tema 7 . Óx. y oxoác. elementos bloque p.2013-2014

7/25/2019 Tema 7 . Óx. y Oxoác. Elementos Bloque p.2013-2014.

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Tema 7

Óxidos y oxoácidos de elementos delboque-p



1. Óxidos

• Oxígeno forma compuestos con todos los elementos exceptoHe, Ne y r

• Óxidos binarios! compuestos de O y otro elemento

• "lasificaci#n de los #xidos!

• mplia $ariedad de propiedades- gases! "O, "O%, NO%, &O'

- s#lidos! (rO%, )gO, *+O, &iO%

• Tipo de estructura! -i#nicos -intermedios .polímeros/ -moleculares

• *ropiedades ácido-base! -#xidos ácidos -#xidos básicos

-#xidos anf#teros



1. Óxidos

• "lasificaci#n estructural de los #xidos de los elementos del bloque-p

iónicos

Sólidos intermedios (covalentes , polímeros)

moleculares

SnOSnO2

PbOPbO2



1. Óxidos


)0T10&. 2 34/

Óxidosi#nicos

Ej: Al2O3, SnO2, !O2

&0)5)0T10&

.%3% 6 6 34 /

Óxidos intermedios .polímeros/ Ej: SiO2, As2O3, SeO3

NO )0T10&

. 6 %3% /

Óxidosmoleculares

Ej: "O2, #O$, %O&', SO2



1. Óxidos


)0T10&. 2 34/

Óxidosi#nicos

Ej: Al2O3, SnO2, !O2

• l%O' .mineral corind#n/

Al3

(coordinación octadrica)

- Impurezas metálicas ⇒ gemas-Rubí (rojo, Cr(III)), zafiro (azul, Fe(II)/Fe(III),Ti(IV)),

amatista (ioleta, Cr(III)/Ti(IV)), topacio (amarillo, Fe(III))

Cel!a u"i!a!!el cori"!#"

• &nO% .mineral casiterita/- $structura tipo rutilo

Cel!a u"i!a!

!el %"&'

Sn%(coordinación octadrica)



Estructura cristalina del corindón, Al2O3

http://smb//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cc/Corundum-3D-balls.png



1. Óxidos


&0)5)0T10&

.%3% 6 6 34 /

Óxidos intermedios .polímeros/

• &iO%, sílice .mineral cuaro/

- $structura tipo !iama"te

- SiO2 *el (amor+o) ⇒ desecante,soporte cromato*ra+ía, aislante,cataliador

Si(.) coordinación tetradrica



1. Óxidos


NO )0T10&

. 6 %3% /

Óxidosmoleculares

• O8%! no es un #xido normal,8 más electronegati$o que O

• Óxidos del mismo elemento endiferente estados de oxidaci#n



1. Óxidos

• "lasificaci#n de los #xidos seg9n propiedades ácido-base

Tl%O : H%O %Tl: : %OH-

&O' : H%O H%&O+ H'O: : H&O+-

l%O' : ;H: : 'H%O %l.H%O/;':

l%O' : %OH- : 'H%O %l.OH/+-

< =>&5"O&

< >"5?O&

< N8ÓT0@O&



1. Óxidos


/0sicos

an+óteros 0cidos



1. Óxidos


1$idos !0sicos)0T10&. 2 34/

NO )0T10&

. 6 %3% /Óxidosácidos

Aumento acidez

Disminuciónacidez



1. Óxidos


< ÓA5?O& N0BT@O&! no reaccionan con ácidos ni con bases

0C! "O y N%O

N2O

OAO>"5?O&!

