A partir
del texto:
Química de Todos los
Días: Un Mundo de Óxidos
Dado que el oxígeno
gaseoso es una especie química que con mucha facilidad sustrae electrones de
otras sustancias y éste es omnipresente en la biósfera, una gran cantidad de los
procesos de oxidación naturales en la Tierra involucran a este elemento; dicen
los químicos que vivimos en una atmósfera de naturaleza oxidante, de aquí el
título de este relato. No obstante, no sólo el oxígeno es capaz de oxidar a
otros compuestos químicos, existen otras sustancias oxidantes aún más potentes;
de hecho el propio oxígeno puede ser oxidado si éste se encuentra frente a una
sustancia que le pueda quitar electrones. Esto último no se ha observado de
manera natural en la Tierra, pero los químicos pueden hacerlo en sus
laboratorios. En realidad hay varias sustancias capaces de oxidar a muchos
compuestos químicos, con la misma e incluso mayor facilidad que lo hace el
oxígeno del aire [O2 ]; un ejemplo cotidiano: el ozono [O3 ]. Esta sustancia gaseosa
corresponde a una “presentación” diferente, aunque mucho menos abundante, en la
cual podemos encontrar al oxígeno en la naturaleza. El ozono es un agente
tóxico como consecuencia de su fuerte poder oxidante y se produce en las
ciudades por la acción de la luz solar sobre el dióxido que a su vez es un
contaminante generado principalmente por los automó- viles. Sin embargo, el
ozono también se produce en forma natural en las capas altas de la atmósfera
(capa de ozono) donde tiene un papel fundamental para la vida ya que neutraliza
la mortal radiación ultravioleta que proviene del espacio exterior. Otros
ejemplos de oxidantes fuertes son los conocidos limpiadores caseros del tipo
del “Cloralex”, los cuales liberan cloro atómico [Cl] que es el agente que blanquea
y decolora la ropa por su fuerte efecto oxidante sobre las manchas y los
colorantes del tejido. Pero por ahora, eso es “harina de otro costal”. Aquí
sólo queremos hablar de las sustancias estrictamente llamadas ÓXIDOS (aún por
los químicos) y que se refieren a aquéllas que se originan de la unión química
entre algún elemento químico y el oxígeno cuando éste último le quitó
electrones al primero.
Los óxidos se han estado
produciendo continuamente desde el mismo momento del origen de la Tierra, muchísimo
antes que hubiera clavos, herramientas u otros artículos metálicos elaborados
por el humano. De hecho, una buena parte de los elementos de la Tabla Periódica
de manera natural se encuentran asociados al oxígeno en formas químicas muy
estables. Una de las especies químicas más abundantes a nivel de la corteza
terrestre es el bióxido de silicio [SiO2 ], también llamado sílice o sílica por
los químicos, siendo el cuarzo una de sus formas cristalinas naturales mejor
conocida. A propósito de esto, los cristales minerales como el cuarzo están de
moda entre aquellos que creen que pueden curarse de sus males (físicos y
espirituales) al acercarlos a su cuerpo; desafortunadamente para la Medicina,
esto no puede tener mayores efectos sobre la gente que los que podría tener el
acercarse un pedazo de vidrio o un trozo de hielo. Tal vez un cristal como el
diamante u otro tipo de piedra preciosa pudiera dar cierto alivio, pero
derivado tan solo de su elevado valor monetario. En la corteza terrestre existe
una amplia variedad mineral de especies químicas llamadas genéricamente
silicatos; estos compuestos están íntimamente relacionadas con la sílice y de
hecho los silicatos pueden considerarse “sales” derivadas de ésta (ver
adelante). Esta gran abundancia de la sílice y los silicatos no es casual ya
que el oxígeno junto con el silicio son los dos elementos más abundantes de la
