cátion )

ou

2ª maneira:

Hidróxido (nome do elemento) [sufixo(oso, se for menor NOx; e ico, se for o maior NOx)]

Exemplos

• Fe(OH)₃ - hidróxido de ferro III ou hidróxido férrico

• Fe(OH)₂ - hidróxido de ferro II ou hidróxido ferroso
• BI(OH)3

Sais

Compostos inorgânicos com um Cation diferente de H+ e um Anion diferente de OH-.

Existem 3 subgrupos: Sais neutros, Sais ácidos e Sais básicos.

A nomenclatura depende dos reagentes envolvidos da reação de neutralização que forma o sal em questão

Sais normais:

(nome do ânion) + de + (nome do cátion)

Existe uma tabela para se alterar o sufixo do ácido:

Eto ---> Ídrico

Ito ---> Oso

Ato ---> Ico

E existem alguns macetes para memorizá-la:

Mosquito teimoso te mato, te pico e te meto no vidríco

Perigoso mosquito no Bico do pato

Ou

Bico de Pato, Formoso Periquito, com ácido clorídrico não me meto.

Exemplo

HCl + NaOH = H₂O + NaCl

Ácido + Base = Água + Sal

(ácido clorídrico) + (hidróxido de sódio) = (água) + (cloreto de sódio)

Sais Ácidos:

São sais provenientes da neutralização parcial de um ácido.

Sal = (Nome do ânion) + (Mono/Bi/Tri/etc.)Hidrogenio + (Nome do Cátion)

ou

Sal ácido= (Mono/Bi/Tri/etc.)Hidrogeno + (Nome do ânion) + de + (Nome do cátion)

Sendo que o (Mono/Bi/Tri/etc.) depende de quantos átomos de H's que "sobraram".

Exemplo

H₃PO₄ + NaOH = H₂O +NaH₂PO₄

(Ácido) + (Base) = água + (Sal ácido)

(Ácido fosfórico) + (Hidróxido de sódio) = água + (Fosfato de hidrogênio de sódio)

Sal Fosfato Dihidrogeno de Sódio ou Dihidrogeno Fosfato de Sódio ou Fosfato diácido de Sódio

Sais básicos ou hidrossais:

São sais provenientes da neutralização parcial de uma base.

Sal básico = (nome do ânion) + (Mono/Bi/Tri/etc.)básico + de + (nome do cátion)

Sendo que o (Mono/Bi/Tri/etc.) depende de quantos átomos de hidroxilas que "sobraram".

Exemplo

HNO₃ + Ca(OH)₂ = H₂O + Ca(OH)NO₃

(Ácido) + (Base) = água + (Sal básico)

(Ácido nítrico) + (Hidróxido de cálcio) = (água + nitrato monobásico de cálcio)

Óxidos

São divididos em 2 subgrupos: Óxidos de Metais, Óxidos de Ametais.

Nomenclatura dos Óxidos de Metais:

Quando o ligante do oxigênio é um metal.

Óxido de (Nome do Metal)

Nomenclatura dos Óxidos de Ametais:

Quando o ligante do oxigênio é um ametal.

(Mon(o)/Di/Tri/Tetra/etc...) + óxido de + (Mono/Di/Tri/Tetra/etc...)(Nome do Ametal)

Exemplos:

CO -> MONóxido de carbono
CO₂ -> DIóxido de carbono