Óxidos. Tipos y como se forman

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Hola queridos amigos de Hive.

El oxígeno es uno de los gases más abundantes en la atmosfera, representa alrededor del 21% de los gases atmosféricos, y el oxígeno es muy reactivo, casi todos los elementos naturales reaccionan con él para formar compuestos binarios de oxígeno y otro elemento, que conocemos como óxidos. De los compuestos presentes en la naturaleza solo el flúor es más electronegativo que el oxígeno, y es la única excepción, de resto la combinación de oxígeno con otro elemento se considera un óxido, así que podemos encontrar muchos tipos.


Algunos tipos de óxidos metálicos. Fuente: @emiliomoron.

El más común de los óxidos es el óxido de hierro, quizás porque todos de alguna manera luchamos contra el deterioro de las estructuras de acero, pero podemos encontrar diferentes tipos de óxidos, que de hecho son tan comunes como el óxido de hierro, por el ejemplo el anhídrido carbónico o CO2, que también se encuentra en la atmosfera, y se incluye en las bebidas gaseosas para producir la efervescencia.

¿Qué es un óxido?

Podemos decir que un óxido es una categoría de compuesto químico binario que resulta de la combinación de un elemento con uno o más átomos de oxígeno, teniendo como fórmula general ExOy, siendo E cualquier elemento.


Reacción general de los óxidos. Fuente: @emiliomoron.

Dependiendo de la naturaleza química de elemento que compone que se combina con el oxígeno pueden formarse diversos tipos de óxidos, algunos simples como el óxido ferroso (FeO) y otros más complejos que resultan de la combinación de varios óxidos, como el Pb3O4 que resulta de la combinación de varios óxidos simples del plomo con dos estados de oxidación diferentes, o como el MgAl2O4, el cual tiene más de un metal en su composición.

Pero en general la composición de los óxidos es simple y fácilmente diferenciable, es un compuesto binario cuyas características químicas vienen dadas específicamente por la presencia de oxígeno y diferencia de electronegatividad de este con el otro elemento, pudiendo ser un compuesto covalente si el elemento E es muy electronegativo, como el caso de los no metales, o más bien iónico si el elemento tiende a ser menos electronegativo; y esta propiedad viene a definir la clasificación principal delos tipos de óxidos, ya que de ello depende su capacidad de formar bases o ácidos en disolución, o los que presentan ambos comportamientos o ninguno.

Clasificación de los óxidos

Dependiendo del comportamiento químico de los óxidos en agua podemos hablar de tres tipos de óxidos: básicos, ácidos y anfóteros.

Óxidos básicos

Este tipo de óxido se forma de la combinación de un metal más oxígeno, y se caracterizan por formar compuestos de carácter iónico.

Podemos determinar experimentalmente si un óxido es básico, basta con agregar un óxido a un recipiente con agua y agregar unas gotas de un indicador de pH, por ejemplo, si añadimos trozos de óxido de magnesio en un recipiente con agua y fenoltaleina, notaremos que al cabo de un tiempo en agua comienza a teñirse de color rosado, siendo indicativo que el pH de la solución ha cambiado a básico. Óxidos de metales alcalinos como el sodio y el potasio, como son más solubles se disolverán en la solución formando hidróxidos básicos como el NaOH, los cuales tiñen de un color más intenso la solución.


En la imagen podemos observar la basicidad de las disoluciones de MgO (izquierda) y Na2O (derecha) cuando se agrega fenolftaleina a la solución. Fuente: @emiliomoron.

El cambio de pH de neutro a básico se debe al equilibrio que se establece entre el hidróxido formado en la reacción y el agua, aportando iones OH-. Por ejemplo:

Óxidos ácidos

Estos son los formados por un elemento no metálico más oxígeno, y al ser los no metales más electronegativos se caracterizan por formar compuestos covalentes, generando soluciones ácidas cuando se combinan con agua.

Igualmente podemos demostrar experimentalmente la acidez de las soluciones formadas con agua al añadir un indicador de pH a la solución, por ejemplo, si hacemos burbujear CO2 en agua, mediante la reacción de bicarbonato sódico y vinagre para luego recoger el gas, cuando este se disuelve en agua forma ácido carbónico, y la acidez se puede demoastrar ya que la fenolftaleína no cambia de color en este caso.


Preparación de disolución de CO2 mediante la recolección del gas (izquierda), prueba de acidez con fenoltaleina (derecha). Fuente: @emiliomoron.

El pH ácido en las soluciones de estos óxidos se debe al equilibrio que se establece el ácido formado en la reacción con agua, aportando iones hidronio, H+, a la solución. Por ejemplo:

Óxidos anfóteros

Estos son compuestos pueden reaccionar químicamente como ácidos o como bases según con quien reaccionen. Por ejemplo, podemos decir que el agua es el óxido de hidrogeno, H2, y su carácter anfótero se puede observar en su reacción de ionización, ya que produce tanto iones hidronio como hidroxilos.

Por otro lado, cuando los óxidos anfóteros reaccionan con un ácido, producen sal y agua, mostrando propiedades básicas, mientras que al reaccionar con los hidróxidos forman sal y agua, mostrando propiedades ácidas.

Veamos por ejemplo el óxido de zinc, ZnO.

  • El ZnO excibe propiedades básicas con el HCl:

  • Y propiedades ácidas con NaOH:

¿Y cómo se forman los óxidos?

Como ya hemos mencionado, los óxidos se forman de la combinación de un elemento, metal o no metal, más oxígeno. Y esta formación de óxidos puede darse por simple exposición de los elementos a una atmosfera rica en oxígeno, como la oxidación del hierro.


Los elementos de hierro se oxidan al estar expuestos a la atmosfera. Fuente: @emiliomoron.

En otros casos se requerirá de calor para que se lleve a cabo el proceso, como cuando se quema madera o papel, compuestos formados esencialmente de carbono:

Otro ejemplo muy común se produce al encender un fósforo o cerilla, la fricción producida al raspar la cerilla contra el raspador de la caja enciende el fósforo rojo que contiene y así se inicia la ignición de la cabeza de la cerilla, en el proceso se quema el fósforo, produciendo el respectivo óxido.


Fósforo al encenderse. Fuente: Pixabay.com.

En conclusión, aunque esencialmente la combinación de un elemento con oxígeno es óxido, el tipo y características químicas del óxido dependerá del elemento que reacciona con oxígeno, siendo diferentes según sea un metal o un no metal el que forma el óxido, lo que determinará si forma una base o un ácido al reaccionar con agua.


Bueno amigos, espero les haya gustado la información, en otro post les traeré más contenido sobre esta amplia variedad de compuestos que llamamos óxidos, ¡hasta la próxima!


Referencias

Wikipedia.com. Óxidos
Chemistry LibreTexts. Oxides
Chang Raymond (2002). Química. 7a edición McGraw-Hill, México.


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9 comments
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Oxides is one of the most common compound in the world and it is very important.

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That's right friend, they are very common and abundant, and have many applications

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Saludos @emiliomoron como dicente de química esta es una de las temáticas que mas les cuesta comprender a los estudiantes, sobre todo la parte de formulación y nomenclatura.

De allí la importancia de tu escrito, donde utilizas proceso accesible y comprensible para explicar este tipo de compuestos. Saludos

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Hola @madridbg, ciertamente el tema de los óxidos es muy amplio y a los estudiantes les puede resultar dificil identificar sus características y propiedades, por eso los docentes debemos facilitarles contenido cpmprensible. Saludos amigo!

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