&O' : H%O H%&O+ H'O: : H&O+-

H2SO4



3. Óxidos del Carbono

"O, "O%

CO2




"OOrden de enlace D '

Orbital 'σ casi del átomo de "

d(C-O) = 112! " #$% CO&'A

(C-O) 1*+* ,.mo/ n/ace #$% 0$&'

C O gan di3eencia de NPeo CO es casi ao/a δ-C-Oδ5

CO es una 6ase de 7e8is0oma /os aductos a ta9:s de/

;tomo de C

Orbitales HO)OE1B)O

0nlace )-"O! 0fecto sinFrgico




"O

u tó$ico (por in4alación) Se +orma cuando " se 5uema con O2 en de+ecto

reparación a pe5ue6a escala

HCO2HH2SO4(co"c)

CO 5 H2O

*reparaci#n industrial

• 7educción de "O2 con co5ue (") a &'8' 9 7eacción de desplaamiento del *as de a*ua

CH4 5 H2O12** < cata/izado de Ni

CO 5 >H2

CO 5 H2O+** < ó?ido de @ieo

CO2 5 H2




"O

as de síntesis ("O 2;2 ⇒ com!usti!le, síntesis industrial de #;3)

roducto de partida en procesos catalíticos:

plicaciones

"O : %H% → "H'OH &GNT0&5& ?0 )0TNO1

"H'OH : "O → "H'"OOH &GNT0&5& ?0 >"5?O "T5"O .)ON&NTO/

@"HI"H% : "O : H% → @"H%"H%"HO → @"H%"H%"H%OH H5?@O8O@)51"5ÓN

?0 O1085N&

7educción de ó$idos met0licos (metalur*ia)




"O%

reparación a pe5ue6a escala: (adición de 0cido so!re car!onatos)

CaCO> 5 2 HC/ CaC/2 5 CO2 5 H2O

*reparaci#n industrial

Su!producto síntesis industrial de #;3

"alcinación de la piedra calia ("a"O3)< se a!sor!e en #a2"O3(ac)

CH4 5 2H2O CO2 5 4H2

CO 5 H2O CO2 5 H2

(a)

(b)

Na2CO> 5 H'O 5 CO' 2NaHCO>




"O%

7e+ri*erante (=2>)

asi+icar !e!idas (2'>)

Otros usos (3'>):

Atmós+era inerte

Síntesis de car!onatos

plicaciones

Síntesis de urea

*lásticosfertiliante

Jas de efecto in$ernadero

CO2 5 2NH>1! BC

2** atmNH2CO2NH4

-H2ONH2CONH2



3. Óxidos del Silicio



stuctua de /amontmoi//onita

A/2(OH)2Si4O1*



-Alkene isomerizations

-

Skeletal isomerizationsof paraffins (C5-C10)

- Catalytic cracking ofhydrocarbons

- Olefin oligomerization

- Alkylation of aromatics



4. Óxidos de Nitrógeno

N forma mucKos #xidos binarios




N%O .#xido de dinitr#geno/

as no tó$ico, poco reactivo

plicaciones

reparación:

NH4NO>

∆

N2O 5 2H'O

Anestsico *eneral (?*as 4ilarante@)

reparación nata montada

Síntesis industrial de #a#3

NaNH2 5 N'O'(( )C

NaN> 5 H'O




NO .#xido nítrico/

as incoloro tó$ico

)olFcula paramagnFtica

ermodin0micamente inesta!le (a alta ):

**((-*'(( )CN2 5 O'2NO

reparación a escala de la!oratorio:

N NO O

Orden enlace B 2,=NO 5 0e+ 5 2H'OCNO+D- 5 >0e' 5 4H




NO .#xido nítrico/

plicaciones

reparación industrial (intermedio producción 0cido nítrico):

Síntesis de ;#O3

4NH+ 5 O' 4NO 5 EH'O*+((, cataliza!or .t

"ontaminante troposfFrico ! smog o niebla fotoquímica

2NO 5O' 2NO'"om!ustión interna motores aviones

*apel biol#gico! neurotransmisor y $aso dilatador




N%O' .tri#xido de dinitr#geno/

Sólido aul p0lido, lí5uido aul intenso

Esta!le a !aja (C -&''D")

A superiores su+re disociación

Solu!le en a*ua (disolución 0cida):

N'O+ NO 5 NO'

azul i"coloro marr#"

N'O+ 5 H'O 2HNO2

cido nitroso

#o/:cu/a /ana(SimetFa C

s)




NO% .di#xido de nitr#geno/ y N%O+ .tetr#xido de dinitr#geno/

E$isten en e5uili!rio:

i"coloro marr#"

