Diferenças Entre o Oxigênio e os Demais Elementos

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Quando um metal pode existir em mais de um estado de oxidação, formando mais de um óxido, aquele com estado de oxidação mais baixo é o mais iônico e o mais básico.

Assim, CrO é básico, Cr2O3 é anfótero e CrO3 é ácido.

- Óxidos anfóteros:

Muitos metais formam óxidos anfóteros, ou seja, que reagem tanto com ácidos fortes como bases fortes. Como exemplo: BeO, Al2O3, Ga2O3, SnO, PbO e ZnO.

Al2O3 + 6HCl → 2Al3+ + 6Cl- + 3H2O

Al2O3 + 2OH- + 3H2O → 2[Al(OH)4]-

PbO + OH- → [PbO. OH]-

- Óxidos neutros:

São poucos óxidos covalentes que não apresentam características nem básicas nem ácidas. Podem ser citados: N2O, NO, CO.

Reações entre os óxidos:

As reações e as relações entre os óxidos são mais importantes até mesmo do que as suas próprias reações com água.

Se os óxidos forem dispostos numa série que vai do mais básico ao mais ácido, observa-se que quanto mais afastados estiverem dois óxidos nessa série, mais estável será o composto formado quando esses óxidos reagirem entre si.

A ordem de acidez de alguns óxidos é a seguinte:

K2O, CaO, MgO, CuO, H2O, SiO2, CO2, N2O5, SO3

Mais básico Mais ácido

Os valores das energias livres e a acidez estão relacionados. É possível prever se uma reação é possível ou não. Tomemos como exemplo:

H2SO4 + CaO → CaSO4 + H2O (CaO. SO3 = CaSO4 ,composto estável).

Já

CuSO4 + CO2 → não reage

Óxidos de Enxofre, Selênio, Telúrio e Polônio:

- Dióxido MO2:

O SO2 é produzido industrialmente em larga escala:

- Por combustão do enxofre ao ar;

- Por combustão de H2S ao ar;

- Por calcinação de minérios do grupo dos sulfetos, na presença de ar, em altos-fornos.

- Grandes quantidades são produzidas como subproduto na queima do carvão e de combustíveis fósseis, óleo combustível e gás, prejudicando muito o meio ambiente.

O SO2 é um gás incolor, com cheiro asfixiante, muito solúvel em água (encontra-se hidratado, como SO2. 6H2O).

No laboratório, o SO2 pode ser detectado:

- Pelo seu cheiro característico;

- Por tornar verde o papel de filtro umedecido com solução ácida de dicromato de potássio, devido à formação de íons Cr3+.

K2Cr2O7 + 3SO2 + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O

- Por tornar azul um papel com iodato e amido.

2KIO3 + 5SO2 + 4H2O → I2 + 2KHSO4 + 3H2SO4

Métodos de determinação de SO2 na atmosfera estão relacionados à chuva ácida. Dentre eles, podemos citar:

- Oxidação a H2SO4:

SO2 + H2O2 → H2SO4

- Reação com K2[HgCl4]:

K2[HgCl4] + SO2 + H2O → K2[Hg(SO3)2] + 4HCl

- Medida do espectro do S2 formado na combustão do SO2 numa chama de hidrogênio.

A maior parte do SO2 produzido é oxidado a SO3 no processo de contato e utilizado na fabricação de H2SO4. Quantidades menores de SO2 são usadas na obtenção de sulfitos SO32-(utilizados em alvejantes) e na preservação de alimentos e vinhos.

2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g) ∆H= -98 KJ/mol

A reação acima é exotérmica, sendo favorecida a baixas temperaturas. A formação de SO3 é favorecida pela presença de um excesso de O2 e pela remoção de SO3 da mistura. Um catalisador é utilizado para se obter um fator de conversão razoável.

O SO2 também tem sido utilizado como solvente não aquoso. SO2 não sofre auto-ionização, não possibilitando a ocorrência de reações “ácido-base”.

O gás SO2 forma moléculas discretas em forma de V, e essa estrutura é mantida no estado sólido, com ângulos de ligação de 119°30,.

[pic 3]

Os dióxidos SeO2, TeO2, PoO2 são obtidos pela combustão do elemento ao ar. O SeO2 é um sólido à temperatura ambiente. O gás apresenta a mesma estrutura do SO2, mas o sólido é formado por cadeias infinitas não planares. O TeO2 e o PoO2 cristalizam segundo duas formas iônicas.

Os dióxidos também reagem com a água diferentemente.

O SO2 é muito solúvel, mas forma SO2 hidratado e quantidades mínimas de ácido sulfuroso, H2SO3. O H2SO3 puro não pode ser isolado.

O SeO2 reage com água formando ácido selenioso, H2SeO3, que pode ser obtido num estado cristalino.

O TeO2 é quase insolúvel em água, mas se dissolve em álcalis para formar teluritos. Dissolve-se em ácidos para formar sais básicos: isso afirma seu caráter anfótero.

Ao percorrer um grupo de cima para baixo, há o aumento do caráter básico.

R-CH2-CO-R + SeO2 → R-CO-CO-R + Se + H2O

- Trióxidos MO3

O único trióxido importante é o SO3, que é fabricado em larga escala pelo processo de contato, no qual SO2 reage com O2 na presença de um catalisador. Geralmente o SO3 não é isolado, mas convertido diretamente em H2SO4. O SO3 reage vigorosamente com água, liberando uma grande quantidade de calor e formando H2SO4.

A molécula de SO3 na fase gasosa apresenta uma estrutura trigonal planar, devido à formação de três ligações ∂ e três ligações [pic 4][pic 5]deslocalizadas.

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