QUÍMICA MÓDULO 14 ÓXIDOS. Professor Edson Cruz

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2 QUÍMICA Professor Edson Cruz MÓDULO 14 ÓXIDOS

3 FUNÇÃO ÓXIDO Óxidos são compostos moleculares ou iônicos binários, ou seja, formados por dois elementos, sendo o oxigênio o elemento mais eletronegativo. EXEMPLO: H O, CaO, Al O, K O, H O, Ca O

4 a) Assim sendo, os compostos OF 2 e O 2 F 2 não são óxidos, uma vez que o flúor é o único elemento mais eletronegativo que o oxigênio. OF 2 fluoreto de oxigênio não é óxido O 2 F 2 difluoreto de oxigênio não é óxido b) Entende-se por compostos binários aqueles que possuem dois elementos. Por ternários, três elementos e por quaternários, quatro elementos.

5 Portanto, além do oxigênio em um óxido, existe um outro elemento químico que chamaremos genericamente de A que, por sua vez, terá carga +x. Certamente que a carga de A é positiva, já que em um óxido, o oxigênio sempre terá carga negativa. Este elemento A pode ser um metal ou um ametal. No caso de A ser metal, a ligação entre A e o oxigênio é iônica, e o óxido será iônico e certamente sólido. Se A for ametal, a ligação entre A e o oxigênio é covalente, e portanto o óxido será molecular, podendo ser sólido, líquido ou gasoso. Por exemplo: o composto SO 2 é binário e o elemento mais eletronegativo é o oxigênio (portanto o composto também é um óxido). Como o elemento genérico A é o enxofre (um ametal), este é um óxido molecular. o composto FeO é binário e o elemento mais eletronegativo é o oxigênio (portanto o composto também é um óxido). Como o elemento genérico A é o ferro (um metal), este é um óxido iônico.

6 CLASSIFICAÇÃO DE ÓXIDOS Ainda sobre óxidos, devemos salientar que são compostos de propriedades muito variadas, pois existem os moleculares e também os iônicos. Alguns são excelentes eletrólitos, outros nem tanto. Alguns são sólidos, outros são líquidos e outros são gasosos. Uns são extremamente estáveis, outros chegam a explodir devido às suas instabilidades. Como não há propriedades gerais para os óxidos, costuma-se dividi-ios em 7 grupos menores, cada grupo com características mais peculiares. São eles: Óxidos ácidos Óxidos básicos Óxidos anfóteros Óxidos neutros Óxidos duplos, Salinos ou Mistos Peróxidos Superóxidos ou Polióxidos

7 Devemos ter cuidado com a nomenclatura, pois cada um desses grupos ainda reserva uma regra particular. - são compostos iônicos sólidos formados por elementos fracamente eletronegativos. São, geralmente, formados por metais com N ox baixo (+1 ou +2). EXEMPLO: Na 2 O, CaO, K 2 O, Cu 2 O

8 Têm caráter básico, portanto, quando reagem com água, produzem bases e, quando reagem com um ácido, produzem sal e água. EXEMPLO: K 2 O + H 2 O 2 KOH EXEMPLO: MgO + H 2 SO 4 MgSO 4 + H 2 O Exceção: Bl 2 O 3 é um óxido básico, embora seja um óxido de metal com N ox +3.

9 - são compostos moleculares sólidos, líquidos ou gasosos, formados por elementos fortemente eletronegativos. São geralmente formados por metais com N ox elevado (+ 5, + 6 ou + 7), por ametais. EXEMPLO: SO 3, N 2 O 5, Cl 2 O 7, Mn 2 O 7, CO 2, SiO 2, CrO 3

10 Têm caráter ácido, portanto, quando reagem com água, produzem ácidos e, quando reagem com uma base, produzem sal e água. EXEMPLO: SO 3 + H 2 O H 2 SO 4 Cl 2 O 7 + H 2 O 2 HClO 4 EXEMPLO: SO NaOH Na 2 SO 4 + H 2 O

