ÓXIDOS

Os óxidos são compostos muito comuns que estão presentes em nosso cotidiano são compostos binários, ou seja,formados por apenas dois elementos químicos, em que o oxigênio é o elemento mais eletronegativo, o único elemento mais eletronegativo que o oxigênio é o flúor; por tanto, flúor, quando combinado com o oxigênio, não forma óxidos . Veja alguns exemplos:

A água (H₂O) é um óxido vital para nossa sobrevivência.

 

O gás carbônico (CO₂) é um óxido considerado como a base da vida dos vegetais e dos animais que deles se alimentam, pois participa do processo de fotossíntese.

A ferrugem que corrói os objetos de ferro é nada mais que uma variedade de óxido de ferro (Fe₂O₃) formado  pela reação do ferro com o oxigênio do ar.

A quase totalidade dos metais que são utilizados no nosso dia a dia é obtida, por processos de separação, a partir de minérios. Grande parte desses minérios é constituída por óxidos:

Bauxita: óxido de alumínio (A₂O₃)

Hematita: óxido de ferro (Fe₂O₃)

No entanto, muitos óxidos produzidos por alguns processos de industrialização através da queima dos combustíveis, são substâncias nocivas, considerados como poluentes atmosféricos, que podem causar vários danos ao ambiente.

    

Óxidos produzidos pelas chaminés das indústrias que causam danos ao meio ambiente

Na queima dos combustíveis ocorre eliminação de óxidos pelo escape dos veículos que causam grande impacto ambiental.

Efeito produzido na atmosfera por decorrência da poluição causada por substâncias nocivas, dentre as quais citam-se os óxidos de nitrogênio, carbono e enxofre.

DEFINIÇÃO E FORMULAÇÃO DOS ÓXIDOS

De acordo com tal definição, os óxidos são formulados da seguinte forma:

Onde: E à representa o elemento ligado ao oxigênio que pode ser um metal ou um ametal;

            O à representa o elemento oxigênio com carga – 2;

            X à indica o número de átomos do elemento ligado ao oxigênio;

            Y à indica o número de átomos de oxigênio da fórmula do óxido.

NOMENCLATURA

1º) Para óxidos do tipo: E_XO_Y, onde o elemento E é um ametal.

Prefixo que indica a quantidade de oxigênio (Y) Mono, di, tri, tetra, penta, etc.

Óxido de

Prefixo que indica a quantidade do outro elemento (X) Di, tri, tetra

Nome do elemento

Exemplos:

CO → monóxido de carbono

CO₂ → dióxido de carbono

NO₂ → dióxido de nitrogênio

N₂O → monóxido de dinitrogênio

N₂O₃ → trióxido de dinitrogênio

2º) Para óxidos do tipo: E_XO_Y, onde o elemento E é um metal com a carga fixa.

Metais com carga fixa:

→ Metais alcalinos (1A) e Ag = +1

→ Metais alcalinos terrosos (2A) e Zn = +2

→ Alumínio = +3

Exemplo:

Na₂O → óxido de sódio

CaO → óxido de cálcio

Al₂O₃ → óxido de alumínio

K₂O → óxido de potássio

MgO → óxido de magnésio

Para montar a fórmula do óxido a partir do nome, é só lembrar a carga do metal, a carga do oxigênio -2 e fazer com que a soma das cargas se anule.

Exemplos:

Óxido de lítio → Li¹⁺O^2- invertendo as cargas: Li₂O

Óxido de bário → Ba²⁺O^2-, como a soma das cargas é nula, então temos: BaO

Óxido de alumínio → Al³⁺O^2-, invertendo as cargas: Al₂O₃

Óxido de zinco → Zn²⁺O^2-, como a soma das cargas é nula, então temos: ZnO

Óxido de prata → Ag¹⁺O^2-, invertendo as cargas: Ag₂O
3º) Para óxidos do tipo: E_XO_Y, onde o elemento E é um metal com a carga variável.

ou ainda:

Metais com carga variável:

→ Ouro (Au¹⁺ e Au³⁺)

→ Cobre (Cu¹⁺ e Cu²⁺)

→ Ferro (Fe²⁺ e Fe³⁺)