2NO'N2O4

Sólido ( C -&&,2 D") ⇒ #2O% incoloro

A &3= D" ⇒ #O2, *as marrón

)olFculadiamagnFtica

)olFculaparamagnFtica




NO% .di#xido de nitr#geno/ y N%O+ .tetr#xido de dinitr#geno/

#2O% potente a*ente o$idante (com!usti!le de co4etes)


2Pb(NO+)'∆

2PbO(s) 5 4NO'(g) 5 O'(g)

metil-i!razi"a

GN' 5 12H'O 5 4CO'AN2O4 5 4#eNHNH'

"ontribuyen a la llu$ia ácida

NO% : H%O → mecla equimolar de HNO' y HNO%




N%OL .penta#xido de dinitr#geno/

reparación (des4idratación 0cido nítrico):

Sólido incoloro F#O2GF#O3G-

El vapor +ormado por molculas planas

N%OL N%O+ : ,E%O2

nesta!le a H 'D"

%HNO' N%OL : H2O.'&0

7eacciona violentamente con a*ua ⇒ ;#O3

O$idante mu +uerte (#2O= 2 → 2O= #2)



5. Oxoácidos del Nitrógeno: ácido nítrico

HNO'

"ompuesto industrial mu importante

Ií5uido incoloro con olor acre

;#O3 conc es un aeótropo (JK> peso ;#O3)



$ 1

'p

's

12+

'a3*

'e3

e3

*a3*

+2

C45% *s2

*a6'

478&

(ác9 4e:is)

a3*

(a6'e3)

(a3*e3)

1

'p

's

1F+

'a3*

'e3

a6'

a3*

(a6'e3)

'a6'

478&

(ác9 4e:is)

+F$

*a6'

*e3

*a3*

C45%

C45%

(a3*e3)

a6', .π6(F)

.σF

*a6'; mu< pareci!o a C45% a6', p(π), pla"o

!e o9a9F, pero co" u"a pe=ue>a

co"tribuci#" !e .z1




HNO'

A*ente o$idante mu +uerte (ión #O3-)

O$ida disuelve a la maoría de los metales ecla ;"lL;#O3 (3:&) ⇒ agua regia (disuelve Au)

;#O3(conc) produce #O2(*) como producto de reducción< ;#O3(diluido) produce #O(*)

@eacti$idad

Se descompone con la lu:

HNO' .ácido nítrico/



7. Diagraas de !otenciales

• ?iagramas de 8@O&T

3 1a especie más estable es el i#n NH+:

%3 Todas las especies oxigenadas tienen

pendientes grandes y positi$as,por eso son oxidantes muy enFrgicos3

)0?5O "5?O

'3 ?esproporci#n

NH'OH: → N%ENH+: # N%EKidracina

+3 "omproporci#n

NH'OH: # NH+: con las especies

oxigenadas → N%

NH+NO'

N%O

N% : MO- H%O




HNO' .ácido nítrico/ reparación industrial: Proceso Ostwald (premio #o!el &M'M)

Se ecic/a en e/ 2B aso

!**-G**BC4 NO(g) 5 E H2O(g)




HNO'

K'> producción de +ertiliantes

plicaciones

NH' : HNO' NH+NO'

K-M> producción ciclo4e$anona (material partida para síntesis de 0cido

adípico, monómero del nlon)

8-&'> derivados or*0nicos nitrados (nitrocelulosa, nitro*licerina,

trinitrotolueno (#))

HNO' .ácido nítrico/




8ertiliante

NH+NO'

Major ammonium nitrate disasters



Count Cit.7ocation Date Deat@s

7"ite! i"?!om Faersam, e"t 5pril ', *@*A *'

7"ite! %tates 8or?a", Be: erse< ("o: %a<reille) &ctober D, *@*E

erma"< rie:al! ul< 'A, *@'* *@

erma"< &ppau %eptember '*, *@'* 0A*

7"ite! %tates BiGo", Be: erse<("o: $!iso" To:"sip)

8arc *, *@'D '

