O documento discute vários tipos de óxidos, incluindo sua definição, nomenclatura e classificação. Ele explica que óxidos podem ser básicos, ácidos ou anfóteros dependendo de suas propriedades químicas. Além disso, lista alguns dos óxidos mais comuns e descreve suas aplicações.
3. Introdução
• Os óxidos são substâncias presentes no nosso dia-a-
dia. Um bom exemplo de óxido é o gás carbônico,
expelido na respiração, principal responsável pelo
efeito estufa.
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4. Óxidos
Definição e nomenclatura
Óxido é todo composto binário oxigenado, no qual
o oxigênio é o elemento mais eletronegativo.
F ; O ; N ; Cl ; Br ; I ; S ; C ; .............
eletronegatividade decrescente
Apesar de existir, composto binário com flúor e oxigênio
NÃO É considerado óxido! Exemplos:
OF2 - Difluoreto de oxigênio.
O2F2 - Difluoreto de dioxigênio.
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5. Óxidos
Definição e nomenclatura
É bastante parecida com a nomenclatura das bases:
nome do nox do
ÓXIDO de elemento elemento
Na2O : Óxido de sódio. FeO : Óxido de ferro (II).
CaO : Óxido de cálcio. Fe2O3 : Óxido de ferro (III).
SO3 : Óxido de enxofre (VI). CO2 : Óxido de carbono (IV).
(1) Podem ser usados os sufixos:
OSO (menor Nox) e ICO (maior).
(2) A maioria dos elementos formam
mais de um óxido.
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6. Óxidos
Definição e nomenclatura
A I.U.P.A.C. (International Union of Pure and Applied Chemistry)
recomenda a nomenclatura de prefixos:
Óxido de ferro (III).
Fe 2 O 3 : Óxido férrico.
Trióxido de diferro. (recomendada)
Concorda
que a de
CO2 : Dióxido de (mono)carbono. prefixos é a
CO : Monóxido de (mono)carbono. mais fácil?
P2O5 : Pentóxido de difósforo.
Cl 2O7 : Heptóxido de dicloro.
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7. Óxidos
Óxidos Básicos
Como existe um número muito grande de compostos nessa
função, é feita a seguinte classificação:
Óxidos Básicos : Formados por elementos dos grupos 1 A e 2 A, além
de outros metais com Nox baixo, têm
comportamento químico semelhante ao das bases.
Exemplos: Na2O ; K2O ; CaO ; MgO ; FeO
ÓX. BÁSICO + ÁGUA = BASE
Na2O + H2 O = 2 NaOH
CaO + H2 O = Ca(OH)2
cal viva (virgem) cal extinta
(apagada)
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8. Óxidos
Óxidos Básicos
ÓX. BÁSICO + ÁCIDO = SAL + ÁGUA
Na2O + 2 HCl = 2 NaCl + H2O
CaO + H2SO4 = CaSO4 + H2O
Note que se forma uma molécula
IMPORTANTE ! de água a menos do que na
neutralização pela base.
Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2 H2O
Ca OH OH
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9. Óxidos
Óxidos Ácidos
Formados por ametais e por alguns metais com
Óxidos Ácidos : Nox alto (+4 ou maior), têm caráter semelhante ao
dos ácidos.
Exemplos : SO3 ; CO2 ; N2O5 ; Mn2O7 ; Cl 2O6
ÓX. ÁCIDO + ÁGUA = ÁCIDO
anidrido sulfúrico SO3 + H2 O = H2SO4
anidrido carbônico CO2 + H2 O = H2CO3
anidrido nítrico N2 O 5 + H2 O = H 2 N 2O 6 = 2 HNO3
Graças à essa reação, os óxidos ácidos podem ser chamados
de anidridos (sem água) dos ácidos correspondentes.
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10. Óxidos
Óxidos Ácidos
BASE + ÓX. ÁCIDO = SAL + ÁGUA
2 NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
Ca(OH)2 + SO3 = CaSO4 + H2O
Nesse caso também se forma uma molécula de
água a menos do que na neutralização pelo
ácido.
Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2 H2O
- H2 O
SO3 10
11. Óxidos
Óxidos Anfóteros
ÓX. BÁSICO + ÓX. ÁCIDO = SAL
Na2O + CO2 = Na2CO3
CaO + SO3 = CaSO4
Óxidos Anfóteros : Possuem duplo caráter, ou seja, reagem com
ácidos e com bases. Para elementos com ampla
gama de Nox, os mais baixos são básicos, os mais
altos são ácidos, e os intermediários, anfóteros.
Exemplos : ZnO ; Al 2O3 ; PbO ; SnO
ÓX. ANFÓTERO + ÁCIDO = SAL + ÁGUA
ZnO + 2 HCl = ZnCl 2 + H2 O
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12. Óxidos
Classificação
BASE + ÓX. ANFÓTERO = SAL + ÁGUA
2 NaOH + ZnO = Na2ZnO2 + H 2O
Óxidos Neutros : Também chamados indiferentes, não reagem
com ácidos, nem com bases nem com água.
Exemplos : CO ; NO ; N2O
Óxidos Duplos : São considerados como resultantes da união de
dois outros óxidos. Também chamados de salinos
ou mistos, tem o elemento ligado ao oxigênio com
um “Nox não-inteiro”.
Exemplos : Fe3O4 ; Mn3O4 ; Pb2O3
FeO + Fe2O3 = Fe3O4 12
13. Óxidos
Classificação
Peróxidos : Formados principalmente por elementos dos grupos
1 A e 2 A, têm caráter básico. Devido a uma ligação
especial [ - O - O - ], o oxigênio tem Nox = - 1.
Exemplos : H2O2 ; Na2O2 ; K2O2 ; CaO2
PERÓXIDO + ÁCIDO = SAL + H2O2
CaO2 + H2SO4 = CaSO4 + H2 O 2
Superóxidos : Possuem o grupo (O4)-2
Exemplos : Na2O4 ; K2O4 ; CaO4
SUPERÓXIDO + ÁCIDO = SAL + H2O2 + O2
CaO4 + H2SO4 = CaSO4 + H2O2 + O2
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14. Principais óxidos e suas aplicações
CO : Resultante da combustão
incompleta de combustíveis
fósseis...
... o monóxido de ... causando a morte
carbono é um por asfixia, se inalado
perigoso poluente... em quantidade!
CO 2 : Necessário em pequenas concentrações, o gás
carbônico é o principal responsável pelo “efeito estufa”...
... pela acidez ...e é chamado
natural da água da de “gelo seco”,
chuva... quando sólido.
pH < 7
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15. Principais óxidos e suas aplicações
A água mineral e os refrigerantes gaseificados contêm
gás carbônico, que reage com a água, produzindo um
meio ácido. Observe a equação desta reação:
Como o CO2 é um óxido ácido e reage com bases, produzindo
sal e água, podemos identificar sua presença no ar expirado,
borbulhando-o numa solução aquosa de Ca(OH)2 (água de cal):
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16. Principais óxidos e suas aplicações
Na preparação da argamassa, a cal viva
ou virgem (CaO) é misturada à água,
ocorrendo uma reação que libera grande
quantidade de calor:
A cal virgem é obtida pelo aquecimento do CaCO3, que é
encontrado na natureza como constituinte do mármore, do calcário
e da calcita:
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17. Principais óxidos e suas aplicações
O peróxido de hidrogênio, ou água oxigenada, é um líquido incolor,
com viscosidade semelhante à de um xarope, que explode
violentamente quando aquecido. As soluções aquosas diluídas de
peróxido de hidrogênio são de uso comum. A solução aquosa a 3%
de peróxido de hidrogênio é vendida em drogarias e utilizada como
anti-séptico e alvejante. Os frascos de água oxigenada normalmente
são escuros ou opacos, pois a luz provoca sua decomposição:
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18. Principais óxidos e suas aplicações
SO 2 e Na gasolina e, principalmente, no óleo
SO 3 : Diesel existem compostos de enxofre...
... que produzem dióxido e trióxido
de enxofre ao serem queimados!
... é a grande
responsável pelas
A alta concentração
“chuvas ácidas”.
desses poluentes no ar...
