9. UNIDAD FUNCIÓN OXIDO . TEORIA EJERCICIOS

ACTIVIDAD 1

Marco teórico

Química Inorgánica: la química inorgánica se encarga de estudiar la formación, estructura, reacción de compuestos inorgánicos es decir, aquellos que no están constituidos por enlaces carbono-hidrogeno o enlaces carbono-carbono, y pueden ser considerados de tipo inerte .Estos suelen estar constituidos en su mayoría por lo elementos conocidos. Por ejemplo:

-Una molécula de agua H2O constituido por dos átomos de hidrogeno y uno de oxígeno.

-Una molécula de amoniaco NH3 está constituida por un átomo de nitrógeno y tres de hidrogeno

A diferencia de los compuestos orgánicos que se forman de manera natural en animales y vegetales, estos suelen ser la consecuencia de distintos fenómenos como la luz solar, la radiación, el agua, el oxígeno entre otros. Sus enlaces se caracterizan por ser de tipo iónico y covalente

Los compuestos inorgánicos han sido clasificados según su función química (grupo de sustancias compuestas que se encuentran agrupados por tener propiedades semejantes). Las funciones químicas inorgánicas que podemos encontrar son cuatro y son: óxidos, ácidos, bases y sales

Función química

Se denomina función química al conjunto de compuestos químicos, con propiedades comunes permitiendo así diferenciarlos de los demás. Las funciones inorgánicas más importantes son:

1. Hidruros

2. Óxidos

3. Hidróxidos

4. Ácido

5. Sales

Función Óxido

Los óxidos son compuestos cuya molécula está formada por el oxígeno y otro elemento químico cualquiera (compuesto binario). Este otro elemento puede ser un metal, un no metal o un semi-metal.

Óxidos Metálicos

Son los óxidos donde el elemento diferente del oxígeno es un metal. En este caso el compuesto es iónico. El anión O2 se llama óxido y el nombre compuesto será:

Oxido con nombre del Elemento + Valencia

Ejemplos:

Na1+ O2– quedará Na2O o bien, óxido de Sodio

Co2+ O2– quedará CoO o bien, óxido de cobalto II (debe ser mencionado pues también existe cobalto III)

Pb4+ O2– quedará PbO2 u óxido de Plomo IV (para no ser confundido con el Plomo II = Pb2+)

El óxido de aluminio deberá tener varios átomos de este material y del oxígeno en cantidad tales que la molécula, en su total, tenga cargas eléctricas positivas y negativas iguales (todos los átomos hacen todos sus enlaces).

Al2O3: Un truco práctico es que cuando las valencias fuesen diferentes, utilízalas como índices de los átomos.

Algunos metales poseen dos o más valencias diferentes. En este caso ofrecemos un sobrenombre en algoritmo romano al metal indicando su valencia:

FeO donde Fe2+ O2- óxido de hierro II

Fe2O3 donde Fe23+ O32- óxido de hierro III

PbO donde Pb2+ O2- óxido de plomo II

PbO2 donde Pb4+ O22- óxido de plomo IV

Propiedades:

1. Los óxidos están unidos por enlace iónico.

2. Los óxidos cuya función química es (O-2), siendo compuestos binarios se combinan con el agua para producir compuestos ternarios.

3. Los óxidos ternarios producen las BASES de ahí el nombre alterno de ÓXIDOS BÁSICOS

MgO          +                   H2O -->                     Mg(OH)2

(Óxido de magnesio)                           (Hidróxido de Magnesio)

 Óxidos No metálicos

Son aquellas que presentan elementos no metálicos ligados al oxígeno. Los elementos no metálicos no pierden electrones, por tanto no existen cargas eléctricas positivas (+) y negativas (-). La unión entre los átomos ocurre por entrelazamiento de electrones (pares electrónicos). Representamos a través de un guion medio (-) para cara par electrónico. Algunos elementos pueden “prestar” pares electrónicos al oxígeno, los cuales representamos a través de una pequeña flecha (=> )

Formación

Un óxido ácido es un compuesto químico binario que resulta de la combinación de un elemento no metal con el oxígeno.

No metal + oxígeno = óxido ácido

Que características presentan al reaccionar con el agua: Los óxidos ácidos, al reaccionar con el agua, forman ácidos oxigenados, también llamados oxácidos

Que pH los identifica: Lo más fácil es detectar por medidas de pH. A una solución desconocida un el pH ( o sea el nivel de acidez) con un peachímetro o con un indicador ( que cambie de colora determinados pH) si el PH es menor a 7 es un ácido, mayor a 7 una base o hidróxido y si es aproximadamente 7 es un oxido

-En que consiste la lluvia acida. ¿Cómo se forma? , ¿Cómo puedes solucionar el efecto nocivo de la lluvia acida?:

La lluvia ácida se forma cuando la humedad en el aire se combina con los óxidos de nitrógeno y el dióxido de azufre emitidos por fábricas, centrales eléctricas y vehículos que queman carbón o productos derivados del petróleo. En interacción con el vapor de agua, estos gases forman ácido sulfúrico y ácidos nítricos. Finalmente, estas sustancias químicas caen a la tierra acompañando a las precipitaciones, constituyendo la lluvia ácida.

