Sais

Estrutura química e diferenças em relação aos ácidos

Todos os sais possuem uma rede cristalina iônica, composta por cátions (átomos metálicos ou grupos poliatômicos, por exemplo, amônio) e ânions (resíduos ácidos monoatômicos ou poliatômicos) alternados de forma regular. Isso os diferencia fundamentalmente dos ácidos, que na maioria dos casos são líquidos ou gases.

A substituição de um metal na estrutura de um sal por outro metal leva à formação de um novo sal. Se, por outro lado, substituirmos o metal por hidrogênio, obteremos uma substância de uma classe totalmente diferente — um ácido.

Para escrever com precisão a fórmula estrutural completa de um sal, é necessário conhecer o número de coordenação do metal. Se esses dados não estiverem disponíveis, representa-se apenas a estrutura do resíduo ácido. Por exemplo, no fosfato de potássio, os íons de potássio são cercados por átomos de oxigênio de diferentes grupos e, sem conhecer a estrutura exata, anota-se simplesmente o grupo $PO_4$.

A diversidade de sais deve-se ao fato de que um único ácido pode corresponder a um enorme número de sais de diferentes bases. Também existem sais de ácidos instáveis. Um exemplo clássico é o ditionito de zinco ($ZnS_2O_4$), formado na reação do zinco com o dióxido de enxofre, enquanto o próprio ácido ditionico ($H_2S_2O_4$) decompõe-se instantaneamente quando se tenta obtê-lo.

Propriedades físicas, soluções e hidratos cristalinos

Os sais possuem pontos de fusão bastante elevados. A maioria dos sais é branca ou incolor (como o bicarbonato de sódio ou o cloreto de sódio), mas muitos possuem uma coloração própria característica (como o permanganate de potássio $KMnO_4$). A solubilidade varia: os dados de referência podem sempre ser encontrados em tabelas especiais.

A propriedade chave das soluções aquosas é a alta condutividade elétrica, que depende diretamente da concentração de íons. Se um copo com solução de cloreto de sódio for incluído em um circuito com uma lâmpada, o brilho aumentará à medida que novas porções de sal forem dissolvidas.

Durante a cristalização, os sais precipitam em duas formas:

• Cristais anidros: característicos de precipitados insolúveis e de alguns sais de potássio, sódio e amônio.
• Hidratos cristalinos: compostos químicos sólidos nos quais o sal cristaliza incorporando um número específico de moléculas de água (característico da maioria dos sais solúveis).

Reação do meio e propriedades químicas

A natureza dual dos sais (presença de resíduo de ácido e cátion de base) faz com que suas soluções aquosas possam alterar o pH:

1. Reação ácida (litmus vermelho) — ocorre em sais de ácido forte e base fraca (alumínio, zinco, ferro).
2. Reação alcalina (litmus azul) — ocorre em sais de base forte e ácido fraco. Por exemplo, o carbonato de sódio ($Na_2CO_3$) é usado na prática para criar um meio alcalino como uma alternativa mais segura à soda cáustica.
3. Reação neutra — ocorre em sais de ácidos fortes e bases fortes.

Os sais participam de reações de troca, que vão até o fim se houver formação de precipitado, liberação de gás ou obtenção de uma substância fraca (por exemplo, água ou um ácido fraco). Em reações de deslocamento, um metal ativo desloca outro menos ativo da solução de sal. Assim, um clipe de ferro em uma solução de sulfato de cobre ($CuSO_4$) reveste-se de cobre, e um grânulo de zinco em nitrato de chumbo ($Pb(NO_3)_2$) é coberto por cristais de chumbo («pelúcia de chumbo»).

Classificação dos sais e estabilidade térmica

Os sais podem ser divididos em vários grandes grupos:

• Sais binários (compostos com halogênios e enxofre). Diferem quanto à estabilidade térmica. Fato interessante: entre os halogenetos de prata, o fluoreto é altamente solúvel, enquanto o cloreto, o brometo e o iodeto não são. Nos sais de cálcio, ocorre o oposto: o fluoreto é insolúvel e os demais halogenetos são solúveis.
• Sais oxigenados (sulfatos, carbonatos, fosfatos). Neles, o metal está ligado ao oxigênio.
• Sais de ácidos orgânicos. Os simples (acetatos) assemelham-se aos inorgânicos. Já os sais de ácidos superiores com longas cadeias carbônicas (sabões) não cristalizama, formam uma película sobre a água e não se dissolvem como os sais comuns.
• Sais de amônia e aminas. Contêm cátions poliatômicos. Ao reagirem com álcalis, liberam amônia e, quando aquecidos, decompõem-se completamente em produtos gasosos.

Ao serem aquecidos, os sais binários e os sais de metais alcalinos simplesmente fundem-se (por exemplo, o $NaCl$ a 801 °C). Já a maioria dos sais de oxoácidos de outros metais decompõe-se, liberando oxigênio e óxidos de não-metais (por exemplo, a decomposição do nitrato de cobre(II) ou do sulfato de zinco).

Significado biológico e principais sais

Na medicina, a classe dos sais é estudada com atenção especial, pois essas substâncias estão obrigatoriamente presentes nos organismos vivos e garantem a homeostase.

Entre os sais mais importantes no corpo humano estão:

• Cloreto de sódio ($NaCl$) — sal de cozinha;
• Cloreto de potássio ($KCl$) e cloreto de magnésio ($MgCl_2$);
• Bicarbonato de sódio ($NaHCO_3$) — bicarbonato de sódio (ou pó de levedura/bicarbonato alimentar);
• Fosfato de cálcio ($Ca_3(PO_4)_2$) — o principal componente mineral de ossos e dentes.

Resumo: perguntas e respostas sobre o tema

Questões de aulas e exames

O que mais estudar sobre o tema

• Regras para formulação de fórmulas estruturais de sais e números de coordenação
• Particularidades da solubilidade dos fluoretos em comparação com outros halogenetos
• Decomposição térmica de sais de oxoácidos
• Propriedades químicas de sais de ácidos carboxílicos superiores (sabões)
• Especificidades de sais de aminas orgânicas e do cátion amônio

Outros tópicos da seção «Capítulo 3. Classificação de substâncias»

Material preparado por professores da WhiteCoat Pro de acordo com o currículo de medicina. Possui caráter educacional.