SO2 + H2O = H2SO3
SO3 + H2O = H2SO4
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19. Principais óxidos e suas aplicações
N 2O :
Conhecido como gás hilariante...
... o monóxido de dinitrogênio foi uma das
primeiras substâncias anestésicas
descobertas.
N 2 O 4 : Juntamente com outros óxidos de nitrogênio,
também é responsável por chuvas ácidas.
descarga elétrica
N2O4
N2O3
N2O5
N2
O2
no ar HNO3
HNO2
atmosférico
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23. Créditos
Prof. Nelson Virgilio
Engenheiro Químico – UFBA
nelsonvcf@hotmail.com
Prof. Augusto Sérgio
Químico – UFBA
augustosergio@uol.com.br
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Notas del editor
FICHA TÉCNICA QUÍMICA GERAL Substâncias e Funções Inorgânicas ÓXIDOS Conteúdo: Livro de Química na Abordagem do Cotidiano Vol. 1 (Tito Canto) - pg. ....................... Objetivos Estrutura: Este módulo é composto por xx slides e xx animação com tempo previsto para xx horas aulas (xxxxxx) Contextualização: Interdisciplinaridade: Animação e/ou Atividade Interativa
Efeito estufa A Terra recebe constantemente energia do Sol, principalmente na forma de luz ou radiações visíveis. Parte dela é absorvida pela superfície terrestre, enquanto outra parte é refletida pela própria superfície, na forma de radiações infravermelhas (não-visíveis). Uma quantidade dessas radiações infravermelhas, por sua vez, é absorvida pela atmosfera, e o restante é emitido de volta para o espaço. Essa distribuição da energia solar é natural e permite que a superfície da Terra apresente temperatura média de 15 ºC. Qualquer alteração na quantidade de energia envolvida nesse processo acarretará mudanças no nosso clima. O gás carbônico (CO2), presente no ar, tem a propriedade de absorver radiações infravermelhas. Ele age como um “cobertor” e evita que essas radiações escapem para o espaço. No entanto, a concentração de CO2 na atmosfera tem aumentado de maneira significativa e, segundo previsões científicas, ela pode dobrar nos próximos anos. Esse aumento afetaria o clima do mundo, podendo provocar o derretimento do gelo das calotas polares e elevar o nível dos oceanos de 5 a 6 metros, o que inundaria várias regiões costeiras e produziria um aumento de até 5 ºC na temperatura da superfície da Terra. Dessa maneira, pode-se concluir que, quanto maior for a concentração de CO2 na atmosfera, maior será a absorção de energia de radiações infravermelhas, o que acarretará maior aquecimento da Terra e aumento descontrolado do efeito estufa. É importante ressaltar que outros gases, como o CH4, o CFC e o N2O, encontrados na atmosfera, também contribuem para o efeito estufa; porém, o CO2 é o principal responsável, contribuindo aproximadamente com 55% deste fenômeno.
Chuvas ácidas O termo chuva ácida foi usado pela primeira vez para descrever a precipitação ácida que ocorreu sobre a cidade de Manchester, no início da Revolução Industrial. As chuvas ácidas são de três tipos e ocorrem em ambientes diferentes. • Em ambientes não-poluídos e na ausência de relâmpagos — essa chuva é formada pela reação do gás carbônico (CO2) com a água, que origina o ácido carbônico (H2CO3): CO2(g) + H2O(l) H2CO3(aq) Como o CO2 está presente na atmosfera, toda chuva é ligeiramente ácida; porém, este tipo de chuva não é considerado nocivo. • Em ambientes com relâmpagos ou grande quantidade de veículos dotados de motor de explosão — nessas condições, o nitrogênio (N2) reage com o oxigênio (O2), formando os óxidos de nitrogênio (NOx), principalmente o NO2: N2 + 2 O2 2 NO2 Os óxidos de nitrogênio (NOx) reagem com a água da chuva e originam um tipo de chuva ácida capaz de provocar grande impacto ambiental. Uma reação que certamente ocorre pod • Em ambientes poluídos — a partir da combustão de derivados do petróleo, que contêm enxofre como impureza, forma-se o SO2, que se transforma parcialmente em SO3: S + O2 SO2 SO2 + 1/2 O2 SO3 Esses óxidos dissolvem-se e reagem com a água da chuva, formando ácidos que também