corteza terrestre, representando en conjunto unas tres cuartas partes del peso
de cualquier muestra del suelo (rocas, tierras, arenas, etc.). Irónicamente, el
cuarzo es tan abundante en el suelo que pisamos así como en las paredes y
techos que nos rodean (cuando contienen cemento, arena, ladrillos o tierra)
que, de acuerdo a los “sanadores” con cristales, ¡¡ todos lo seres vivos
deberíamos gozar de cabal salud !! Algún día aprendimos, en nuestros primeros
años escolares, que en la respiración de los seres superiores se produce
bióxido de carbono [CO2 ], también llamado anhídrido carbónico, que es uno de
los diferentes óxidos que puede formar el elemento carbono (otro es el tóxico
monóxido de carbono, CO). A diferencia del óxido de hierro, el bióxido de
carbono no es herrumbroso y de hecho ni siquiera lo podemos ver ni oler ya que
es un gas que nos resulta casi inodoro en bajas concentraciones. En la combustión
de pastos y bosques (que a veces ocurren en forma natural) se generan, además
del bióxido de carbono, otros óxidos gaseosos como el bióxido y el trióxido de
azufre [SO2 y SO3 ]; diferentes óxidos de nitrógeno [NO y NO2 ]; pero también
queda un residuo grisáceo, y es lo que denominamos cenizas, que corresponde
principalmente a los óxidos de potasio [K2 O]; sodio [Na2 O]; calcio [CaO];
magnesio [MgO] así como de otros elementos metálicos. En este punto podemos
destacar que los óxidos pueden ser gaseosos (por ejemplo, los de carbono,
nitrógeno y azufre), sólidos (por ejemplo, los de hierro, cobre, sodio, calcio
o silicio) e incluso, aunque con menos frecuencia, líquidos (el agua, sin
duda). Otra característica muy interesante de los óxidos es su comportamiento.
Trabajar en las actividades a través de los siguientes consignas:
a) Lea el título del texto en
grupo y relacionen la información que brindan ambos con la actividad que
realizaron previamente para que puedan anticipar el contenido de la lectura.
b) A continuación, realicen
una lectura silenciosa individual del texto.
c) Identificar los párrafos en los que se extiende esta noción
al funcionamiento de la atmósfera terrestre.
d) Según la
lectura y la actividad anterior: Identifica en el texto los párrafos que describen el concepto de óxido propiamente
dicho.
e) Realizar un resumen del
texto en forma individual. Pueden copiar y pegar los párrafos que desarrollan el concepto extendido
y la oración en la que se presenta la definición. Luego deberán trabajar en la
unión de estos para lograr un resumen del texto que funcione como texto
independiente. Para hacerlo, pueden utilizar el procesador de textos disponible
en los equipos portátiles
¿Qué aprendí con la lectura del texto? ¿Cómo lo aprendí? ¿Cuáles
fueron las actividades que me resultaron más difíciles?; ¿y las más fáciles?
¿Por qué?¿Qué me gustaría seguir estudiando acerca de ellos según la lectura
del texto?
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Óxidos Básicos
Los óxidos son compuestos binarios, es decir, formados sólo por dos elementos, uno de los cuales es oxígeno actuando con número de oxidación –2.
Si el número de oxidación del metal es x, entonces la fórmula general del óxido será M2Ox. Cuando x = 1, simplemente se escribe M2O. Veamos algunos ejemplos:
Óxidos de metales alcalinos
Recorriendo la tabla periódica de izquierda a derecha, encontramos en primer término el grupo IA (1) o de los elementos alcalinos, los que por tener un solo electrón de valencia actúan con carga +1. En este caso se necesitarán dos iones del metal para neutralizar la carga del oxígeno. En otras palabras la fórmula de estos óxidos será: Li2O, Na2O, K2O y, en general, será M2O siempre que el número de oxidación del metal sea +1.