11 - são óxidos que apresentam caráter intermediário entre o iônico e o covalente, ou seja, são óxidos com caráter ácido e básico simultaneamente. São, geralmente, formados por metais com N ox intermediários (+3 ou +4). EXEMPLO: Fe 2 O 3, Al 2 O 3, Pb 2 O 3, MnO 2

12 Como têm caráter ácido e básico simultaneamente, reagem com ácidos ou bases produzindo sal e água. sal + água EXEMPLO: Al 2 O 3 + 6HCl 3AlCl 3 + 3H 2 O sal + água EXEMPLO: Al 2 O 3 + 2NaOH 2NaAlO 2 + H 2 O Portanto, um óxido anfótero sempre assume o papel contrário ao do composto com quem reage. Exceções: Como já dissemos, Bl 2 O 3 é um óxido básico. ZnO, apesar de ser um óxido de metal com N ox +2, é um óxido anfótero.

13 são compostos moleculares gasosos que não reagem com água, ácido ou base e não possuem caráter básico nem ácido: CO, NO, N 2 O NO - monóxido de nitrogênio N 2 O - monóxido de dinitrogênio, também conhecido como gás hilariante, pois, se inalado, faz com que a pessoa ria de maneira eufórica e estridente.

14 CO - monóxido de carbono, que é um gás extremamente tóxico. Isso ocorre porque este composto tem 210 vezes mais afinidade química com a molécula de hemoglobina do que o próprio gás oxigênio. Portanto, a formação de carboxihemoglobina é mais favorecida que a formação de oxi-hemoglobina. Com isso, o transporte de oxigênio pelo organismo diminui sensivelmente, podendo levar o indivíduo a sentir sintomas como dor de cabeça, náusea, inconsciência, coma ou até o levar à morte. Há relatos de casos em que pessoas morreram por permanecerem em garagens fechadas com o cano ligado. É importante salientar que este gás é proveniente, principalmente, da queima incompleta de combustíveis como gasolina e diesel e, por isso, que em caso de congestionamento em túneis, os carros devem ter seus motores apagados. Todavia, isto não significa que óxidos neutros não reajam, já que a queima dos três é uma reação bastante comum. Veja um exemplo: 1 N O O 2NO 2 2 2

15 são compostos iônicos sólidos formados a partir de metais com N ox médio igual a +8/3. EXEMPLO: Fe 3 O 4, Pb 3 O 4, Sn 3 O 4, Mn 3 O 4

16 Todos os óxidos salinos têm fórmula molecular X 3 O 4. Óxidos salinos são formados a partir de dois outros óxidos. Quando reagimos estes óxidos com ácidos, devemos ter sempre a formação de dois sais, um com o cátion de carga menor e o outro com o cátion de carga maior. Observe os exemplos: Pb 3 O 4 + 4H 2 SO 4 2PbSO 4 + Pb(SO 4 ) 2 + 4H 2 O Fe 3 O 4 + 4H 2 SO 4 FeSO 4 + Fe 2 (SO 4 ) 3 + 4H 2 O

17 são compostos iônicos sólidos que apresentam o grupo ( O O ) 2-, onde cada oxigênio apresenta N ox 1. EXEMPLO: Ag 2 O 2, Na 2 O 2, MgO 2 Exceção: H 2 O 2 é a única exceção, pois se trata de um peróxido molecular e líquido.

18 Os peróxidos reagem com água produzindo uma base e oxigênio e reagem com ácidos produzindo sal e peróxido de hidrogênio. peróxido + água base + oxigênio 2Na 2 O 2 + 2H 2 O 4NaOH + O 2 peróxido + ácido sal + peróxido de hidrogênio Na 2 O 2 + 2HCl 2NaCl + H 2 O 2

19 são compostos binários em que o N ox do oxigênio é igual a 1/2, combinando somente com metais alcalinos e alcalino-terrosos. EXEMPLO: K 2 O 4, Cs 2 O 4, CaO 4, Na 2 O 4

