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Óxido

Óxido
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Oxido plantilla.JPG
Concepto:Combinaciones binarias de un metal con el oxígeno, en las que el oxígeno tiene número de oxidación –2.
Óxido.Compuesto binario de oxígeno con otro elemento. Los óxidos se han preparado básicamente con todos los elementos, excepto los gases nobles. A menudo, se pueden preparar óxidos diferentes de un elemento determinado. Cierto número de ellos existe en la corteza terrestre y en la atmósfera: dióxido de silicio (SiO2) en el cuarzo; óxido de aluminio (A12O3) en el corindón; óxido de hierro (Fe2O3) en la hematita; dióxido de carbono (CO2) en forma de gas; y agua (H2O).

Proceso de formación

La mayor parte de los elementos reaccionan con oxígeno en condiciones apropiadas de presión y temperatura, y varios óxidos se pueden preparar directamente. Casi todos los metales reaccionan con el oxígeno lentamente a la temperatura ambiente ya que primero se forma una película de óxido que protege al metal. Los óxidos de los metales alcalinos y alcalinotérreos, exceptuados el berilio y el magnesio, son porosos cuando se forman en la superficie metálica y proporcionan poca protección contra la oxidación, aun a la temperatura ambiente. El oro es excepcional por su resistencia al oxígeno, y su óxido (Au2O3) se debe preparar por métodos indirectos. Los otros metales nobles, aunque suelen ser resistentes al oxígeno, reaccionan a temperaturas altas para formar óxidos gaseosos.

Propiedades físicas de los óxidos

Las propiedades físicas de los óxidos son extraordinariamente variadas. Algunos son gaseosos a temperatura ambiente, como el dióxido de carbono; otros por el contrario son sólidos de elevadas temperaturas de fusión, como los óxidos de magnesio y de calcio y otros son líquidos a temperatura ambiente, como el agua.

La solubilidad y el color varían de un óxido a otro.

Clasificación de los óxidos

Tabla 1oxidos.JPG
  • Óxidos básicos: Son formados por metales. El metal presente en su fórmula puede presentar carga eléctrica +1 y +2, o sea, poseer carácter iónico. Ejemplos: Na2O (óxido de sodio), BaO (óxido de bario).
  • Óxidos neutros: Son compuestos por no metales. No reaccionan con agua, ácido o base, en razón del enlace covalente que une sus componentes; de ahí el por qué de ser llamados óxidos inertes. Ejemplos: monóxido de dinitrógeno (N2O) y monóxido de carbono (CO).
  • Óxidos ácidos: También conocidos como anhídridos de ácidos, son formados por no metales y presentan carácter covalente. En la presencia de agua, producen ácidos y en la presencia de bases, origina sal y agua. Ejemplo: CO2 (dióxido de carbono o gas carbono) y el SO2 (dióxido de azufre)
  • Óxidos dobles o mixtos: La combinación de dos óxidos de un mismo elemento, da origen a este tipo de óxidos. Ejemplo: magnetita (Fe2O4), unión de los óxidos de hierro (Fe) y oxígeno (O).
  • Óxidos anfóteros: Presentan ambigüedad, en la presencia de un ácido se comportan como óxidos básicos y en la presencia de una base, como óxidos ácidos. Ejemplos: óxido de aluminio (Al2O3 ) y el óxido de zinc (ZnO).
  • Peróxidos: Compuestos que poseen en su fórmula el grupo (O2)2- . Los peróxidos más comunes son formados por hidrógeno, metales alcalinos y metales alcalinos térreos. Ejemplos: agua oxigenada (H2O) y peróxido de sodio (Na2O2).

Nomenclatura química

Nombres

Los óxidos pueden nombrarse de acuerdo a dos criterios:

  • Atendiendo al número de átomos representados en la fórmula química. Este se usa preferentemente para nombrar los óxidos no metálicos.
  • Expresando el número de oxidación del elemento químico, unido al oxígeno en el óxido cuando este es variable. Este se usa preferentemente para nombrar los óxidos metálicos.

Óxidos no metálicos

Para nombrar los óxidos no metálicos se utilizan los prefijos mono, di, tri, tetra, etc, según el número de átomos de cada elemento en la fórmula química. Estos prefijos se colocan delante de la palabra genérica óxido y del nombre del elemento no metálico, precedido este ultimo de la preposición "de". El prefijo "mono", delante del nombre del no metal, suele omitirse.

Ejemplos:
Oxidostabla 2.JPG

Óxidos metálicos

Para nombrar los óxidos metálicos se escribe la palabra genérica óxido, seguida de la preposición "de" y a continuación el nombre del elemento metálico. Cuando el elemento metálico tiene más de un número de oxidación, se coloca un número romano entre paréntesis, después del nombre, indicando el valor de este.

Otros criterios

OxidosTabla 3.JPG
Hay autores que utilizan otros criterios para nombrar óxidos y para ello utilizan 3 nomenclaturas: tradicional, sistemática y stock.

Sistemática

Los óxidos, tanto ácidos como básicos se nombran escribiendo delante de la palabra óxido y del nombre del elemento, unos prefijos que indican el número de átomos del mismo elemento que tiene en esa molécula.

OxidosTabla 4.JPG
La nomenclatura se aplica a la fórmula que ya está simplificada. El prefijo "mono" puede suprimirse; esto significa que si un elemento no tiene prefijo solo interviene un átomo de ese elemento en la misma fórmula.

Ejemplos:As2S3 (trisulfuro de diarsénico); PF5 (pentafluoruro de fósforo).

Stock

Los óxidos, tanto ácidos como básicos se nombran mediante las palabras "óxido de", seguida del nombre del elemento y un paréntesis donde se pone la valencia del elemento en números romanos, tal y como estaba al principio sin simplificar. Si un elemento tiene solo una valencia no se pone paréntesis.

