Propiedades del Oxigeno

El oxígeno es el elemento del grupo 16 del sistema periódico que está en el segundo período. Al enlazarse, el átomo de oxígeno forma un ion óxido al ganar dos electrones
Formacion del ion oxido

Por ejemplo, en el CaO, FeO, FeO, etc., o bien comparte electrones y forma enlaces covalentes sencillos:
Enlaces covalentes del oxigeno

o enlaces covalentes dobles:
Enlaces covalentes dobles del oxigeno

El oxígeno ordinario está formado por moléculas de oxígeno, O2, que tienen dos electrones desapareados y, por tanto, son paramagnéticas.
Moleculas de oxigeno

Las moléculas de oxígeno son no polares y de baja masa molar; por tanto, las fuerzas de Van der Waals son muy débiles y sólo es líquido y sólido a muy baja temperatura.

Porpiedades del oxigeno

La solubilidad del oxígeno en agua es muy pequeña, pero lo suficiente para permitir la vida de la fauna y de la flora acuáticas.

Reaccionabilidad del oxígeno

El oxígeno, a temperatura ambiente, no es muy reactivo, pero a altas temperaturas reacciona directamente con casi todos los elementos químicos. Esto es debido a la fortaleza del enlace O = O, que necesita gran cantidad de energía para romperse. No obstante, una vez iniciada la reacción, ésta prosigue rápidamente, ya que la mayoría de estas reacciones son exotérmicas. Se pueden distinguir tres tipos de reacciones:

a) Reacciones directas de formación de óxidos
El oxígeno reacciona con los elementos no metálicos, dando lugar a óxidos de carácter covalente:
Reaccion del oxigeno con no metales

Asimismo reacciona con los metales y da lugar a óxidos que pueden ser iónicos o covalentes, dependiendo del metal y de su estado de oxidación:
Reaccion del oxigeno con metales

b) Reacciones de combustión
Una reacción de combustión es la reacción del oxígeno con los compuestos orgánicos con formación de CO2, H2O y otros óxidos, y desprendimiento de calor y luz. Por ejemplo:
Reacciones de combustion del oxigeno

Para que estas reacciones se produzcan, hay que calentar las sustancias hasta la temperatura de ignición, por encima de la cual la reacción se verifica a velocidad suficiente para que se queme todo el combustible.

c) Reacciones en medio acuoso
En medio acuoso, el oxígeno es un fuerte oxidante, capaz de oxidar el Fe2+ a Fe3+ , o el Cu+ a Cu2+, cuyos potenciales normales son +0,77 V y +0,167 V, respectivamente. En la tabla adjunta se aprecia cómo el carácter oxidante del oxígeno decrece al aumentar el pH.
Reacciones en medio acuoso del oxigeno

Obtención del oxígeno 

Métodos industriales

El oxígeno, al igual que el nitrógeno, se obtiene de la destilación fraccionada del aire. El oxígeno así obtenido tiene un 99,5 % de pureza.

También se obtiene oxígeno puro por electrólisis del agua, pero este procedimiento es caro y sólo se utiliza si el oxígeno es el producto secundario, como ocurre en la obtención del hidrógeno.

Métodos de laboratorio

El oxígeno se obtiene en el laboratorio por descomposición térmica de algunos de sus compuestos menos estables.

a) Descomposición térmica del clorato de potasio con dióxido de manganeso como catalizador:
Obtencion de oxigeno por descomposicion catalica

b) Descomposición térmica de óxidos o peróxidos:
Ciclo biologico del oxigeno

El ozono

El ozono, O3, es el oxígeno en forma de moléculas triatómicas gaseosas. El ozono es una forma alotrópica del oxígeno, es decir, una forma diferente del mismo elemento en el mismo estado.

En el ozono, el oxígeno presenta una hibridación sp2:
Oxigeno en el ozono

El enlace π lo puede formar el oxígeno central con cualquiera de los otros dos átomos de oxígeno, por lo que la molécula es resonante.
Formas resonantes del ozono

Según la TRECV, el ozono tiene una estructura tipo AB2E.

El ozono es un gas azulado, de puntos de fusión y ebullición más altos que los del oxígeno, por ser más intensas las fuerzas intermoleculares como consecuencia de la polaridad de la molécula y de su mayor masa molar. En estado líquido es azul oscuro y en estado sólido es violeta oscuro.

El ozono es mucho menos estable que el oxígeno, O2, ya que por ser endotérmica su reacción de formación, tiende a descomponerse liberando energía.
Descomposicion del ozono

El ozono es mucho más reactivo que el oxígeno y mucho más oxidante, pudiendo oxidar a la plata y al mercurio, así como a muchos compuestos orgánicos en una reacción llamada ozonolisis.

Esta forma alotrópica del oxígeno se encuentra en la estratosfera (a unos 25 km de altitud) y es capaz de absorber parte de la luz ultravioleta del Sol, la de frecuencias altas, es decir, la de alta energía, descomponiéndose en oxígeno molecular y en oxígeno atómico, que es capaz de reaccionar, a su vez, con otra molécula de ozono o consigo mismo. Esto es de gran importancia para la vida sobre la Tierra, ya que, si esa luz ultravioleta llegara a la superficie terrestre, produciría grandes daños en los tejidos animales y vegetales.

El ozono se descompone por la luz ultravioleta del Sol:
Descomposicion del ozono por la luz ultravioleta del Sol

El ozono se forma cuando se somete el oxígeno ordinario a la acción de una chispa eléctrica o a la luz ultravioleta:
Formacion del ozono con luz ultravioleta

El ozono se produce en las tormentas y tiene un olor característico (ozono deriva del griego oxo = tener olor).


0 comentarios:

Publicar un comentario