→ Chumbo (Pb²⁺ e Pb⁴⁺)

Exemplos:

Au₂O₃ → óxido de ouro-III  ou aúrico

Cu₂O → óxido de cobre-I ou cuproso

Fe₂O₃ → óxido de ferro-III ou férrico

PbO₂ → óxido de chumbo-IV ou plúmbico

CLASSIFICAÇÃO DOS ÓXIDOS

ÓXIDOS ÁCIDOS OU ANIDRIDOS


São óxidos moleculares que reagem com a água, produzindo um ácido, ou reagem com uma base, produzindo sal e água.
Os óxidos ácidos, como são obtidos a partir dos ácidos, pela retirada de água, são denominados de anidridos de ácidos.
Exemplos:


H₂SO₄ - H₂O = SO₃ (anidrido sulfúrico)
H₂SO₃ - H₂O = SO₂ (anidrido sulfuroso)
H₂CO₃ - H₂O = CO₂ (anidrido carbônico)
HNO₃ + HNO₃ = H₂N₂O₆ - H₂O = N₂O₅ (anidrido nítrico)
HNO₂ + HNO₂ = H₂N₂O₄ - H₂O = N₂O₃ (anidrido nitroso)
H₃PO₄ + H₃PO₄ = H₆P₂O₈ - 3 H₂O = P₂O₅ (anidrido fosfórico)
REAÇÕES

Exemplo:

CO₂ + H₂O →
CO₂ + NaOH →
1º) Equacionar a reação do óxido com água:
CO₂ + H₂O → H₂CO₃
2º) Equacionar a reação do ácido produzido na reação anterior com a base:
H₂CO₃ + 2 NaOH → Na₂CO₃ + 2 H₂O
Somando as duas equações ficamos com:
CO₂ + 2 NaOH → Na₂CO₃ + 2 H₂O

ÓXIDOS BÁSICOS


São óxidos iônicos de metais alcalinos e metais alcalinos terrosos, que reagem com água, produzindo uma base, ou reagem com um ácido, produzindo sal e água.

Exemplo:

CaO + H₂O →
CaO + H₃PO₄ →
1º) Equacionar a reação do óxido com água:
3 CaO + 3 H₂O → 3 Ca(OH)₂
2º) Equacionar a reação da base produzida na reação anterior com o ácido:
3 Ca(OH)₂ + 2 H₃PO₄ → Ca₃(PO₄)₂ + 6 H₂O
Somando as duas equações ficamos com:
3 CaO + 2 H₃PO₄ → Ca₃(PO₄)₂ + 3 H₂O

ÓXIDOS ANFÓTEROS


São óxidos que podem se comportar ora como óxido básico, ora como óxido ácido.
Exemplos: ZnO, Al₂O₃, SnO, SnO₂, PbO e PbO₂.
ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O
ZnO + 2NaOH → Na₂ZnO₂ + H₂O
                       

ÓXIDOS NEUTROS OU INDIFERENTES


São óxidos que não reagem com água, base ou ácido.
São basicamente três óxidos: CO, NO, N₂O.

ÓXIDOS DUPLOS OU MISTOS


Óxidos que se comportam como se fossem formados por dois outros óxidos, do mesmo elemento químico.
Exemplos:

Fe₃O₄ → FeO . Fe₂O₃
Pb₃O₄ → 2PbO . PbO₂

PERÓXIDOS


Os peróxidos são formados pelos elementos hidrogênio, metais alcalinos e alcalino-terrosos, sendo apenas o H₂O₂ molecular e os demais iônicos.

A nomenclatura de um peróxido é semelhante à dos óxidos, bastando substituir a palavra óxido por peróxido:
H₂O₂ → peróxido de hidrogênio (água oxigenada)
Na₂O₂ → peróxido de sódio
CaO₂ → peróxido de cálcio
Os peróxidos que reagem com:
– água, produzindo base e peróxido de hidrogênio;
– ácido, produzindo sal e peróxido de hidrogênio.
Exemplo:


