Reações 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