Entre las medidas que se pueden tomar para reducir la emisión de los contaminantes precursores de éste problema tenemos las siguientes:

Reducir el nivel máximo de azufre en diferentes combustibles.

Trabajar en conjunto con las fuentes fijas de la industria para establecer disminuciones en la emisión de SOx y NOx, usando tecnologías para control de emisión de estos óxidos.

 Impulsar el uso de gas natural en diversas industrias.

 Introducir el convertidor catalítico de tres vías.

La conversión a gas en vehículos de empresas mercantiles y del gobierno.

Ampliación del sistema de transporte eléctrico.

 Instalación de equipos de control en distintos establecimientos.

 No agregar muchas sustancias químicas en los cultivos.

Adición de un compuesto alcalino en lagos y ríos para neutralizar el pH.

 Control de las condiciones de combustión (temperatura, oxigeno, etc.).

Nomenclatura

Existen tres nomenclaturas para los compuestos químicos:

Nomenclatura tradicional: Primero se escribe el nombre genérico que en este caso es "anhídrido". El resto del nombre dependerá de la cantidad de estados de oxidación que presente dicho elemento.

Si presenta un estado de oxidación, continúa el nombre del no metal. Ej: B₂O₃ = Anhídrido de Boro.

Si presenta dos estados de oxidación, el nombre del no metal puede terminar en «oso» (si es el menor) o en «ico» (si es el mayor). Ej:el carbono presenta dos estados de oxidación, +2 y +4, en el primer caso: CO = Anhídrido Carbonoso;y en el segundo CO₂ = Anhídrido Carbónico.

Si presenta tres estados de oxidación, el nombre del no metal puede verse modificado de la siguiente manera: ...oso para el menor;...ico y per...ico para el mayor. Ej:

Cuando el manganeso actúa como no metal, tiene tres estados de oxidación: +4, +6 y +7, las fórmulas moleculares y nomenclaturas correspondientes son:

MnO₂ = Anhídrido manganoso

MnO₃ = Anhídrido mangánico

Mn₂O₇ = Anhídrido permangánico.

Si presenta cuatro estados de oxidación, el nombre del no metal puede modificarse de la siguiente manera: hipo...oso para el menor;...oso;...ico y per...ico para el mayor. Ej: el cloro presenta cuatro estados de oxidación: +1, +3, +5 y +7, las fórmulas moleculares y nomenclaturas correspondientes son:

Cl₂O = Anhídrido hipocloroso.

Cl₂O₃ = Anhídrido cloroso.

Cl₂O₅ = Anhídrido clórico.

Cl₂O₇ = Anhídrido perclórico.

Nomenclatura Sistemática

(por atomicidad): los óxidos ácidos se nombrarán en función de la cantidad de átomos que presenta el compuesto en su fórmula molecular. Primero se hará referencia al oxígeno y luego al no metal. Para ello se usarán prefijos: -mono (para uno, sólo se utiliza para el oxígeno), -di (para dos), -tri (para tres), etc. Ej:

Cl₂O = Monóxido de dicloro.

Cl₂O₃ = Trióxido de dicloro.

Cl₂O₅ = Pentóxido de dicloro.

Cl₂O₇ = Heptóxido de dicloro.

Nomenclatura de Stock: 
Se utiliza el nombre genérico "óxido", luego se indica el nombre del elemento y finalmente se coloca entre paréntesis y en números romanos el estado de oxidación correspondiente. Ej: 23 También el Boro puede ser usado como ejemplo.

Cl₂O = Óxido de cloro (I).

Cl₂O₃ = Óxido de cloro (III).

Cl₂O₅ = Óxido de cloro (V).

Cl₂O₇ = Óxido de cloro (VII).

 Ejercicios de aplicación

 1  Indique el número de óxidos básicos y óxidos ácidos respectivamente en la siguiente tabla: 

a) Fe2O3

b) CO

c) SO3

d) CuO

e) NO2

f) Na2O

g) MgO

Ejercicio 2:

Se disponen de los siguientes óxidos básicos: Na2O ,  BaO , Li2O , PbO2

¿Qué nombres están bien formulados según la nomenclatura tradicional?

a) Na2O :  óxido sódico

b) BaO :  óxido barioso

c) Li2O : monóxido litoso

d) PbO2 : óxido plúmbico

 3 Indique el número de óxidos básicos y óxidos ácidos respectivamente en la siguiente tabla:

Bloque 1: Compuestos binarios

 Óxidos metálicos CuO

 Bloque 1: Compuestos binarios

Óxidos metálicos

CuO   ...................................................................................................................

Cu2O..................................................................................................................

FeO....................................................................................................................

Fe2O3................................................................................................................

CaO   ...................................................................................................................

Óxido de mercurio (II)........................................................................................

Óxido de litio......................................................................................................

Monóxido de manganeso   ..................................................................................

Óxido de bario   ...................................................................................................

Óxidos no metálicos

CO2   ........................................................................................................................

I2O5   ........................................................................................................................

SO2    ....................................................................................................................

Cl2O7   ...............................................................................................................

SO3     ........................................................................................................................

Trióxido de dicloro   .............................................................................................

Óxido de bromo (III)        ...................