7"ite! %tates 8uscle %oals, 5labama *@'0

Fra"ce 8iramas 5u?ust 0, *@D

1el?ium Tesse"!erlo 5pril '@, *@D' *E@

7"ite! %tates TeGas Cit< 5pril *A, *@DH 0E*

Fra"ce 1rest ul< 'E, *@DH '@

- Re! %ea *@0D

7"ite! %tates Rosebur?, &re?o" 5u?ust H, *@0@ *D

7"ite! %tates Tras:oo!, 5ra"sas Jecember *H, *@A

7"ite! %tates a"sas Cit<, 8issouri Boember '@, *@EE A

.apua Be: ui"ea .or?era ol! 8i"e 5u?ust ', *@@D **

7"ite! %tates .ort Beal, Io:a Jecember *+, *@@D D

Ci"a Ki"?pi"?, %aa"Gi a"uar< A, *@@E ''

Fra"ce Toulouse %eptember '*, '* +*

%pai" Carta?e"a, 8urcia a"uar< '+

Fra"ce %ai"t-Romai"-e"-arez &ctober ', '+

%pai" 1arracas 8arc @, 'D '

Roma"ia 8iLileMti, 1uzLu 8a< 'D, 'D *E

Bort orea R<o"?cN" 5pril '', 'D *A'

%pai" $staca !e 1ares 'H

8eGico 8o"cloa, Coauila %eptember *, 'H D

7"ite! %tates 1r<a", TeGas ul< +, '@

7"ite! %tates Oest, TeGas 5pril *H, '*+ *0

http://en.wikipedia.org/wiki/Faversham

http://en.wikipedia.org/wiki/Sayreville,_New_Jersey



http://en.wikipedia.org/wiki/Kriewald

http://en.wikipedia.org/wiki/Ludwigshafen-Oppau

http://en.wikipedia.org/wiki/New_Jersey

http://en.wikipedia.org/wiki/Edison,_New_Jersey



http://en.wikipedia.org/wiki/Muscle_Shoals,_Alabama

http://en.wikipedia.org/wiki/Miramas

http://en.wikipedia.org/wiki/Tessenderlo

http://en.wikipedia.org/wiki/Texas_City

http://en.wikipedia.org/wiki/Brest,_France

http://en.wikipedia.org/wiki/Red_Sea

http://en.wikipedia.org/wiki/Roseburg,_Oregon

http://en.wikipedia.org/wiki/Arkansas

http://en.wikipedia.org/wiki/Kansas_City,_Missouri




http://en.wikipedia.org/wiki/Arkansas




http://en.wikipedia.org/wiki/Red_Sea

http://en.wikipedia.org/wiki/Brest,_France



http://en.wikipedia.org/wiki/Tessenderlo

http://en.wikipedia.org/wiki/Miramas






http://en.wikipedia.org/wiki/New_Jersey

http://en.wikipedia.org/wiki/Ludwigshafen-Oppau

http://en.wikipedia.org/wiki/Kriewald








NH+NO'




0xplosi#n en la baKía de Jal$eston .Texas/NH+NO'




NH+NO'



". !re#aración ind$strial % a#licaciones1os elementosdel =loque p

&obre el *

Na.NH+/H*O+ : " *+

?escubierto en ;;4 por el alquimista alemán Henning =randt

@edescubierto en ;7 por otro alquimista alemán, PuncQel

)inerales! *T5TO& "omposici#n! "a+.*O+/%A% - "aL.*O+/'A .A I 8, "l, OH/

)uy abundante en la cortea terrestre 3'R

- 8luoroapatito ' "a'.*O+/%S"a8%

- Hidroxiapatito ' "a'.*O+/%S"a.OH/%




*reparaci#n del *. *rocedimiento de =randt /

% "a'.*O+/% : " : ; &iO% ; "a&iO' : *+ : "O+-L o"

.Korno elFctrico/

% "a'.*O+/% : ; &iO% ; "a&iO' : *+O

*roceso ácido-base

*+O : "

*+ : "O

*roceso redox



&. Óxidos % oxoácidos del 'ós'oro

* s#lo tiene dos estados de oxidaci#n! :' y :L

Sólido !lanco con aspecto de cera

ó$ico

*+O; .#xido de f#sforo .555//

reparación:

