Óxidos – principais características e classificação

Você sabia que os óxidos podem participar de reações químicas que aumentam a incidência do efeito estufa e a ocorrência das chuvas ácidas? Essa temática pode aparecer no seu Enem e vestibulares. Então, venha estudar Química com o Curso Enem Gratuito para aumentar seus conhecimentos!

Muitos estudantes têm dificuldade em visualizar onde as substâncias químicas aparecem na nossa vida. Por isso, vamos começar falando sobre a importância dos óxidos em nossa rotina.

Os óxidos estão presentes em nosso cotidiano. O CO2, por exemplo, é um óxido conhecido por todos. É encontrado no estado sólido como gelo seco; no estado líquido é expelido na respiração; como gás, é o principal responsável pelo efeito estufa.

Outro exemplo de óxido é o CO (monóxido de carbono), proveniente da combustão e um dos principais componentes da poluição atmosférica. Temos ainda o CaO (óxido de cálcio), conhecido como cal virgem, usada na caiação. Já o SiO2 (óxido de silício) é conhecido como sílica, está presente na areia e é usado para fabricação de vidro. E não podemos esquecer a água oxigenada, H2O2, que é uma solução aquosa usada como bactericida.

Mas o que são óxidos?

Os óxidos são substâncias binárias (formados por 2 elementos), que possuem o elemento oxigênio ligado a outro elemento químico. O oxigênio é o elemento mais eletronegativo, apresentando carga elétrica igual a -2.

Os compostos binários de flúor e oxigênio, como o OF2 e o O2F2 não são óxidos, e sim sais. Pois o flúor é o único elemento mais eletronegativo que o oxigênio. Lembre da posição dele na tabela periódica: o flúor é o primeiro elemento da família 17, já o oxigênio é o primeiro da família 16.

Os óxidos podem ser classificados como:

a) Óxidos básicos: são formados por meio de ligação iônica entre o oxigênio e um elemento muito eletropositivo, como os metais alcalinos e alcalinos-terrosos, ou alguns metais de transição. Estes óxidos ao reagirem com a água produzem base.

Exemplos:

Na2O(s)   +   H2O(l)  → 2 NaOH(aq)

MgO(s)  +  H2O(l)   →  Mg(OH)2(aq)

Ou quando reagem com um ácido, formam sal e água:

CaO     +   2 HNO3    →      Ca(NO3)2    +    H2O

b) Óxidos ácidos: são formados por meio de ligação covalente entre o oxigênio e um elemento de alta eletronegatividade, como os ametais. São chamados de óxidos ácidos porque ao reagirem com a água formam ácido.

Exemplos:

SO3(s)    +  H2O(l)     →       H2SO4(aq)

CrO3(s)    +    H2O(l)      →        H2CrO4(aq)

Ou quando reagem com uma base, formam sal e água.

SO3    +    2 NaOH      →      Na2SO4    +     H2O

c) Óxidos neutros: são óxidos covalentes que não possuem caráter ácido nem básico; não reagem com a água e nem com ácidos e bases. Exemplo: Co; NO e N2 O N2O é o monóxido de dinitrogênio, chamado de óxido nitroso, gás do riso ou hilariante. É um gás usado como anestésico inalável por dentistas.

O NO é o monóxido de nitrogênio, conhecido como óxido nítrico. É sintetizado no organismo humano e está relacionado à manutenção inicial da vida através do controle da circulação placentária e indução das contrações uterinas no trabalho de parto. É também um neurotransmissor que atua na memória e no aprendizado.

O CO é o monóxido de carbono, um gás incolor, inodoro, inflamável e extremamente tóxico e venenoso aos seres humanos e animais. Seu papel tóxico resulta da ligação desta molécula com o ferro presente na hemoglobina, que impede o transporte de oxigênio pelo organismo, causando asfixia.