Na₂O₂ + H₂O →
Na₂O₂ + H₂SO₄ →
1º) Equacionar a reação do peróxido com água:
Na₂O₂ + 2 H₂O → 2 NaOH + H₂O₂ (H₂O + 1/2 O₂)
Na₂O₂ + H₂O → 2 NaOH + 1/2 O₂
2º) Equacionar a reação da base produzida na reação anterior com o ácido:
2 NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2 H₂O
Somando as duas equações ficamos com:
Na₂O₂ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O + 1/2 O₂

SUPERÓXIDOS


Os superóxidos são óxidos iônicos que possuem valência -1/2. São formados pelos metais alcalinos e alcalino-terrosos.
A nomenclatura de um superóxido é semelhante à dos óxidos, bastando substituir a palavra óxido por superóxido:
Na₂O₄ ou NaO₂ → superóxido de sódio
CaO₄ → superóxido de cálcio
Os superóxidos que reagem com:
– água, produzindo base, peróxido de hidrogênio e oxigênio;
– ácido, produzindo sal, peróxido de hidrogênio e oxigênio.
Exemplo:


K₂O₄ + H₂O →
K₂O₄ + H₂SO₄ →
1º) Equacionar a reação do peróxido com água:
K₂O₄ + 2 H₂O → 2 KOH + H₂O₂ + O₂
2º) Equacionar a reação da base produzida na reação anterior com o ácido:
2 KOH + H₂SO₄ → K₂SO₄ + 2 H₂O
Somando as duas equações ficamos com:
K₂O₄ + H₂SO₄ → K₂SO₄ + H₂O₂ + O₂

APLICAÇÕES DE ALGUNS ÓXIDOS NO COTIDIANO

Ø  Peróxido de hidrogênio – H₂O₂

·               Conhecido comercialmente como água oxigenada (solução aquosa);

água oxigenada (solução aquosa de peróxido de hidrogênio)

·              A solução aquosa de peróxido de hidrogênio (água oxigenada) possui concentração de oxigênio liberado por unidade de volume da solução. Assim, se 1 mL (ou 1 litro) de uma solução de água oxigenada é capaz de liberar 10 mL (ou 10 litros) de oxigênio nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP), diz-se que se trata de água oxigenada 10 volumes.

·              Utilizado na desinfecções de feridas (água oxigenada 5 ou 10 volumes), como alvejante de cabelos (água oxigenada 20 volumes), agente de branqueamento e desodorização de tecidos, etc.

·              Quando se faz a limpeza (desinfecção) de um ferimento com água oxigenada, no local surgem bolhas, provenientes da decomposição do H₂O₂:

H₂O_2(aq) → H₂O_(l) + ½ O_2(g)

O O_2(g) produzido é o responsável pelas bolhas produzidas que mata as bactérias anaeróbicas, ou seja, que não sobrevivem na presença do oxigênio.

Ø  Óxido de cálcio – CaO

·               Conhecido comercialmente como cal viva ou cal virgem;

·              Obtido a partir da decomposição por aquecimento do calcário:

CaCO_3(s)  CaO_(s) + CO_2(g)

·              O óxido de cálcio possui propriedades alcalinas, pois ao ser adicionado em água, produz uma base (hidróxido de cálcio):

CaO_(s) + H₂O_(l) → Ca(OH)_2(aq)

·              Utilizado na construção civil no preparo da argamassa e também adicionado ao solo para diminuir a acidez.

Calagem: adição de cal ao solo para reduzir a acidez.

Ø  Óxido de magnésio – MgO

·               Conhecido comercialmente como magnesia;

·              Obtido por queima do magnésio ao ar. Reação do princípio de funcionamento do flash fotográfico:

Mg_(s) + ½ O_2(g) → MgO_(s)

Flash fotográfico constituído por magnésio que ao queimar produz MgO.

·              O óxido de magnésio possui propriedades alcalinas, pois ao ser adicionado em água, produz uma base (hidróxido de magnésio) utilizado como antiácido estomacal:

MgO_(s) + H₂O_(l) → Mg(OH)_2(aq)

Ø  Óxido de silício – SiO₂

·               Conhecido comercialmente como sílica ou cristal de rocha;

·               É o constituinte químico da areia, considerado o óxido mais abundante da crosta terrestre. Apresenta-se nas variedades de quartzo, ametista, ágata, ônix, opala, etc;

Dunas de areia constituídas por óxido de silício.

