Funções Inorgânicas: Óxidos

Apesar das substâncias químicas possuírem propriedades específicas como ponto de fusão, ponto de ebulição e densidade que designam inequivocamente de qual substância se trata, existem também propriedades mais gerais, que podem ser semelhantes a um grupo de substâncias. Por exemplo: suco de limão, suco de laranja, vinagre e outros com sabor azedo. Já bananas verdes tendem a amargar a língua. O conjunto de substâncias químicas com propriedades químicas semelhantes chamamos de função química.

FUNÇÃO ÓXIDO

Óxidos são compostos moleculares ou iônicos binários, ou seja, formados por dois elementos, sendo o oxigênio o elemento mais eletronegativo.

Exemplos:

a) Os compostos OF₂ e O₂F₂ não são óxidos, uma vez que o flúor é o único elemento mais eletronegativo que o oxigênio.

OF₂→ fluoreto de oxigênio → não é óxido
O₂F₂ → 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.

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 SO₂ 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.

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-los 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.

Observação: Devemos ter cuidado com a nomenclatura, pois cada um desses grupos ainda reserva uma regra particular.

ÓXIDO BÁSICO

São compostos iônicos sólidos formados por elementos fracamente eletronegativos. São, geralmente, formados por metais com NOX baixo (+1 ou +2).

Exemplos:

Na₂O, CaO, K₂O, Cu₂O

Observação: Têm caráter básico, portanto, quando reagem com água, produzem bases e, quando reagem com um ácido, produzem sal e água.

Exemplos: K₂O + H₂O → 2KOH

Exemplos: MgO + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂O

Exceção: Bi₂O₃ é um óxido básico, embora seja um óxido de metal com NOX +3.

ÓXIDO ÁCIDO

São compostos moleculares sólidos, líquidos ou gasosos, formados por elementos fortemente eletronegativos. São geralmente formados por metais com NOX elevado (+5, +6 ou +7) ou por ametais.

Exemplos:

SO₃, N₂O₅, C𝓁₂O₇, Mn₂O₇, CO₂, SiO₂, CrO₃

Observação: Têm caráter ácido, portanto, quando reagem com água, produzem ácidos e, quando reagem com uma base, produzem sal e água.

Exemplos:

SO₃ + H₂O → H₂SO₄
C𝓁₂O₇ + H₂O → 2HC𝓁O₄

Exemplos:

SO₃ + 2NaOH → Na₂SO₄ + H₂O

ÓXIDO ANFÓTERO

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 NOX intermediários (+3 ou +4).

Exemplos:

Fe₂O₃, A₂O₃, Pb₂O₃, MnO₂

Observação: Como têm caráter ácido e básico simultaneamente, reagem com ácidos ou bases produzindo sal e água.

Óxido anfótero + ácido → sal + água

Exemplo:

A₂O₃ + 6HCℓ → 3AℓCℓ₃ + 3H₂O

Óxido anfótero + base → sal + água

Exemplo:

Aℓ₂O₃ + 2NaOH → 2NaAℓNO₂ + H₂O

Portanto, um óxido anfótero sempre assume o papel contrário ao do composto com que reage.

Exceções:

como já dissemos, Bℓ₂O₃ é um óxido básico.
ZnO, PbO e SnO apesar de serem óxidos de metal com NOX +2, são óxidos anfóteros.

ÓXIDO NEUTRO (OU INDIFERENTE)

São compostos moleculares gasosos que não reagem com água, ácido ou base e não possuem caráter básico nem ácido: CO, NO, N₂O.

Observação:

NO – monóxido de nitrogênio.
N2O – monóxido de dinitrogênio, também conhecido como gás hilariante, pois, se inalado, faz com que a pessoa ria de maneira eufórica e estridente.
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 carboxi-hemoglobina 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:

ÓXIDO SALINO, DUPLO OU MISTO

São compostos iônicos sólidos formados a partir de metais com NOX médio igual a +8/3. Em geral: M₃O₄.

Exemplos:

Fe₃O₄, Pb₃O₄, Sn₃O₄, Mn₃O₄

Observação: Todos os óxidos salinos têm fórmula molecular X₃O₄. Óxidos salinos são formados a partir de dois outros óxidos.

Observação:

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:

PERÓXIDO

São compostos iônicos sólidos que apresentam o grupo (—O—O—)^2-, em que cada oxigênio apresenta NOX –1.

Exceção: H₂O₂ é a única exceção, pois se trata de um peróxido molecular e líquido.

Observação:

Os peróxidos reagem com água produzindo uma base e oxigênio e reagem com ácidos produzindo sal e peróxido de hidrogênio.

SUPERÓXIDO OU POLIÓXIDO

São compostos binários em que o NOX do oxigênio é igual a –1/2, combinando somente com metais alcalinos e alcalinos-terrosos.

Exemplos:

K₂O₄, Cs₂O₄, CaO₄, Na₂O₄

Observação:

Os superóxidos reagem com água produzindo uma base e oxigênio e reagem com ácidos produzindo sal, peróxido de hidrogênio e oxigênio.

O radical tem a seguinte fórmula estrutural:

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: N₂O₄

Observação:

O peróxido de hidrogênio (H₂O₂) é um composto importantíssimo, pois quando praticamente puro, é um poderoso explosivo e quando dissolvido em H₂O, 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-lo. Por isso, os frascos de água oxigenada são opacos. Também servem para descolorir pelos 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:

Observação:

A liberação em alta velocidade do gás oxigênio produz uma espuma branca e dá um aspecto de fervura. Por ser riquíssima em O₂, 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? 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:

Na₂O₂ + H₂O → Na₂O + H₂O₂

USO COTIDIANO DOS PRINCIPAIS ÓXIDOS