Para nombrar estos óxidos, se sigue la siguiente regla:
oxido de (nombre del metal)
La parte variable del nombre figura entre paréntesis. Así, las sustancias anteriormente escritas se denominarán, respectivamente, óxido de litio, óxido de sodio y óxido de potasio. Es incorrecto escribir óxido de Li u óxido de Na, ya que es una mezcla de nomenclatura con símbolos.
Óxidos de metales alcalino térreos
Los metales alcalino térreos o del grupo IIA (2), por poseer dos electrones de valencia actúan con número de oxidación +2 por lo que la fórmula general de su óxido será M2O2 o MO al simplificar. MgO, CaO, BaO serían algunos ejemplos.
Óxidos del grupo del aluminio
El aluminio pertenece al grupo IIIA (13) y su número de oxidación es +3. La fórmula general de estos óxidos es M2O3. Para el caso del Al sería Al2O3.
Óxidos de los metales de transición
En el caso de los metales de transición, éstos suelen actuar con más de un número de oxidación; así, el hierro actúa con +2 y +3, originando dos óxidos diferentes: FeO y Fe2O3 respectivamente. Nótese que si se sigue la regla anterior, ambos se llamarían óxido de hierro y no se sabría a cuál de las sustancias se está haciendo referencia. Esto es incorrecto, ya que el nombre debe ser lo suficientemente claro. En este caso los nombres serán óxido de hierro (II) y óxido de hierro (III).
Para determinar la fórmula del óxido de manganeso (IV), entonces se tiene en cuenta la regla general para la fórmula de un óxido y se escribiría Mn2O4, que al simplificar queda como MnO2.
Esta nomenclatura también es utilizada con los elementos representativos que actúan con más de un estado de oxidación, grupos 13 al 16. Por ejemplo, PbO es la fórmula del óxido de plomo (II)
La nomenclatura que acaba de usarse con los óxidos se denomina nomenclatura sistemática de Stock o de numeración romana. Es la de uso más frecuente para los compuestos metálicos.
Oxido de Zinc: Se usa como pigmento e inhibidor del crecimiento de hongos en pinturas, como rellenado de llantas de goma y como pomada antiséptica 2- Oxido de Magnesio: Como antiácido para aliviar los malestares estomacales causados por el calor o la acidez estomacal
Oxido cúprico: Es usado como pigmento en cerámicas para producir azul,rojo, y verde( y a veces gris, rosa, negro)
También es usado para producir soluciones cupraminosas usadas para producir rayónOxido férrico: es un estado natural conocido como hernatita. Es purificada para su uso como soporte de almacenamiento magnético en audio e información
Dióxido de titanio: Se emplea en la industria de la pintura , en la fabricación de cremas y jabones
Oxido de calcio: Es la misma cal que se usa en la preparación de cementos y morteros, en la obtención de hipoclorito de sodio que es el material fundamental de los blanqueadores domésticos.
Oxido de plomo: (PbO), de color amarillo, el cual normalmente contieneun poco de minio, Pb2O3 (óxido doble de plomo (II) y plomo (IV), de color rojo) lo cual le confiere una tonalidad naranja al producto, utilizado comúnmente en la industria química y en cerámica.
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Método de aproximación, tanteo o inspección:
En éste método no se requiere casi ningún cálculo matemático, prácticamente es un conteo de los átomos de cada elemento tanto en los reactivos como en los productos, sin embargo, se siguen algunas reglas que facilitan el balanceo de la ecuación.
- Se contabilizan los átomos de cada elemento en los reactivos y en los productos
- Se equilibran los átomos asignando el coeficiente adecuado, comenzando por los metales, se cuntinúa con los no metales, luego el hidrógeno y por último el oxígeno.
- Una vez asignados todos los coeficientes, se verifica la igualdad.
Características al reaccionar con el agua
Los óxidos ácidos, al reaccionar con el agua, forman ácidos oxigenados, también llamados oxácidos
Que pH los identifica: Lo mas 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 acido, 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, oxígeno, etc.)
