Reações com superóxidos

Reações com superóxidos são processos químicos que ocorrem apenas quando essa função inorgânica (as outras são os óxidos, peróxidos, hidretos, carbetos, etc.) é colocada em um mesmo recipiente que a substância água ou um ácido inorgânico.

Os superóxidos são compostos binários formados pelo oxigênio (com NOX -1/2) e por um metal alcalino ou alcalinoterroso. Vale ressaltar que, nos superóxidos, o NOX -1/2 é formado por quatro oxigênios, sendo dois de NOX 0 e dois de NOX -1.

Um fator comum em toda reação com superóxidos é que o peróxido de hidrogênio (H₂O₂) e o gás oxigênio (O₂) são formados com um terceiro produto, o qual depende do reagente utilizado:

• Superóxido com água = forma uma base inorgânica;

• Superóxido com ácido = forma um sal inorgânico.

Formação da base

Quando um superóxido reage com a água, o seu cátion (referente ao metal alcalino ou alcalinoterroso) interage com o ânion hidróxido (OH^-) da água, formando a base. O peróxido de hidrogênio é formado pela associação do ânion oxigênio de NOX -1 do superóxido com o hidrônio (H⁺) da água, e o gás oxigênio é formado pela associação dos oxigênios de NOX 0 do superóxido.

Quando o metal do superóxido é alcalino, a equação geral balanceada que representa esse processo é:

1 W₂O₄ + 2 H₂O → 1 H₂O₂ + 1 O₂ + 2 WOH

Quando o metal do superóxido é alcalinoterroso, a equação geral balanceada que representa o processo é:

1 YO₄ + 2 H₂O → H₂O₂ + O₂ + Y(OH)₂

Quando o peróxido de hidrogênio está em meio básico, ele sofre decomposição e forma água e gás oxigênio:

2 H₂O₂ → 2 H₂O + 1 O₂

Fazendo com que, na realidade, as equações finais que representam essas reações com peróxidos e água sejam representadas por:

• Reação com metal alcalino:

1 W₂O₄ + 1 H₂O → 3/2 O₂ + 2 WOH

• Reação com metal alcalinoterroso:

1 YO₄ + 1 H₂O → 3/2 O₂ + Y(OH)₂

Veja agora como exemplo a reação entre o superóxido de bário (BaO₄) e a água:

BaO₄ + H₂O →

Nessa reação, o cátion bário (Ba⁺²) do superóxido interage com o ânion hidróxido (OH^-) da água, formando o hidróxido de bário [Ba(OH)₂]. O peróxido de hidrogênio é formado pela associação do ânion oxigênio de NOX -1 do superóxido com o hidrônio (H⁺) da água, e o gás oxigênio é formado pela associação dos oxigênios de NOX 0 do superóxido.

1 BaO₄ + 2 H₂O → H₂O₂ + O₂ + Ba(OH)₂

Após a decomposição do peróxido de hidrogênio, a equação final será:

1 BaO₄ + 1 H₂O → 3/2 O₂ + Ba(OH)₂

Formação do sal

Quando um superóxido reage com um ácido inorgânico, o seu cátion (referente ao metal alcalino ou alcalinoterroso) interage com o ânion (X^-) do ácido, formando o sal. O peróxido de hidrogênio é formado pela associação do ânion oxigênio de NOX -1 do superóxido com o hidrônio (H⁺) da água, e o gás oxigênio é formado pela associação dos oxigênios de NOX 0 do superóxido.

Quando o metal do superóxido é um metal alcalino, a equação geral não balanceada que representa o processo é:

W₂O₄ + H_yX → H₂O₂ + O₂ + W_yX

Quando o metal do superóxido é um metal alcalinoterroso, a equação geral não balanceada que representa o processo é:

YO₄ + H_yX → H₂O₂ + O₂ + Y_yX

Nessas reações, o peróxido de hidrogênio não sofre decomposição por estar em meio ácido.

Veja o exemplo da reação entre o superóxido de lítio (Li₂O₄) e o ácido sulfuroso (H₂SO₃):

Li₂O₄ + H₂SO₃ →

Nessa reação, o cátion lítio (Li⁺¹) do superóxido interage com o ânion sulfito (SO₃^-2) do ácido, formando o sulfito de lítio [Li₂SO₃]. O peróxido de hidrogênio é formado pela associação do ânion oxigênio de NOX -1 do superóxido com o hidrônio (H⁺) do ácido, e o gás oxigênio é formado pela associação dos oxigênios de NOX 0 do superóxido.

1 Li₂O₄ + 1 H₂SO₃ → 1 H₂O₂ + 1 O₂ + 1 Li₂SO₃