·              Utilizado na fabricação do vidro, porcelana, tijolos refratários para fornos, argamassa, lixas, fósforos, saponáceos, etc.

Ø  Óxido de alumínio – Al₂O₃

·               Constitui o minério conhecido como bauxita (Al₂O₃.2H₂O) ou alumina(Al₂O₃);

Minério bauxita (obtenção de alumínio).

·               Utilizado na obtenção do alumínio e como pedras preciosas em joalherias (rubi, safira, esmeralda, topázio, turquesa, etc.).

Ø  Dióxido de carbono – CO₂

·               Conhecido gás carbônico;

·               É um gás incolor, inodoro, mais denso que o ar. Não é combustível e nem comburente, por isso, é usado como extintor de incêndio;

Ao ser acionado o extintor, o gás é liberado formando uma nuvem que ABAFA e RESFRIA o fogo.

·              O CO₂ é o gás usado nos refrigerantes e nas águas minerais gaseificadas. O gás carbônico é um óxido de característica ácida, pois ao reagir com a água produz ácido carbônico:

CO₂ + H₂O  H₂CO₃  H⁺ + HCO₃^-

Esta reação explica o caráter ácido da chuva em ambientes não poluídos. O gás carbônico do ar reage com a água da chuva, formando ácido carbônico. Esta chuva ácida não causa nenhum dano ao meio ambiente (animais e vegetais) pois forma um ácido fraco e instável.

 ·               O CO₂ sólido, conhecido por gelo seco, é usado para produzir baixas temperaturas, em extintores de incêndio e efeitos especiais em shows;

Efeitos especiais produzidos pelo gás carbônico solidificado (gelo seco).

·              O CO₂ não é tóxico, por isso não é poluente, porém uma alta concentração de gás carbônico na atmosfera causa o chamado efeito estufa.

Efeito estufa causado pelo excesso de gás carbônico na atmosfera.

Ø  Monóxido de carbono – CO

·              É um gás incolor extremamente tóxico por inalação, pois se combina com a hemoglobina do sangue, impedindo o transporte de oxigênio às células e aos tecidos, causando hipoxia;

·              É considerado um gás inerte, ou seja, não reage com a água, soluções ácidas e soluções básicas;

·              É Combustível, ou seja, reage com o oxigênio. Forma-se na queima incompleta de combustíveis como álcool (etanol), gasolina, óleo, diesel, etc;

·              A quantidade de CO lançada na atmosfera pelo escapamento dos automóveis, caminhões, ônibus, etc. cresce na seguinte ordem em relação ao combustível usado: álcool < gasolina < óleo diesel. A gasolina usada como combustível contém um certo teor de álcool (etanol), para reduzir a quantidade de CO lançada na atmosfera e, com isso, diminuir a poluição do ar, ou seja, diminuir o impacto ambiental.

Ø  Dióxido de enxofe (SO₂) e trióxido de enxofre  (SO₃)

·              São óxidos eliminados dos escamentos dos veículos movidos a derivados do petróleo (óleo diesel, querosene e gasolina) que possuem enxofre como impureza:

S_(s) + O_2(g) → SO_2(g)

O enxofre (impureza dos derivados do petróleo) é queimado na câmara de explosão do motor, lançando SO_2(g) através do escamento na atmosfera.

SO_2(g) + ½ O_2(g) → SO_3(g)

O dióxido de enxofre liberado, reage com o oxigênio do ar, produzindo o trióxido de enxofre (SO₃).

Observação: O álcool (etanol) não contém enxofre como impureza e, por isso, na sua queima não é liberado o SO₂. Esta é mais uma vantagem do álcool em relação à gasolina em termos de poluição atmosférica.

·              São óxidos de característica ácida, pois reagem com água formando ácidos:

SO_2(g) + H₂O_(l) → H₂SO_3(aq)

SO_3(g) + H₂O_(l) → H₂SO_4(aq)

Neste caso, o SO_2(g) e SO_3(g) eliminados dos escamentos dos veículos, em contato com a água da chuva causa a chamada chuva ácida.

