Con este material reconocerás y entenderás la importancia
del oxígeno en el proceso de reacción con metales y no metales. Dicho proceso, conocido como oxidación,
lo podemos observar en las tuberías, en la herrería y es relevante en las
industrias de la construcción y marítima, ya que ésta última tiene un gasto de
millones de pesos al año para combatirla. La oxidación también tiene que ver
con la combustión que usas a diario al calentar alimentos en la estufa ó el
agua para bañarte, así como la que ocurre en el motor de los automóviles y, en
la síntesis de algunos medicamentos.
Reacciones de oxígeno
El oxígeno es el elemento más abundante en
el planeta Tierra, constituye aproximadamente el 50% en masa de la corteza
terrestre y forma el 21% en volumen de la atmósfera; es componente activo del
aire, se encuentra presente en el agua y como óxidos con otros elementos.
Reacciona tanto con metales como con no metales y, entre los no metales es el
segundo en reactividad química, después del flúor.
Existen dos alótropos del oxígeno, el más
común es la molécula biatómica O2, el otro es el ozono que es una
molécula triatómica, O3.
Todo fenómeno químico puede ser representado a través de una ecuación
química , que nos muestra los cambios que se llevan a cabo, así
podemos describir las variaciones que se realizan cuando se oxidan los
elementos metálicos y no metálicos en
presencia de oxígeno y con el auxilio de la energía calorífica.
Un ejemplo de las reacciones del oxígeno con un metal, es la
que ocurre con el magnesio al someterlo a la reacción de oxidación en una flama,
pues desprende una intensa luz blanca y se convierte en un sólido blanco muy
frágil; el producto de esta reacción es un óxido metálico llamado óxido
de magnesio.
El producto final tiene un coeficiente 2 precediendo a la
fórmula MgO, ésta es la fórmula mínima del óxido del magnesio, pero ¿a
qué se debe?
Si se considera que la fórmula se escribe como el resultado
del entrecruzamiento de valencias, en el ejemplo (2+) para el magnesio (Mg) y
(2-) para el oxígeno (O), se representa la fórmula como Mg2O2entonces
¿por qué se escribe simplemente como MgO?
Porque al escribir las fórmulas, se considera la expresión
mínima a través de su mínimo común divisor, en este caso al dividir
2/2=1,
La fórmula de un compuesto tiene que ser eléctricamente neutra, esta condición
se cumple para el óxido de magnesio MgO (2+)(2-)= 0 .
Todo cambio químico puede ser descrito a
través de una ecuación que nos muestra las transformaciones que ocurren
cuando interactúan dos o más sustancias entre sí. De esta forma podemos describir
las variaciones que se realizan cuando se oxidan los elementos no metálicos en
presencia de oxígeno y con el auxilio de la energía calorífica.
Reacciones de óxido con agua
Después de la formación de los óxidos correspondientes tanto
metálicos como no metálicos, es factible combinarlos con agua para formar
nuevos compuestos. En el caso de los óxidos metálicos cuando interactúan con
agua forman hidróxidos
Reglas de nomenclatura
La nomenclatura química es un conjunto de reglas que se
aplican para nombrar y representar con símbolos y fórmulas a los elementos y
compuestos químicos. Actualmente se aceptan tres sistemas de nomenclatura donde
se agrupan y nombran a los compuestos inorgánicos:
Sistema de nomenclatura
estequimétrico ó sistemático de la Unión Internacional de
Química Pura y Aplicada, (IUPAC).
Sistema de nomenclatura
funcional, clásico ó tradicional.
Sistema de nomenclatura Stock
Nomenclatura Stock
Se nombra con la palabra genérica óxido seguido
de la preposición de enseguida el nombre del metal con
el que se combinó, por ejemplo: óxido de calcio.
En este ejemplo hay posibilidad de obtener el mínimo común
divisor entre los valores por lo que se obtiene: CaO -óxido de calcio-.
Cuando el metal presenta más de una valencia se nombran con
la palabra genérica óxido seguida de la preposición de y
después el nombre del metal, escribiendo entre paréntesis con número romano el
valor de la valencia, por ejemplo:
Nomenclatura clásica ó tradicional
Estos mismos compuestos se pueden nombrar con la palabra
genérica óxido seguida del nombre del metal con el
sufijo oso para el valor menor de la valencia y con el
sufijo ico cuando el valor de su valencia es mayor, por ejemplo:
Nomenclatura IUPAC
La IUPAC determina que estos compuestos se nombran a partir
de la cantidad de elementos que los constituyen, por ejemplo:
NiO se nombra Monóxido de níquel y el Ni2O3 Trióxido
de diníquel.
Balanceo
El balanceo consiste en igualar el número
de átomos de cada elemento tanto en los reactivos como en los productos,
y sirve para verificar la Ley de la Conservación de la Materia (La
materia no se crea ni se destruye solo se transforma).
Para escribir y balancear una ecuación química de manera
correcta, es necesario tener presente las siguientes recomendaciones:
- Revisar
que la ecuación química esté completa y correctamente escrita.
- Observar
si se encuentra balanceada.
- Balancear
primero los metales, los no metales y al final el oxígeno y el hidrógeno
presentes en la ecuación química.
- Escribir
los números requeridos como coeficiente al inicio de cada compuesto.
- Contar
el número de átomos multiplicando el coeficiente con los respectivos
subíndices de las fórmulas y sumar los átomos que estén de un mismo lado
de la ecuación.
- Verificar
el balanceo final y reajustar si es necesario.
Balanceo de
un fenómeno de neutralización
A continuación analizaremos el balanceo de una ecuación
química un poco más compleja, en este caso una que representa un fenómeno de
neutralización, es decir, reacciona un ácido y una base, para formar una sal y
agua.
Observar que la ecuación química esté completa y bien
escrita.
Contar el número de elementos existentes en dicha ecuación
del lado de los reactivos y después los correspondientes a los productos,
empezando por: metales, no metales, dejando para el final al oxígeno e
hidrógeno.
Al hacer el conteo de cada lado, se recomienda indicar con
coeficientes la igualación de la cantidad de átomos de los elementos que
intervienen en la representación de una reacción química.
REFERENCIAS
Bibliografía
Libros
Ayluardo, B. (1999). Fundamentos de química. México:
McGraw-Hill.
Brown, T. et al. (1993). Química. La ciencia central.
México: Prentice-Hall.
Castillejos, A. (2005). Conocimientos fundamentales de
química. México:Pearson-UNAM.
Espriella, A. (2009). Química básica. Un enfoque natural y
significativo hacia el cambio conceptual.
México: Espriella- Magdaleno.
García, J. y Ortega, F. (2004). Periodicidad Química.
México: Trillas.
García, M. et. al. (1992). Química. México: Publicaciones
Cultural.
García, P. et. al.
(2009). Guía didáctica para el profesor de Química I. UNAM-CCH, México.
Garritz A. y Chamizo, J. (1994). Química. México:
Addiso-Wisley.
Phillips, J. Strozac, V., Wistrom, C. (2000). Química,
conceptos y aplicaciones. México: McGraw-Hill
Internet
Textos científicos (s/f). Modelo de Repulsión de los Pares
de Electrones de la Capa de Valencia. Recuperado de
http://www.textoscientificos.com/quimica/inorganica/vserp (abril, 2012).
Videos
Quiza, B. (2012). Reacción con el magnesio. México: CCH
Oriente.
Quiza, B. (2012). Combustión de carbono. México: CCH
Oriente.
http://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/quimica1/u2/oxigeno_elementos/bibliografia
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