causam sérios problemas ambientais: O trióxido de enxofre (SO3) também é produzido na queima do carvão usado em usinas termoelétricas. Essas chuvas ácidas podem cair em áreas afastadas dos centros urbanos, que não suportam acidez elevada, provocando sérios problemas ao meio ambiente. Os óxidos e a poluição atmosférica Hoje em dia, são considerados poluentes atmosféricos: Veja que contraste da natureza: o ozônio formado nas camadas inferiores da atmosfera é totalmente indesejável e, por isso, é considerado um poluente, mas na estratosfera, onde é absolutamente necessário, ele é destruído. O ozônio é produzido quando o NO2, eliminado pelos canos de escapamento de veículos, reage com o oxigênio do ar. Essa reação pode ser representada por: NO2 + O2 NO + O3 Os automóveis modernos possuem os chamados conversores catalíticos ou, simplesmente, catalisadores, que são dispositivos capazes de transformar uma substância poluente em outra substância não-poluente. Os catalisadores não permitem que ocorra a produção de NO2 e, conseqüentemente, não haverá formação do ozônio. Entre os óxidos neutros, poluentes atmosféricos, o monóxido de carbono (CO) é o mais abundante e de controle mais difícil. Ele é extremamente tóxico, pois se liga à hemoglobina do sangue, impedindo que ela transporte o oxigênio durante o processo de respiração. O CO é produto da queima incompleta de substâncias que contêm carbono. Devido a isso, nunca se deve ligar o motor de um veículo em ambientes fechados, nem se devem usar aquecedores de chuveiro a gás em um banheiro sem ventilação, uma vez que, nessas condições, pode ocorrer formação de CO em níveis perigosos e, até mesmo, fatais. A obrigatoriedade da colocação de catalisadores em veículos novos e o desenvolvimento de motores mais eficientes foram algumas das maneiras encontradas para diminuir a quantidade de CO lançado na atmosfera. A renovação da frota propiciou uma queda acentuada da emissão de CO — de 54 gramas/km até 1980 para 1,2 grama/km em 1999. Smog Normalmente, a camada de ar mais próxima da superfície terrestre é mais quente que as camadas superiores. Esse ar aquecido é menos denso e tende a se dissipar (a se “espalhar”), arrastando com ele os poluentes atmosféricos. Quanto mais frio for esse ar, menor será a dissipação de poluentes. Durante algumas épocas do ano, principalmente no inverno, ocorre um fenômeno denominado inversão térmica, no qual uma massa de ar fria se forma próxima da superfície, logo abaixo da camada de ar mais quente (menos densa). Com a chegada dessa massa, os poluentes praticamente não se dissipam, podendo atingir níveis de concentração perigosos à saúde. Com o aumento da concentração de poluentes na atmosfera, forma-se uma nuvem escura e “venenosa”, uma mistura de fumaça, neblina, ar, poluentes gasosos e partículas sólidas: o smog. Essa mistura provoca irritação nos olhos, nas narinas e na garganta, além de outros problemas de saúde. O smog é classificado em dois tipos: fotoquímico e industrial. Smog fotoquímico É característico de cidades em que circula grande número de veículos movidos por motores de combustão interna. Dentro desses motores, ocorre a combustão de hidrocarbonetos e também a reação entre o nitrogênio e o oxigênio. Dessa última reação resultam óxidos de nitrogênio que, sob a ação da luz solar, reagem com o oxigênio do ar, produzindo ozônio. Os principais poluentes presentes no smog fotoquímico são: NO, NO2 e O3. Smog industrial É característico de regiões próximas a grandes centros industriais. O uso intensivo de combustíveis derivados do petróleo e do carvão, os quais contêm enxofre como impureza, leva à formação de grandes quantidades de óxidos de enxofre, entre eles SO2 e SO3, que podem originar H2SO4. Esses poluentes podem destruir as células dos alvéolos pulmonares, contribuindo para a ocorrência de enfisema pulmonar. Durante a inversão térmica, os dois tipos de smogs tornam-se ainda mais nocivos, aumentando a ocorrência de danos aos seres vivos.