Superóxidos

Superóxidos são substâncias inorgânicas binárias (formadas por átomos de apenas dois elementos químicos) que apresentam o elemento químico oxigênio como átomo de maior eletronegatividade e um NOX de valor igual a -1/2.

Obs.: O NOX do oxigênio em óxidos e peróxidos é igual, respectivamente, a -2 e -1.

Composição dos superóxidos

Além do oxigênio, os superóxidos possuem em sua composição metal alcalino ou metal alcalinoterroso. Outra característica dos superóxidos são as fórmulas dos seus compostos, as quais apresentam sempre quatro átomos de oxigênio, havendo variação apenas na quantidade de metal (se metal alcalino, há dois átomos; se metal alcalinoterroso, há apenas um).

Nomenclatura dos superóxidos

A nomenclatura dos superóxidos obedece à regra a seguir:

Superóxido + de + nome do elemento

Exemplos

• Na₂O₄

Analisando a fórmula do composto, percebemos que nela está presente o elemento sódio, logo, trata-se do superóxido de sódio.

• MgO₄

Analisando a fórmula do composto, percebemos que nela está presente o elemento magnésio, logo, trata-se do superóxido de magnésio.

Reações inorgânicas com superóxidos

Superóxidos são substâncias que reagem apenas com água ou um ácido inorgânico. O grande diferencial está nos produtos formados nessas reações.

• Superóxido com água: sempre forma base inorgânica e gás oxigênio.

• Superóxido com ácido inorgânico: sempre forma sal, gás oxigênio e peróxido de hidrogênio.

Exemplos

• Superóxido de potássio (K₂O₄) e água (H₂O)

K₂O₄ + H₂O →

Nessa reação, o potássio (um metal alcalino que forma o cátion K¹⁺) do superóxido interage com o ânion da água (OH^1-), formando a base hidróxido de potássio (KOH).

Os hidrônios (H⁺) da água, por sua vez, interagem com os oxigênios do superóxido, formando o peróxido de hidrogênio (H₂O₂). Os oxigênios restantes do superóxido formam o gás oxigênio (O₂).

K₂O₄ + H₂O → KOH + H₂O₂ + O₂

O peróxido de hidrogênio é uma substância muito instável e, por isso, sofre decomposição e transforma-se em água e gás oxigênio.

H₂O₂ → H₂O + ½ O₂

Por causa da instabilidade do peróxido de hidrogênio, a equação balanceada que representa a reação entre o superóxido de potássio e água deve ser escrita da seguinte forma:

K₂O₄ + H₂O → 2 KOH + 3/2 O₂

• Superóxido de cálcio (CaO₄) e ácido sulfídrico (H₂S)

CaO₄ + H₂S →

Nessa reação, o cálcio (metal alcalinoterroso que forma o cátion Ca²⁺) do superóxido interage com o ânion do ácido (S^2-), formando o sal sulfeto de cálcio (CaS).

Os hidrônios (H⁺) do ácido interagem com alguns oxigênios do superóxido, formando o peróxido de hidrogênio (H₂O₂). Os oxigênios restantes do superóxido formam o gás oxigênio (O₂). Veja a equação completa e balanceada que representa todo o processo descrito acima.

CaO₄ + H₂S → CaS + H₂O₂ + O₂

Obs.: Quando o peróxido de hidrogênio (H₂O₂) está em meio ácido, ele não sofre decomposição.

Exercício resolvido sobre superóxidos

(UFG) Superóxido de potássio sólido, KO_2(s) ou K₂O_4(s), é comumente empregado em máscaras protetoras contra gases. Esse superóxido remove tanto o vapor d´água exalado quanto o gás carbônico. O vapor d´água é removido após reagir com o superóxido. O gás carbônico é removido após reagir com um dos produtos da reação anterior. Escreva as equações químicas que representam as reações químicas envolvidas.

Resolução

→ Primeira etapa: reação entre o superóxido e o vapor de água.

KO₂ + H₂O → KOH + 3/2 O₂

Quando o superóxido de potássio reage com o vapor de água, origina o hidróxido de potássio e o gás oxigênio.

→ Segunda etapa: reação entre o superóxido e o gás carbônico

CO₂ + KOH → K₂CO₃ + H₂O

Em seguida, o hidróxido de potássio formado reage com o gás carbônico, formando o sal carbonato de potássio, e água.