É o que pode ocorrer quando você permanece com o carro ligado em um ambiente fechado e sem ventilação, como uma garagem pequena e continua dentro desse ambiente. Você pode morrer asfixiado sem perceber, já que o primeiro efeito da contaminação pelo monóxido de carbono é a sonolência, seguido de desmaio.

d) Óxidos anfóteros: esses óxidos não reagem com água. Possuem caráter intermediário entre o iônico e o covalente. São formados por elementos de eletronegatividade média ( metais ou semimetais). Apresentam comportamento ambíguo: às vezes agem como óxidos básicos, outras vezes agem como óxidos ácidos, conforme o meio ou a substância com a qual estão em contato.Exemplo: ZnO; PbO;Al2O

ZnO   +   2 HCl     →    ZnCl2    +   H2O

ZnO   +  2 NaOH    →   Na2ZnO2    +    H2O

e) Óxidos duplos ou mistos: resultam da combinação de dois óxidos de um mesmo elemento químico. Possuem uma fórmula geral que pode ser esquematizada: E3O4 (onde E representa um metal qualquer).

Exemplos:

Fe3O4 (magnetita) = associação dos óxidos: FeO e Fe2O3. O elemento E apresenta dois valores diferentes de NOX na fórmula: o Fe pode ter NOX +2 e +3.

Pb3O4 = tetróxido de trichumbo = resulta da associação:  2PbO e PbO2.

Mn3O4 = tetróxido de trimanganês = resulta da associação:  MnO e Mn2O3.

Os óxidos mistos reagem com ácidos, com bases e com a água.

f) Peróxidos: nestes elementos, o oxigênio apresenta NOX igual a -1, devido à formação da estrutura:

( —–O-1—— O-1—–)-2       ou O2-2

Os elementos que formam peróxidos são: hidrogênio, metais alcalinos, metais alcalinos-terrosos, prata e zinco. Ao reagirem com água ou com ácidos diluídos, produzem água oxigenada (H2O2). Exemplo: Li2O2; K2O2; Na2O2; CaO2; BaO2.

Sua nomenclatura pode ser representada por:

peróxido  +  de  +  nome do elemento.

Na2O2 =  peróxido de sódio

CaO2 = peróxido de cálcio

→ Os peróxidos que reagem com água formam base e peróxido de hidrogênio.

→ Os peróxidos que reagem com ácido, produzem sal e peróxido de hidrogênio.

Na2O2   +    2 H2O     →     2 NaOH  +   H2O2

Na2O2   +    H2SO4     →     Na2SO4    +    H2O2

A nomenclatura dos óxidos

a) Quando são óxidos moleculares, são chamados de “óxido de elemento”, sendo que antes da palavra óxido e do nome do elemento, pode-se colocar os indicativos da quantidade de oxigênios presentes na fórmula: mono, di, tri, tetra, penta. Exemplo: CO2 = dióxido de carbono; N2O5 = pentóxido de dinitrogênio; Cl2O7 = heptóxido de dicloro.

b) Nos óxidos iônicos, a palavra óxido aparece seguida da preposição de mais o nome do elemento associado:

I) óxido +   de   +  nome do cátion

II) Exemplo: Na2O = óxido de sódio e CaO = óxido de cálcio

c) Quando há formação de dois cátions diferentes por parte do elemento metal, a distinção pode ser feita de forma semelhante ao que é feito com as bases e sais:

Exemplo:  FeO  = óxido de ferro II (óxido ferroso)

Fe2O3 =  óxido de ferro III (óxido férrico)

Muita informação? Então vamos assistir um vídeo para tirar nossas dúvidas?

E agora vamos testar nossos conhecimentos e realizar alguns exercícios juntos e outros separados:

1) (Vunesp-Sp) Sabe-se que a chuva ácida é formada pela dissolução, na água da chuva, de óxidos ácidos presentes na atmosfera. Entre os tipos de óxidos relacionados, qual é constituído apenas por óxidos que provocam a chuva ácida?

a) Na2O e NO2

b) CO2 e MgO

c) CO2 e SO3

d) CO e NO2

e) CO e NO

Gabarito: C

Resolução: o CO2 reage com a água e forma uma solução ácida; o SO3 reage com a água e forma o H2SO4.

