Aula sobre óxidos

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Aula sobre óxidos

  1. 1. QUÍMICA GERALSubstâncias eFunçõesInorgânicas Óxidos
  2. 2. Índice
  3. 3. Introdução• Os óxidos são substâncias presentes no nosso dia-a- dia. Um bom exemplo de óxido é o dióxido de carbono (gás carbônico), expelido na respiração, principal responsável pelo efeito estufa. 3
  4. 4. Óxidos Definição e nomenclaturaÓxido é todo composto binário oxigenado, no qualo 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. 4
  5. 5. Óxidos Fórmula Geral x+ 2- Nos óxidos o oxigênio usa carga elétrica = -2 e o outro E O elemento, carga positiva E2OXÓxido de sódio: Na+1 O-2 Na2OÓxido de cálcio: Ca+2 O-2 CaO 5
  6. 6. Óxidos Formulação dos ÓxidosDióxido de Carbono CO2Trióxido de enxofre SO3 6
  7. 7. Óxidos Moleculares Nomenclatura Não metal + oxigênio = óxido molecularCO2: Dióxido de (mono)carbono.CO: Monóxido de (mono)carbono.P2O5: Pentóxido de difósforo.Cl 2O7: Heptóxido de dicloro. 7
  8. 8. Óxidos Iônicos metal + oxigênio = óxido iônicoÉ bastante parecida com a nomenclatura das bases: Óxidos de metais com carga elétrica fixa: nome do ÓXIDO de elemento Na2O : Óxido de sódio CaO : Óxido de cálcio Elementos de carga elétrica fixa: metais alcalinos(G1), Alcalino – terrosos(G2),Alumínio(Al), Prata (Ag) e Zinco(Zn) 8
  9. 9. Óxidos Nomenclatura Para metais com carga elétrica variável: nome do nox do ÓXIDO de elemento elementoFeO : Óxido de ferro (II) óxido ferrosoFe2O3 : Óxido de ferro (III) óxido férrico (1) Podem ser usados os sufixos: OSO (menor Nox) e ICO (maior). (2) A maioria dos elementos formam mais de um óxido. 9
  10. 10. Óxidos NomenclaturaA 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 prefixos é a mais fácil? 10
  11. 11. Classificação 1 18 2 13 14 15 16 17 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Óxidos Ácidos Óxidos (anidridos) Básicos Nox ≥+4ÓXIDO BÁSICO + H2O BASEÓXDO BÁSICO + ÁCIDO SAL + ÁGUA ÓXIDO ÁCIDO + H2O ÁCIDO ÓXIDO ÁCIDO + BASE SAL + ÁGUA
  12. 12. Classificação dos Óxidos Óxidos BásicosFormados por metais dos grupos 1 A e 2 A,além de outros metais com Nox baixo ( ≤ 2 ) ,têm comportamento químico semelhante aodas bases. Na2O ; K2O ; CaO ; MgO ; FeO 12
  13. 13. Comportamento Químico Óxidos Básicos ÓXIDO BÁSICO + ÁGUA → BASENa2O + H2O → 2 Na+ OH - Na2O + H2 O → 2NaOH CaO + H2O → Ca(OH)2cal viva (virgem) cal extinta (apagada) 13
  14. 14. Comportamento Químico Óxidos Básicos ÓXIDO BÁSICO + ÁCIDO → SAL + ÁGUA Na2O + 2 HCl → 2 Na+ Cl- + H2O NaOH ( Base correspondente)Na2O + 2 HCl → 2 NaCl + H 2O 14
  15. 15. Comportamento Químico Óxidos Básicos ÓXIDO BÁSICO + ÁCIDO → SAL + ÁGUA CaO + H2SO4 → Ca2+ (SO4)2- + H2O Ca(OH)2 ( Base correspondente)CaO + H2SO4 → CaSO4 + H2O 15
  16. 16. Óxidos Óxidos Ácidos ou AnidridosÓxidos Formados por ametais e por alguns metais com Nox alto (+4 ou maior), têm caráterÁcidos : semelhante ao dos ácidos.Exemplos : SO3 ; CO2 ; N2O5 ; Mn2O7 ; Cl2O5 16
  17. 17. Óxidos Óxidos Ácidos ou Anidridos ÓXIDO ÁCIDO + ÁGUA → ÁCIDOanidrido sulfúrico SO3 + H2O → H2SO4anidrido carbônico CO2 + H2O → H2CO3 Graças à essa reação, os óxidos ácidos podem ser chamados de anidridos (sem água) dos ácidos correspondentes. 17
  18. 18. Óxidos Óxidos Ácidos ou Anidridos N2O5 + H2O → H2N2O6 → 2 HNO 3anidrido nítrico Ácido nítrico N2O5 + H2O → 2 HNO3 18
  19. 19. Óxidos Óxidos Ácidos ou Anidridos BASE + ÓXIDO ÁCIDO → SAL + ÁGUA 2 NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O Primeiro reage o anidrido com água para achar o ânion do ácido, que é o ânion do sal. Ânion do ácido = CO32- CO2 + H2O → H2CO3 Sal Na+ CO3-2 Na2CO3Ca(OH)2 + SO3 → CaSO4 + H2O 19
