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![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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24 xidos-2-1216605956716891-8
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.
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- 2.
- 3. Introdução • Os óxidossão substâncias presentes no nosso dia-a- dia. Um bom exemplo de óxido é o gás carbônico, expelido na respiração, principal responsável pelo efeito estufa. 3
- 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. 4
- 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. 5
- 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. 6
- 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) 7
- 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 8
- 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. 9
- 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 11
- 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 13
- 14. Principais óxidos esuas 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 14
- 15. Principais óxidos esuas 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): 15
- 16. Principais óxidos esuas 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: 16
- 17. Principais óxidos esuas 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: 17
- 18. Principais óxidos esuas 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 18
- 19. Principais óxidos esuas 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 19
- 20. Os óxidos eos fenômenos naturais 20
- 21. Vídeo : “chuvaácida” 21
- 22.
- 23. Créditos Prof. Nelson Virgilio Engenheiro Químico – UFBA nelsonvcf@hotmail.com Prof. Augusto Sérgio Químico – UFBA augustosergio@uol.com.br 23
Notas do Editor
- #2 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
- #21 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.
- #22 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.