Compostos Inorgânicos

Compostos Inorgânicos

Desde a antiguidade, os alquimistas já sabiam lidar com ácidos e bases (também denominadas "álcalis"), mas estes dois compostos não alcançaram grande importância antes da era industrial. Ao cabo de pouco tempo criaram-se métodos para produzir os ácidos sulfúrico e clorídrico (H2SO4 e HCl, respectivamente), hidróxido de sódio (ou soda cáustica, NaOH) e hidróxido de potássio (ou lixívia de potassa, KOH); e a indústria têxtil deu, assim, o seu primeiro passo. Até hoje não se modificou grandemente a extraordinária importância dos ácidos e bases; hoje são produzidos aos milhões de toneladas, e muitos processos químicos dependem deles.

Em lugar destacado está o ácido sulfúrico, pois mais de um quarto da sua produção serve para fabricar adubos; enquanto que um quinto destina-se à produção de um eficientíssimo corante branco, o dióxido de titânio (TiO2). Grandes consumidores do ácido sulfúrico são as refinarias de petróleo e as fábricas de detergentes e de plásticos, na indústria farmacêutica e, até mesmo, na indústria bélica. É comum até medir o grau de desenvolvimento de um país pela quantidade de ácido sulfúrico que este país produz e gasta por ano.

Sua matéria-prima é a pirita de ferro, cuja composição principal é o sulfeto ferroso (FeS). Este minério é "torrado" sob uma corrente de ar a uma temperatura de 700 ou 800oC (o nome correto deste processo é "ustulação"); o enxofre da pirita oxida-se, resultando no anidrido sulfuroso (SO2). Num forno de contato oxida-se mais ainda, e passa a ser anidrido sulfúrico (SO3) que, dissolvido em água fornece o H2SO4; a reação completa você pode ver logo abaixo:

FeS + O2 + calor à Fe + SO2

2 SO2 + O2 à 2 SO3

SO3 + H2O à H2SO4


Aqui desempenham papel decisivo como catalisadores (substâncias que aceleram uma reação química, mas sem participarem dela), a platina e os óxidos de ferro e de vanádio.

O ácido clorídrico (HCl), essencial na fabricação de derivados halogenados orgânicos (como o cloreto de metila e o perigosíssimo veneno BHC), é produzido através do cloreto de sódio (ou sal comum, NaCl). Mais simples é tratar o sal com ácido sulfúrico, já que este é um ácido muito forte, que desloca o HCl (pois este último é gasoso à temperatura ambiente) e recolhê-lo em água; o ácido clorídrico comercial (também chamado da "ácido muriático") contém cerca de 20% de gás clorídrico (como é chamado em forma gasosa).

2 NaCl + H2SO4 à Na2SO4 + HCl

Contudo, atualmente obtêm-se por eletrólise de uma solução do sal comum, hidrogênio e cloro, na forma gasosa, que fazem combinar entre si; dissolve-se o gás clorídrico formado em água, obtendo-se assim o ácido clorídrico. Os ácidos sulfúrico e clorídrico são ácidos muito fortes, atacam muitas substâncias e desfazem a maioria dos metais, formando sais metálicos (a saber, sulfatos e cloretos).

Há várias definições de ácidos; a mais difundida é a "Teoria de Arrhenius", que diz: "ácidos são compostos que, em solução aquosa, liberam unicamente o cátion hidroxônio H3O+; conforme a reação: HA + H2O à A- + H3O+ ". Contudo, a teoria mais acertada é a de Lewis, que diz "ácido é toda e qualquer substância, capaz de aceitar um par de elétrons".