  20. 20. Óxidos Óxidos Ácidos – nomenclatura especialOs elementos apresentam uma carga elétrica máxima, quecorresponde ao número da família.Quando o elemento usa a carga elétrica máxima o sufixo do nomedo óxido é sempre ICO. +6 -2 simplificando Exemplo: S O S2O6 SO3 Anidrido Sulfúrico Enxofre (S) é da família VIA Carga elétrica é +6 20
  21. 21. Os elementos de Famílias ímpares formam óxidos com cargas elétricas ímpares e das famílias pares com cargas pares. Família VIIA PER _______________ICO Cl2O7: anidrido perclórico+7 Nome do elemento+5 _____________ ICO Cl2O5: anidrido clórico Nome do elemento+3 ______________ OSO Cl2O3: anidrido cloroso Nome do elemento+1 HIPO _______________ OSO Cl2O: anidrido Hipocloroso Nome do elemento 21
  22. 22. Usando o mesmo raciocínio para as outras famílias Família Cargas elétricas possíveis na formação de anidridos VI A +6, +4 VA +5, +3, +1 IVA +4 IIIA +3 Exemplo: Qual a fórmula anidrido sulfuroso? +4 -2S(VIA) S O S2O4 SO2 22
  23. 23. IMPACTOS AMBIENTAIS CHUVA ÁCIDA
  24. 24. REAÇÕES QUÍMICAS DA CHUVA ÁCIDAChuva naturalmente ácida:CO2(g) + H2O(l) → H2CO3(aq)
  25. 25. REAÇÕES QUÍMICAS DA CHUVA ÁCIDAChuva ácida causada pela queima de combustíveis quecontém enxofre como impureza (gasolina e óleo diesel):I - Queima do enxofre:S + O2 → SO2II - Transformação do SO2 em SO3:SO2 + ½ O2 → SO3
  26. 26. REAÇÕES QUÍMICAS DA CHUVA ÁCIDAIII - Reações dos óxidos com água: SO2 + H2O → H2SO3 SO3 + H2O → H2SO4
  27. 27. Chuva ácida causada pelos óxidos de nitrogênio (NOx):I - Reação entre N2 e O2 nos motores dosautomóveis (devido à temperatura elevada):N2 + 2O2 → 2NO2II - Reação do óxido nitroso - nítrico com água:2NO2 + H2O → HNO2 + HNO3
  28. 28. É POSSÍVEL IDENTIFICAR QUE O GÁS CARBÔNICO FAZ PARTE DA COMPOSIÇÃO DO AR EXPIRADO?A reação química do gás carbônico( óxido ácido) com água de cal( hidróxido de cálcio) produz um sal carbonato de cálcio e água. Ocarbonato de cálcio é insolúvel em água, forma um precipitadobranco provocando turvação na solução. VEJA A REAÇÃO CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O CaCO3: Precipitado branco leitoso que se deposita no fundo do recipiente. 28
  29. 29. De olho no vestibular O produto obtido é o CO2 Pode ser identificado através reação com água de cal: Ca(OH)2 CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O Água Sólido de cal insolúvel em água CaCO3 : Precipitado branco leitoso 29
  30. 30. Na respiração animal o ar expirado contém gás carbônico, que é umóxido ácido. Utiliza-se como critério a reação deste óxido com umabase, no caso hidróxido de bário, que origina um sal insolúvel emágua. Podendo-se assim diferenciar este gás do oxigênio que faz partedo ar inspirado.REAÇÃO: CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2 O H2CO3 Precipitado branco leitoso BaCO3 30
  31. 31. Óxidos Óxidos NeutrosTambém chamados indiferentes, não reagemcom ácidos, nem com bases nem com água.Exemplos : CO ; NO ; N2O 31
  32. 32. Comparação entre os tipos de óxidos Óxido Formado por Composto Exemplos CO2, SO3, P2O5,Ácido Ametal e oxigênio Molecular Cl2O7, SO2, N2O5Neutro Ametal e oxigênio Molecular CO, NO, N2OBásico Metal alcalino ou Iônico Na2O, Li2O, K2O, alcalino – terroso MgO, CaO, BaO e oxigênio 32
  33. 33. Classificação 1 18 2 13 14 15 16 17 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Óxidos Ácidos Óxidos Óxidos Anfóteros (anidridos) Básicos Nox ≥+4 Dos metais: ZnO e Al2O3, PbO, PbO2, SnO, Óxidos SnO2, Fe2O3anfóteros Dos semi – metais: As2O3, As2O5, Sb2O3 e Sb2O5
  34. 34. Óxidos Óxidos AnfóterosPossuem duplo caráter, ou seja, reagem com ácidos ecom bases fortes e não reagem com água. Paraelementos com ampla gama de Nox, os mais baixossão básicos, os mais altos são ácidos, e osintermediários, anfóteros. São principais Exemplos : ZnO ; Al2O3ÓX. ANFÓTERO + ÁCIDO → SAL + ÁGUA ZnO + 2 HCl → ZnCl 2 + H2O Zn +2 Cl-1 ZnCl2 34