ÓXIDOS DE NITROGÊNIO

Ø  Dióxido de nitrogênio (NO₂)

·              É um gás de cor castanho-avermelhada, de cheiro forte e irritante, muito tóxico;

·              Nos motores de explosão dos automóveis, caminhões, etc., devido à temperatura muito elevada, o nitrogênio e oxigênio do ar se combinam resultando em óxidos do nitrogênio, NO e NO₂, que poluem a atmosfera:

N_2(g) + O_2(g) → 2 NO_(g)

NO_(g) + ½ O_2(g) → NO_2(g)

·              O NO_2(g) é um óxido de característica ácida, pois ao reagir com a água, forma uma solução ácida:

Chuva ácida em ambientes não poluídos na presença de raios e relâmpagos.

2 NO_2(g) + H₂O_(l) → HNO_3(aq) + HNO_2(aq)

Neste caso, o NO₂ produzido, entra em contato com a água da chuva causando também a chuva ácida.

·              O NO₂ produzido na queima dos combustíveis, reage com o O₂ do ar produzindo O₃ (ozônio), que é outro sério poluente atmosférico:

NO_2(g) + O_2(g) → NO_(g) + O_3(g)

O ozônio produzido é extremamente tóxico, causando inflamações nas vias respiratórias quando inalado.

Ø  Monóxido de dinitrogênio (N₂O)

·              É conhecido como óxido nitroso ou gás hilariante;

·              O óxido nitroso é um gás incolor, sem cheiro, não combustível, considerado um óxido neutro, ou seja, não reage com água, solução ácida e solução básica;

·              Inspirado por alguns instantes, o N₂O produz uma espécie de embriaguez agradável, acompanhada de insensibilidade e às vezes de um riso espasmódico, o que lhe valeu a denominação de gás hilariante;

·              Utilizado em Medicina como anestésico fraco que pode ser utilizado em cirurgias rápidas, pois sua inalação prolongada e repetida pode causar problemas sérios. Além disso, tem a propriedade de causar euforia;

Óxido nitroso – “gás hilariante”

·              Em função da baixa toxicidade, o N₂O é usado hoje como agente formador de espumas em cremes. Para isso, ele é colocado nas embalagens, sob pressão, junto com o creme. Ao acionar a válvula de liberação, a diferença entre a pressão interna e a do ambiente faz o gás se expandir, e nessa expansão o creme se transforma em espuma. Os cremes podem ser de vários tipos, inclusive alimentícios;

·              Outro uso bastante conhecido do gás hilariante está na fabricação de granadas usadas por forças policiais para reprimir desordens e manifestações civis. Seu efeito é mais o de assustar as pessoas que o de causar lesões. As granadas contendo óxido nitroso líquido são usadas para esse fim porque o gás hilariante que liberam provoca sonolência e perturbações motoras, durante alguns minutos, naqueles que o inalam.

  

Ø  Monóxido de nitrogênio (NO)

·              É conhecido como óxido nítrico;

·              O óxido nítrico é um gás incolor sem cheiro, considerado um óxido neutro, ou seja, não reage com água, solução ácida e solução básica;

·              É uma substância considerada como uma “faca de dois gumes”, ou seja, pode ser benéfica ou potencialmente tóxica conforme a concentração e a forma de disponibilização;

·              Formado na atmosfera pela oxidação incompleta do nitrogênio do ar nas combustões em alta temperatura, como em fornos industriais, motores e turbinas a jatos. Altamente tóxico, provoca irritação nas mucosas e pode causar efisema pulmonar;

N_2(g) + O_2(g)  2 NO_(g)

Reação de formação do óxido nítrico a partir da queima do nitrogênio do ar.

·              Em 1998 o Prêmio Nobel de Medicina e Fisiologia foi concedido a três norte-americanos descobridores do princípio de como o óxido nítrico transmite sinais pelo corpo e do papel da substância no controle do sistema circulatório. O NO está envolvido em muitos processos fisiológicos dos mamíferos, que incluem a neurotransmissão, controle da pressão sangüínea, inflamação, reações imunológicas e nos mecanismos de defesa contra microorganisnos e tumores.

FONTE: Ensino Globalizado para todo, Profpc óxidos


Nayara, Thiago, Iziane 2º 4