Quanto às bases, a mais importante é o hidróxido de sódio (ou soda cáustica, NaOH), utilizado principalmente na fabricação de sabões e detergentes, na obtenção de hipoclorito de sódio, como agente alcalinizante etc. O hidróxido de sódio pode ser obtido pela ação de sódio metálico sobre a água, juntamente com desprendimento de hidrogênio:

2Na + H2O à 2NaOH + H2

Também pode ser obtida pela eletrólise de uma solução aquosa de um sal de sódio, como o seu cloreto:

NaClaq + corrente contínua à NaOH + Cl2 + H2

Contudo, como o mecanismo dessa reação é um pouco complicado, é aconselhável que se busque mais informações em bibliografias específicas.

Na indústria química, o hidróxido de sódio possui uma importância excepcional; utilizando-se em enormes quantidades na produção de "celulose sódica", a qual é uma matéria-prima essencial na fabricação de fibras artificiais.

Os metais alcalinos (a saber: lítio, sódio, potássio, rubídio, césio e frâncio) são os principais elementos formadores de bases; assim como os metais alcalino-terrosos (berílio, magnésio, cálcio, estrôncio e rádio); é claro que alguns destes metais não são usados para a produção de bases, devido às suas propriedades radioativas (como o césio e o rádio).

As definições das bases variam, assim como as dos ácidos; segundo a teoria de Arrhenius, base é toda substância que, em solução aquosa, libera única e exclusivamente o ânion hidroxila OH- . Contudo, a melhor definição ainda é a de Lewis, que diz "bases são substâncias capazes de fornecer um par de elétrons".

Da reação entre ácidos e bases resultam substâncias chamadas "Sais", os quais ocupam lugar de destaque, devido à enorme quantidade de propriedades; propriedades estas que variam de composto para composto. Não se pode dizer com precisão que os sais são compostos químicos que possuem sabor salgado; só uma parte deles tem essa propriedade, que conhecemos do sal comum (cloreto de sódio, NaCl). A definição geral diz "São sais, todos os compostos formados por íons, excetuando os ácidos, bases e óxidos (compostos binários onde o elemento com maior tendência de receber os elétrons é o oxigênio)".

São numerosos os empregos dos sais; dentre eles, podemos citar o carbonato de cálcio (CaCO3), utilizado na produção de cimento; sulfato de cálcio (CaSO4), cuja composição hidratada fornece o gesso; nitrato de amônio (NH4NO3), empregado na indústria de fertilizantes e de explosivos, entre muitos mais.

Um dos mais importantes sais é, talvez, o carbonato de sódio (Na2CO3), indispensável na produção de vidro, sabões e detergentes, corantes etc. Em 1863, o belga Solvay inventou um método até hoje empregado para a produção desse sal. Ele insuflou gás amônia (NH3) e dióxido de carbono (CO2) numa solução de sal comum; obtendo, assim, bicarbonato de sódio (NaHCO3), o qual pode se decompor, por meio de calor, em carbonato de sódio, CO2 e água.

Produzem-se sais, em grande escala, para adubar o solo, já que uma parte dos adubos artificiais tem que ser obtida por transformações; outros têm que ser produzidos industrialmente, porque são escassos ou mesmo inexistem na natureza. Como exemplo, podemos citar os adubos de potássio, que procedem de sais potássicos, os quais têm que ser limpos, dissolvidos e descristalizados. Os adubos à base de fosfato são o resultado de processos de fabricação a partir de fosfatos naturais (finamente moídos, beneficiados por meio de ácidos e aquecidos). A fabricação do aço também produz fosfatos: a escória de Thomas pulverizada, produto secundário de cozedura do aço nos conversores.

A escória de Thomas e os sais potássicos contêm magnésio, que também pode ser fornecido ao solo sob a forma de dolomita (carbonato duplo de cálcio e magnésio). Como adubos cálcicos puros empregam-se o carbonato de cálcio (CaCO3), margas cálcicas e também a cal procedentes das escórias moídas dos altos-fornos.

Os grandes adubos nitrogenados são obtidos, em grande parte, com o método inventado por Haber e Bosch, a partir do ar - que contém cerca de 78% de nitrogênio.


Fonte: http://www.geocities.com/quimica_hp/inorg.htm