  35. 35. EXERCÍCIOS DO LIVRO104. Átomos neutros de um certo elemento representativo Mapresentam dois elétrons em sua camada de valência. As fórmulascorretas para o seu óxido normal e brometo são, respectivamente: M ( 2 elétrons na camada de valência ) M2+ Íon óxido: O2- M2+ O2- MO Íon brometo Ácido Bromídrico HBr Br - M2+ Br - MBr2 35
  36. 36. Óxidos Óxidos duplos, mistos ou salinosSão considerados como resultantes da uniãode dois outros óxidos. Também chamados desalinos ou mistos, temmistos ou salinos : ligado ao Óxidos Duplos, o elementooxigênio com um “Nox não-inteiro”.Exemplos : Fe3O4 ; Mn3O4 ; Pb3O4 FeO + Fe2O3 = Fe3O4 Fórmula geral: M3O4 36
  37. 37. peróxidos Peróxido de hidrogênio – O mais importanteÁgua oxigenada - Solução aquosa de Peróxido de hidrogênio: H2O2 Fotólise 2 H2O2 → 2 H2O + O2 +1 -1 -1 +1 -1 -1 H - O - O - H -O–O- Presença do ânion: O2-2 - ânion peróxido 37
  38. 38. Óxidos Formulação Peróxidos Peróxidos da família IA ( E2O2 )Peróxido de sódio: Na+1 O2-2 Na2O2 Outros exemplos: K2O2, Li2O2, H2O2 Peróxidos da família IIA ( EO2 )Peróxido de cálcio: Ca+2 O2-2 CaO2 Outros exemplos: MgO2, BaO2 38
  39. 39. Óxidos PeróxidosFormados principalmente por elementosdos 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 39
  40. 40. Óxidos Peróxidos Comportamento em águaPeróxido + água → Base + H2O2Na2O2 + H2O → 2 NaOH + H2O2 40
  41. 41. Principais óxidos e suas aplicações CO : Resultante da combustão incompleta de combustíveis fósseis...... o monóxido de ... causando a mortecarbono é um por asfixia, se inaladoperigoso poluente... em quantidade! CO2 : Necessário em pequenas concentrações, o gás carbônico é o principal responsável pelo “efeito estufa”... ... pela acidez natural ...e é chamado da água da chuva... de “gelo seco”, quando sólido. pH < 7 41
  42. 42. Principais óxidos e suas aplicaçõesA água mineral e os refrigerantes gaseificados contêmgás carbônico, que reage com a água, produzindo ummeio ácido. Observe a equação desta reação:Como o CO2 é um óxido ácido e reage com bases, produzindo sale água, podemos identificar sua presença no ar expirado,borbulhando-o numa solução aquosa de Ca(OH)2 (água de cal): 42
  43. 43. Principais óxidos e suas aplicaçõesNa preparação da argamassa, a cal vivaou virgem (CaO) é misturada à água,ocorrendo uma reação que libera grandequantidade de calor:A cal virgem é obtida pelo aquecimento do CaCO3, que éencontrado na natureza como constituinte do mármore, do calcárioe da calcita: 43
  44. 44. Principais óxidos e suas aplicaçõesO peróxido de hidrogênio, ou água oxigenada, é um líquido incolor,com viscosidade semelhante à de um xarope, que explodeviolentamente quando aquecido. As soluções aquosas diluídas deperóxido de hidrogênio são de uso comum. A solução aquosa a 3%de peróxido de hidrogênio é vendida em drogarias e utilizada comoanti-séptico e alvejante. Os frascos de água oxigenada normalmentesão escuros ou opacos, pois a luz provoca sua decomposição: 44
  45. 45. Principais óxidos e suas aplicações SO2 e SO3 : Na gasolina e, principalmente, no óleo Diesel existem compostos de enxofre... ... que produzem dióxido e trióxido de enxofre ao serem queimados! ... é a grande responsável pelasA alta concentração “chuvas ácidas”.desses poluentes no ar... SO2 + H2O → H2SO3 SO3 + H2O → H2SO4 45
  46. 46. Principais óxidos e suas aplicaçõesN2O : Conhecido como gás hilariante... ... o monóxido de dinitrogênio foi uma das primeiras substâncias anestésicas descobertas. N2O5 : Juntamente com outros óxidos de nitrogênio, também é responsável por chuvas ácidas. descarga elétrica N2O4 N2O3 N2O5 N2 O2 no ar HNO3 HNO2 atmosférico 46
  47. 47. Os óxidos e os fenômenos naturais 47
  48. 48. Créditos Prof. Augusto Sérgio Químico – UFBAaugustosergio@uol.com.br Prof. Nelson Virgilio Engenheiro Químico – UFBA nelsonvcf@hotmail.com 48

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