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Química

Óxidos

Sara Nahra
Publicado por Sara Nahra
Última atualização: 22/10/2018

Introdução

Óxidos são compostos formados por dois elementos químicos diferentes (compostos binários), sendo o oxigênio o mais eletronegativo entre eles. Essas substâncias estão presentes no nosso dia a dia, e um exemplo é o gás carbônico, proveniente da nossa respiração.

A fórmula geral de um óxido é:

ExOy

O E pode ser qualquer elemento da tabela periódica, com exceção dos gases nobres, que não costumam formar compostos, e o flúor, que é mais eletronegativo que o oxigênio.

Exemplos: Na2O, CaO, Al2O3, H2O, CO, CO2, SO3, N2O5

Óxidos Iônicos

São óxidos formados por metais, que formam cátions, e o oxigênio, que forma ânion. Neles, o oxigênio apresenta carga -2.

Para formar óxidos iônicos, seguimos a seguinte regra:

Ey+ O2- → (Ey+)2 (O2-)y → E2Oy

Neste caso, E pode ser um metal das famílias IA, IIA, IIIA e B.

Exemplos:

  • Na1+O2- → Na2O
  • Ca2+O2- → Ca2O2 → CaO (devemos simplificar os índices para os menores inteiros)
  • Al3+O2- → Al2O3
  • Pb4+O2- → Pb2O4 → PbO2 (simplificamos novamente os índices)

Nomenclatura dos Óxidos Iônicos

Para nomear um óxido iônico, seguimos o seguinte esquema:

Óxido de + nome do elemento E

Exemplos:

  • Na2O: óxido de sódio
  • CaO: óxido de cálcio
  • Al2O3: óxido de alumínio
  • ZnO: óxido de zinco

Quando o metal gera cátions com cargas diferentes, é possível formar mais de um óxido. Deve-se indicar, neste caso, a carga do metal em número romano.

Exemplos:

  • Fe2+O2- → FeO: óxido de ferro (II)
  • Fe3+O2- → Fe2O3: óxido de ferro (III)
  • Pb2+O2- → PbO: óxido de chumbo (II)
  • Pb4+O2- → PbO2: óxido de chumbo (IV)

Caráter Ácido-Base dos Óxidos Iônicos

O caráter ácido-base dos óxidos iônicos dependerá do metal ao qual o oxigênio está ligado. Pode ser dos seguintes tipos:

Óxidos básicos

Ao reagir com água, os óxidos básicos geram sua respectiva base (hidróxido). Já quando reagem com ácidos, geram sal e água.

  • Óxido básico + água → base
  • Óxido básico + ácido → sal + água

Esses óxidos ocorrem quando o oxigênio está ligado a metais das famílias IA, IIA e alguns metais de transição, e apresentam propriedade alcalina, similar a uma base.

Exemplos:

  • Na2O (Óxido de sódio) + H2O → 2 NaOH (Hidróxido de sódio)
  • MgO (Óxido de magnésio) + H2O → Mg(OH)(Hidróxido de magnésio)
  • K2O (Óxido de potássio) + 2 HCl (Ácido clorídrico) → 2 KCl (Cloreto de potássio) + H2O
  • Fe2O3 (Óxido de ferro (III)) + 3 H2SO4 (Ácido sulfúrico ) → Fe2(SO4)3 (Sulfato de ferro (III)) + 3 H2O

Óxidos ácidos

Quando óxidos ácidos reagem com água, geram seu respectivo ácido. Já quando reagem com bases, geram sal e água.

  • Óxido ácido + água → ácido
  • Óxido ácido + base → sal + água

Esses ácidos ocorrem quando o oxigênio se liga a um metal que apresenta número de oxidação (Nox) elevado.

Exemplos:

  • CrO3 (Óxido de cromo (VI)) + H2O → H2CrO4 (Ácido crômico)                                             
  • Mn2O7 (Óxido de manganês (VII)) + H2O → 2 HMnO4 (Ácido permangânico)
  • CrO3 (Óxido de cromo (VI)) + 2 KOH (Hidróxido de potássio) → K2CrO4 (Cromato de potássio) + H2O
  • Mn2O7 (Óxido de manganês (VII)) + 2 NaOH (Hidróxido de sódio) → 2 NaMnO4 (Permanganato de sódio) + H2O

Óxidos Anfóteros

Os óxidos anfóteros comportam-se como óxidos básicos quando estão na presença de um ácido, e como óxidos ácidos quando estão na presença de uma base.

  • Óxido anfótero + ácido → sal + água
  • Óxido anfótero + base → sal + água

Em geral, são insolúveis em água. Reagem com ácidos e bases fortes, formando sal e água.

Exemplos:

  • Al2O3 (Óxido básico) + 6 HCl (Ácido forte) → 2 AlCl3 (Cloreto de alumínio) + 3 H2O
  • Al2O3 (Óxido ácido) + 2 KOH (Base forte) → 2 KAlO2 (Aluminato de potássio) + H2O
  • ZnO (Óxido básico) + H2SO4 (Ácido forte) →ZnSO4 (Sulfato de zinco) + H2O
  • ZnO (Óxido ácido) + 2 NaOH (Base forte) → Na2ZnO2 (Zincato de sódio) + H2O

Existem outros óxidos anfóteros, como SnO, SnO2, PbO, PbO­2, As2O3, As2O5, Sb2O3, Sb2O5.

