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Reações com óxidos duplos

Reações com óxidos duplos são técnicas inorgânicas para realizar a produção de importantes substâncias, como sais e água.

Reações com óxidos duplos
As bases são um exemplo de substâncias formadas na reação com óxidos duplos

Reações com óxidos duplos são fenômenos químicos em que um óxido inorgânico, de natureza dupla, mista ou salina, cuja fórmula geral é X3O4, reage com água (H2O) ou com um ácido inorgânico (HX).

X3O4 + H2O →

ou

X3O4 + HX →

Como os óxidos duplos são formados pela interação de dois óxidos, independentemente se reagir com água ou com ácido, são formados sempre dois produtos relacionados ao metal presente no óxido, de acordo com a seguinte relação:

- Se reagir com água, forma duas bases;

- Se reagir com base, forma dois sais e água;

- Se reagir com ácido, forma dois sais e água.

Além dessa relação acima, é importante conhecer quais são os metais que formam os óxidos duplos, bem como as cargas originadas por eles:

- Elemento ferro (Fe3O4): cátions II (Fe+2) e III (Fe+3);

- Elemento estanho (Sn3O4): cátions II (Sn+2) e IV (Sn+4);

- Elemento chumbo (Pb3O4): cátions II (Pb+2) e IV (Pb+4);

- Elemento manganês (Mn3O4): cátions II (Pb+2) e III (Pb+4).

Para um melhor entendimento, vamos utilizar como exemplo o óxido duplo de chumbo (Pb3O4) para demonstrar as reações dos óxidos duplos com água e ácido:

Reações de óxidos duplos com água

Quando o óxido duplo de chumbo reage com o ácido sulfúrico, há a formação de duas bases inorgânicas e água. No óxido, há o ânion óxido (O-2), os cátions chumbo II (Pb+2) e IV (Pb+4); e, na água, há o cátion hidrônio (H+) e o ânion hidróxido (OH-1).

Pb3O4 + H2O → base 1 + base 2 + H2O

- Base 1: formada pela interação entre o cátion chumbo II (Pb+2) e o ânion hidróxido (OH-1), resultando no sulfato de chumbo II [Pb(OH)2];

- Base 2: formada pela interação entre o cátion chumbo IV (Pb+4) e o ânion hidróxido (OH-1), resultando no sulfato de chumbo IV [Pb(OH)4].

Nessa reação química, existe a formação de água a partir da interação entre o hidrônio (H+) e o óxido (O-2). Porém, ao balancear a equação, parte da água que está no reagente anula a que está no produto. Dessa forma, a equação que representa essa reação com óxido duplo passa a ser:

Pb3O4 + H2O → Pb(OH)2 + Pb(OH)4 + H2O

Reações de óxidos duplos com base

Quando o óxido duplo de chumbo reage com o hidróxido de sódio, ocorre a formação de dois sais inorgânicos e água. No óxido, há o ânion óxido (O-2), os cátions chumbo II (Pb+2) e IV (Pb+4); na base, há o cátion sódio (Na+) e o ânion hidróxido (OH-1).

Cada um dos cátions do óxido forma um ânion diferente com o oxigênio (plumbato- PbO3-2 e plumbito-PbO2-2), que deve interagir com o cátion da base (Na+) e formar o plumbito de sódio, plumbato de sódio e água:

Pb3O4 + NaOH → sal 1 + sal 2 + H2O

- Sal 1: sal formado pela interação entre o cátion sódio (Na+) e o ânion plumbito (PbO2-2), resultando no plumbito de sódio (Na2PbO2);

- Sal 2: sal formado pela interação entre o cátion sódio (Na+) e o ânion plumbato (PbO3-2), resultando no plumbito de sódio (Na2PbO3);

- H2O: formada pela interação entre o hidrônio (H+) e o óxido (O-2).

A equação balanceada dessa reação com óxido duplo é:

1 Pb3O4 + 6 NaOH → 2 Na2PbO2 + 1 Na2PbO3 + 3 H2O

Reações de óxidos duplos com ácido

Quando o óxido duplo de chumbo reage com o ácido sulfúrico, há a formação de dois sais inorgânicos e água. No óxido, temos o ânion óxido (O-2), os cátions chumbo II (Pb+2) e IV (Pb+4); no ácido, há o cátion hidrônio (H+) e o ânion sulfato (SO4-2).

Pb3O4 + H2SO4 → sal 1 + sal 2 + H2O

- Sal 1: sal formado pela interação entre o cátion chumbo II (Pb+2) e o ânion sulfato (SO4-2), resultando no sulfato de chumbo II (PbSO4);

- Sal 2: sal formado pela interação entre o cátion chumbo IV (Pb+4) e o ânion sulfato (SO4-2), resultando no sulfato de chumbo IV [Pb2(SO4)4];

- H2O: formada pela interação entre o hidrônio (H+) e o óxido (O-2).

A equação dessa reação com óxido duplo é:

Pb3O4 + H2SO4 → PbSO4 + Pb2(SO4)4 + H2O

Simplificando a fórmula do sulfato de chumbo IV, ou seja, de Pb2(SO4)4 para PbSO4, chegamos à seguinte equação balanceada:

1 Pb3O4 + 4 H2SO4 → 2 PbSO4 + 1 PbSO4 + 4 H2O

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