P b/anco de3ecto O2

6ase de 7e8is

;idrólisis en a*ua +ría:

cido 3os3ónico

@idógenosionizab/es no ionizab/e




Sólido !lanco

*+O .#xido de f#sforo .//

reparación:

ran a+inidad por el a*ua: a*ente desecante

O temina/

O uentee?ceso O2

*+O; : %O% *+O

plicaciones

reparación de 0cido orto+os+órico sus derivados ntermedio en la síntesis de steres +os+atos

*+O

: ;0t

%O

calor

+*O.O0t/'

.-&T P *D pm

.-&. P *A pm




Ó




Sólido incoloro, mu solu!le en a*ua (delicuescente)

H'*O+ .ácido fosf#rico/

reparación

roceso trmico:

roceso 4Nmedo:

;H2O*+ : LO2

*+O,- +H'*O+

Se e/imina o3i/tación

Se e/imina o3omación de

Na2Si0E

"aL.*O+/'8 : LH%&O+ : ,-H2O 'H'*O+ : L"a&O+3%H%O : H8

Ó





plicaciones

O!tención de +os+atos

Fertiliza"tes; Ca(2'.&D)' < (B2D)'2.&D)

Jeter?e"tes fosfatos, co"sera"tes, a!itios !e alime"tos, pastas !e !ie"tes

ratamiento de metales

Aditivo de !e!idas car!onatadas (sa!or 0cido)

8osfatos originan eutrofiaci#n




plicaciones del *

Obtenci#n del H'*O+ → 8osfatos

*ara impurificar semiconductores

*+&' para la fabricaci#n de cerillas

8ertiliantes

c3 8osf#rico c3 ?ifosf#rico c3 Trifosf#rico

?etergentes, conser$antes, pesticidas, aditi$os de alimentos,U

&2

.

&&2

&2 2&.

&

.

&2& &2

& &

.

&

&2

&22&

.

&

.

&2

&2 &2

& &

Ó





0structura del ?N y @N

Ó



7. Óxidos % oxoácidos del a($'re

&O% y &O'

Ó á




&O% .di#xido de aufre/ as incoloro tó$ico


reparación industrial:

H%&.g/ : O%.g/ → &O%.g/ : H%O.g/

E&.g/ : O%.g/ → &O%.g/+8e&%.s/ :O%.g/ → &O%.g/ : %8e%O'.s/

"ontribuye a la llu$ia ácida

Ó id á id d l '




&O' .tri#xido de aufre/ Sólido !lanco vol0til (E B %= D")

En +ase *as lí5uida SO3 est0 en e5uili!rio con el trímero cíclico S3OM

reparación a *ran escala:o$idación catalítica SO2

%&O%.g/ : O%.g/ ⇔ &O'.g/

7 Ó id á id d l '




7 Ó id á id d l '




H%&O+ .ácido sulf9rico/

reparación industrial: proceso de contacto

%&O%.g/ : O%.g/ ⇔ &O'.g/ HV I -4 QW mol-

O$o0cido m0s importante del au+re

Ií5uido incoloro viscoso denso

Se*Nn el principio de Ie "4atelier: ⇒ X&O'Y aumentará si *↑, XO%Y↑ y se elimina &O'

%3 umento de la $elocidad de la reacci#n

- umento del rendimiento de &O'

si T↑ entonces X&O'Y↓ porque la reacci#n es exotFrmica

⇒ Aumento de

Bso de un cataliador

7 Ó id á id d l '




H%&O+ .ácido sulf9rico/ reparación industrial: proceso de contacto

cido disu/3IicoJo/eumK



#:todo de contacto aa /a oducción de SO>

7 Ó id á id d l '




H%&O+ .ácido sulf9rico/

plicaciones

cido diprótico +uerte

7eacción con a*ua mu e$otrmica

(a*ente des4idratante)

A*ente o$idante

a!ricación +ertiliantes (8'>)

a!ricación de productos 5uímicos (tintes, pinturas, pl0sticos,e$plosivos, deter*entes, ja!ones,P) Aplicaciones metalNr*icas 7e+ino del petróleo

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