2) (UFRGS) A alternativa que apresenta a reação entre um óxido ácido e um básico, produzindo um sal de caráter básico é:

a) ZnO +  Na2O   →   Na2ZnO2

b) SO3 +  CaO     →     CaSO4

c) Na2O + CO2    →   Na2CO3

d) K2O +   Cr2O3    →    2 KCrO2

e) Al2O3 +   K2O    →     2 KAlO2

Gabarito: C 

Resolução:  os óxidos ácidos reagem com a água e produzem como produto ácido. Os óxidos básicos reagem com a água e formam bases. ZnO, Cr2O3 e Al2O3 são anfóteros. Na2O = óxido básico e CO2 = óxido ácido, forma o Na2CO3 que é um sal de caráter básico.

Agora resolva os exercícios sozinho(a):

3) (UERJ – 2015) Representado pela fórmula química CO, o monóxido de carbono é um gás incolor e inodoro, proveniente da combustão incompleta de combustíveis fósseis (carvão mineral, petróleo e gás natural). Se inalado em altas concentrações pode matar por asfixia. Isso ocorre porque, ao ser inspirado, o CO é capaz de estabelecer ligações químicas altamente estáveis com a hemoglobina das hemácias, formando a carboxiemoglobina (HbC), o que as impossibilita de transportar oxigênio em todo o processo de respiração. O óxido citado no trecho anterior pode ser classificado:

a) ácido

b) básico

c) neutro

d) anfótero

Gabarito: C

4) (PUC – 2015) A emissão de óxidos ácidos para a atmosfera vem crescendo cada vez mais nas últimas décadas. Eles podem ser emitidos através de fontes naturais, tais como a respiração animal e vegetal, erupções vulcânicas e decomposição de restos animais e vegetais. No entanto, o fator agravante é que alguns óxidos ácidos são liberados também na combustão de combustíveis fósseis, como os derivados do petróleo. Sobre óxidos ácidos e suas implicações ambientais é correto afirmar que:

a) óxidos ácidos são substâncias moleculares formadas, principalmente, pelo enxofre e pelo nitrogênio e que, ao entrarem em contato com a água, reagem formando ácidos, por exemplo: sulfuroso, sulfúrico, nítrico e nitroso.

b) o gás carbônico (CO2) e o monóxido de carbono (CO) são exemplos de óxidos que reagem com a água, formando ácidos.

c) óxidos ácidos são substâncias iônicas, formadas pela ligação de metais ( principalmente alcalinos e alcalinos terrosos) com o oxigênio.

d) o trióxido de enxofre neutraliza o hidróxido de sódio na proporção molar de 1:1.

Gabarito: A

5) (Cesgranrio-2014) Considere os óxidos A, B e C e suas características abaixo:

A = gás incolor, de caráter ácido, cujas moléculas são apolares. O excesso na atmosfera é o principal responsável pelo efeito estufa.

B = gás incolor, extremamente tóxico, cujas moléculas são polares. forma-se na queima (combustão) incompleta de combustíveis, como a gasolina.

C = gás incolor, de cheiro forte e irritante. Sofre oxidação em contato com o oxigênio do ar e o produto formado pode reagir com a água, originando a chuva ácida.

Os gases A, B e C, de acordo com suas características, correspondem, respectivamente a:

a) H2S ; O3 e SO2

b) NO2; CO  e CO2

c) CO2; CO  e  SO2

d) HCl; O2   e NH3

e) CO2; N2   e O3

Gabarito: C

Sobre o(a) autor(a):

Texto elaborado por Roseli Prieto, professora de Química e Biologia da rede estadual de São Paulo. Já atuou em diversas escolas públicas e privadas de Santos (SP). É Gestora Ambiental e Especialista em Planejamento e Gestora de cursos a distância.