Óxidos Mistos (duplos ou salinos)

Os óxidos mistos, também chamados de duplos ou salinos, são aqueles formados por dois óxidos provenientes de um mesmo elemento - que é um metal - capaz de formar dois ou mais cátions. Quando reagem com ácido ou base, produzem dois sais e água.

Exemplo:

  • Tetróxido de triferro ou magnetita: Fe3O4 → formado por dois óxidos: FeO + Fe2O3
  • Tetróxido de trichumbo ou zarcão: Pb3O4 → formado por três óxidos: 2 PbO + PbO2
  • Reação: Fe3O4 + 4 H2SO4 → FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4 H2O

Óxidos Moleculares ou Covalentes

Óxidos moleculares ou covalentes são aqueles formados por ametais ligados a oxigênio. Apresentam a seguinte fórmula geral, sendo E é um ametal (C, Si, N, P, S, Cl, Br, I):

ExOy

No caso do flúor, não se formam óxidos, mas fluoretos de oxigênio (OF2, O2F2), pois o flúor é mais eletronegativo que o oxigênio.

Nomenclatura dos Óxidos Moleculares

Par nomear os óxidos moleculares, deve-se utilizar prefixos para indicar as quantidades de átomos do ametal (quando for dois átomos ou mais) e do oxigênio (quando for 1 átomo ou mais), da seguinte forma:

  • 1 – mono
  • 2 – di
  • 3 – tri
  • 4 – tetr
  • 5 – pent
  • 6 – hex
  • 7 – hept

Exemplos:

  • CO: monóxido de carbono
  • CO2: dióxido de carbono
  • SO3: trióxido de enxofre
  • N2O: monóxido de dinitrogênio
  • N2O4: tetróxido de dinitrogênio
  • P2O5: pentóxido de difósforo
  • Cl2O7: heptóxido de dicloro

Caráter Ácido-Base dos Óxidos Moleculares

O caráter ácido-base dos óxidos moleculares poderá ser de três tipos:

Óxidos ácidos

Quando óxidos ácidos reagem com água, geram seu respectivo ácido. Já quando reagem com bases, geram sal e água.

Exemplos:

  • SO3 (g) (Trióxido de enxofre) + H2O (l) → H2SO4 (aq) (Ácido sulfúrico)
  • P2O5 (g) (Pentóxido de difósforo) + 3 H2O (l) → 2 H3PO4 (aq) (Ácido fosfórico)
  • CO2 (g) (Dióxido de carbono) + 2 NaOH (aq) (Hidróxido de sódio) →           Na2CO3 (aq) (Carbonato de sódio) + H2O (l)
  • N2O5 (g) (Pentóxido de dinitrogênio) + Ba(OH)2(aq) (Hidróxido de bário) → Ba(NO3)2 (aq) (Nitrato de bário) + H2O (l)

Óxidos anfóteros

Os óxidos anfóteros comportam-se como óxidos básicos quando estão na presença de um ácido, e como óxidos ácidos quando estão na presença de uma base. Alguns óxidos de semimetais possuem características anfóteras.

Exemplos:

  • óxido de arsênio (As2O3);
  • óxido de antimônio (Sb2O3).

Óxidos neutros

Os óxidos neutros, também chamados de indiferentes ou inertes, não reagem com água, nem com ácidos e nem com bases. Os óxidos neutros mais importantes são o monóxido de carbono (CO), monóxido de nitrogênio (NO) e monóxido de dinitrogênio (N2O).

Peróxidos

Os peróxidos apresentam em sua estrutura o ânion O22- e têm o oxigênio em estado de oxidação ou carga de -1. Os mais comuns são formados por hidrogênio, metais alcalinos e metais alcalinoterrosos.

  • Peróxido de hidrogênio (H2O2): é líquido e molecular, cuja solução aquosa origina a água oxigenada.
  • Peróxido de metal alcalino (MA): MA1+ (O2)2- → MA2O2.
     Exemplos: Na2O2, K2O2.
  • Peróxido de metal alcalinoterroso (MAT): MAT2+ (O2)2- → MATO2.
     Exemplos: CaO2, BaO2.

Em termos de reatividade, quando reagem com água, os peróxidos produzem uma base e água oxigenada, e quando reagem com ácidos diluídos, produzem um sal e água oxigenada (H2O2).

Exemplos:

  • Na2O2 (s) (Peróxido de sódio) + 2 H2O (l)  → 2 NaOH (aq) (Hidróxido de sódio) + H2O2 (l)
  • K2O2 (s) (Peróxido de potássio) + 2 HCl (l) → 2 KCl (aq) (Cloreto de potássio) + H2O2 (l)

Exercícios

Exercício 1
(PUC-RS/1999)

Dióxido de carbono, dióxido de enxofre e dióxido de nitrogênio são, atualmente, considerados poluentes atmosféricos. Em relação a esses compostos é correto afirmar que:

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