20 1. Os superóxidos reagem com água produzindo uma base e oxigênio e reagem com ácidos produzindo sal, peróxido de hidrogênio e oxigênio. superóxido + água base + oxigênio 2Na 2 O 4 + 2H 2 O 4NaOH + 3O 2 peróxido + ácido sal + H 2 O 2 + oxigênio Na 2 O 4 + 2HCl 2NaCl + H 2 O 2 + O 2 O O radical tem a seguinte fórmula estrutural:

21 COMPLEMENTO 1. Óxidos ácidos mistos - são óxidos ácidos que, ao reagirem com água, formam dois ácidos diferentes do elemento e, ao reagirem com bases, formam dois sais e água. EXEMPLO: N 2 O 4 óxido ácido misto + água ácido 1 + ácido 2 N 2 O 4 + H 2 O HNO 2 + HNO 3 óxido ácido misto + base sal 1 + sal 2 + H 2 O N 2 O 4 + 2NaOH NaNO 2 + NaNO 3 + H 2 O

22 2. O peróxido de hidrogênio (H 2 O 2 ) é um composto importantíssimo, pois quando praticamente puro, é um poderoso explosivo e quando dissolvido em H 2 O, é chamado de água oxigenada. Por ser um composto bastante instável (como os outros peróxidos) se decompõe com tanta facilidade que a simples exposição à luz pode destruí-io. Por isso, os frascos de água oxigenada são opacos. Também servem para descolorir pêlos e cabelos, mas é utilizada principalmente como desinfetante em cortes ou feridas. Quando em contato com o sangue, a enzima catalase decompõe a água oxigenada segundo a reação representada pela seguinte equação: 1 H O H O O 2 catalase

23 A liberação em alta velocidade do gás oxigênio produz uma espuma branca e dá um aspecto de fervura. Por ser riquíssima em O 2, a espuma elimina a ação das bactérias anaeróbicas. Mas o que significa a volumagem (10 V, 20 V, 30 V, 40 V) da água oxigenada? É simples. Se uma determinada água oxigenada é decomposta totalmente em água e gás oxigênio, o gás é recolhido e o seu volume é medido nas CNTP. Se o volume for de 10 L, a água oxigenada é chamada de 10 V; se o volume recolhido for de 20 L, a água oxigenada é de 20 V, e assim por diante. A água oxigenada pode ser obtida a partir da reação representada pela seguinte equação: Na 2 O 2 + H 2 O Na 2 O + H 2 O 2

24 NOMENCLATURA DE ÓXIDOS Pela contagem de átomos: EXEMPLO: Cu 2 O monóxido de cobre N 2 O 5 pentóxido de dinitrogênio Mn 2 O 7 heptóxido de dimanganês Fe 3 O 4 tetróxido de triferro

25 Para elementos com N ox fixo: EXEMPLO: Na 2 O óxido de sódio ZnO óxido de zinco Al 2 O 3 óxido de alumínio BaO óxido de bário

26 Para elementos com 2 N ox possíveis: 1. Pelo Nox absoluto do elemento formador do óxido: N ox expresso em algarismo romano EXEMPLO: Fe2O 3 óxido de ferro III FeO óxido de ferro II Cu 2 O óxido de cobre I CuO óxido de cobre II

27 2. Pelo N ox relativo: EXEMPLO: Fe 2 O 3 óxido férrico FeO óxido ferroso Cu 2 O óxido cuproso CuO óxido cúprico

28 Para elementos com mais de 2 N ox possíveis: N ox expresso em algarismo romano EXEMPLO: N 2 O óxido de nitrogênio I NO óxido de nitrogênio II N 2 O 3 óxido de nitrogênio III NO 2 óxido de nitrogênio IV N 2 O 5 óxido de nitrogênio V

29 Para óxidos ácidos (anidridos): Prefixo Sufixo N ox Hipo oso +1, +2 Anidrido... oso +3, ico +5, +6 Per ico +7

30 Exceção: Boro (+3) Carbono (+4) Sufixo = ico Silício (+4) EXEMPLO: Cl 2 O anidrido hipocloroso Cl 2 O 3 anidrido cloroso Cl 2 O 5 anidrido clórico Cl 2 O 7 anidrido perclórico

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