Ejemplos:Fe2O3 (óxido de hierro III); SO3 (óxido de azufre (VI); FeO (óxido de hierro II); Na2O (óxido de sodio).

Tradicional

Para los óxidos básicos:

  • Si el metal con el que se combina tiene una sola valencia, se nombran con las palabras óxido de, y el nombre del metal con el que se combina.Ejemplos: CaO (óxido de calcio); Na2O (óxido de sodio).
  • Si el metal con el que se combina tiene dos valencias, se pone como en el de una valencia pero el nombre del metal acaba en oso cuando actúa con la valencia menor y en ico cuando actúa con la valencia mayor y se le quita el prefijo "de".

Ejemplos: FeO (óxido ferroso, el hierro tiene en este caso valencia 2 y se simplifica); Fe2O3 (óxido férrico, el hierro tiene en este caso valencia 3).

Para los óxidos ácidos:

  • Si el no metal con el que se combina tiene una sola valencia se nombran con las palabras óxido de, y el nombre del metal con el que se combina acabado en ico.Ejemplos: B2O3 (óxido bórico.
  • Si el no metal con el que se combina tiene dos o más valencias, se ponen al nombre las siguientes terminaciones:
OxidosTabla 5.JPG

Ejemplos: Br2</sub<subO5 (óxido brómico); Cl2O7 (óxido brómico).

Notación química

Fórmulas

Al escribir la fórmula química de los óxidos no metálicos, se escribe primero el símbolo del elemento no metálico y a continuación el del oxígeno. Se colocan subíndices de acuerdo con el número de átomos que hay de cada elemento químico.

OxidosTabla 6.JPG

Para escribir la fórmula química de los óxidos metálicos se debe conocer el número de oxidación del elemento metálico y recordar que el del oxígeno es siempre 2-.Con estos datos se procede de la forma siguiente:

OxidosTabla 7.JPG

Este procedimiento también es aplicable a los óxidos no metálicos.

Aplicaciones de los óxidos

Desde tiempos remotos, el hombre se dedicaba a pintar sobre las rocas y las paredes de las cuevas que habitaba, para lo cual empleaba suspensiones acuosas u oleaginosas de sustancias coloreadas. Muchas de estas sustancias eran óxidos. El uso de los óxidos (naturales en la mayoría de los casos) para la fabricación de pinturas, llega hasta nuestros días. Algunos de los óxidos que se emplean son:

  • ZnO ------ Blanco de zinc, Blanco de China, Blanco de Nieve, Lana Filosófica, Espartalina, Pomfolix.
  • TiO2 --------- Blanco de titanio
  • Sb2O3 ------- Blanco de antimonio
  • Pb3O4 --------Minio, Rojo de París, Cinabrio de Saturno.
  • Cr2O3 --------Óxido de cromo verde
  • Co3O4 --------Negro cobalto
  • Cu2O ------Oxido Cuproso, Cobre Rojo, Cuprita
  • Fe2O3 ---------Hematites Roja, Minio de Hierro, Magisterio de Marte, Moreno de Van Dick, Almagre, Calcotar, Azafrán de Marte
  • Fe3O4--------- Magnetita, Azafrán de Lemery

Aplicaciones concretas

  • La sílice (cuarzo), en sus múltiples variedades (ágata, amatista, ónice, cristal de roca, etc.), se emplea para fines ornamentales. Las arenas silíceas son materia prima para la fabricación de vidrio. El cuarzo se emplea para la fabricación de materiales de construcción (cemento, hormigón, etc.).
  • Los óxidos de arsénico se usan en la industria del vidrio. También se emplean para la preparación de venenos, colorantes y productos agroquímicos. En medicina se administran pequeñas dosis para ciertos tratamientos.
  • El óxido de cobre rojo (cuprita) se añade a los vidrios para darles coloración roja.
  • El óxido de magnesio (periclasa, magnesia calcinada) sirve para la preparación de carbonatos básicos de magnesio y de morteros resistentes al agua. Su uso mayoritario está en la fabricación de materiales refractarios. Se utilizan en la fabricación de abonos y en la preparación de medicamentos contra la acidez de estómago. Se usa como antídoto para muchos tipos de intoxicaciones.
  • El óxido de cinc natural (cincita) se emplea el producto sintético, tanto para la fabricación de pinturas y colorantes, como para la preparación de pomadas antisépticas y productos de cosmética.
  • Los óxidos de aluminio, además de ser mena de aluminio, son empleados como gemas (zafiro, rubí). El esmeril (variedad del corindón) se emplea para trabajar metales y aleaciones de gran dureza. En la industria cerámica se emplean bolas de alúmina para la molienda de cuarzos y feldespatos.
  • Los óxidos de plomo son minerales raros y por lo tanto se emplean los obtenidos por síntesis. Se usan en la fabricación de vidrio (vidrio de calidad), en la fabricación de sales de plomo y colorantes diversos.
  • Los óxidos de bismuto se usan como colorantes en pinturas y esmaltes. También sirven para la fabricación de vidrios de calidad óptica.
  • Los óxidos de manganeso son menas de este metal. La pirolusita se usa como colorante en la industria del vidrio, pues al oxidarse a permanganato toma coloración violeta. El color violeta es complementario del amarillo y elimina tal coloración en los vidrios que contienen hierro Fe+3. También se emplea para la fabricación de pilas secas y en la obtención del cloro.
  • El óxido mercúrico (montroidita), dada su rareza, no se usa en estado natural, si no que se obtiene artificialmente. Se utiliza en medicina para la preparación de pomadas de uso oftalmológico y dermatológico.

Fuentes