Os óxidos sào substâncias binárias na qual um dos elementos necessariamente é o oxigênio (o mais eletronegativo). Existem varias aplicaçōes para esse grupo de compostos inorgànicos, como o dioxido de enxofre, largamente utilizado como conservante de vinhos; o dióxido de carbono, fundamental na produção do gelo seco; e o oxido de aluminio, encontrado no rubi. As formulas moleculares dos óxidos citados såo:
a)
.
b)
.
c)
.
d)
.
e)
a)
b)
c)
d)
e)
Passo 1
O enunciado pede que identifiquemos as fórmulas moleculares dos três óxidos citados: dióxido de enxofre (conservante de vinhos), dióxido de carbono (gás do gelo seco) e óxido de alumínio (presente no rubi). As alternativas dadas são (a) a (e). Informações relevantes que o enunciado dá e que vamos usar: que se trata de óxidos (um dos elementos é o oxigênio) e os nomes comuns dos compostos citados (dióxido de enxofre, dióxido de carbono, óxido de alumínio). Não há mais dados numéricos na figura ou tabela.
Passo 2
Princípio usado (explicado passo a passo): em óxidos binários o oxigênio tem, na maioria dos casos, número de oxidação igual a
. O número de oxidação é um número que representa a “carga parcial” que cada átomo teria numa fórmula, e a soma algébrica dos números de oxidação dos átomos da molécula neutra deve ser zero. Portanto, se um elemento
forma um óxido com fórmula
, devemos ter a equação
As incógnitas
e
são os menores inteiros positivos que satisfazem a equação (razão estequiométrica mínima).
Passo 3
Determinar a fórmula do dióxido de enxofre (enunciado diz “dióxido”, ou seja, tem 2 átomos de oxigênio). Vamos aplicar a regra: seja
o número de oxidação do enxofre. Como a molécula é neutra e há dois oxigênios
cada,
Resolvendo:
Isso significa que o enxofre está no estado de oxidação
e se combina com dois oxigênios. A fórmula é
. Nome correto: dióxido de enxofre.
Passo 4
Determinar a fórmula do dióxido de carbono (o enunciado diz “dióxido”, ou seja, 2 oxigênios). Seja
o número de oxidação do carbono. Como há dois oxigênios com
cada,
Resolvendo:
Portanto o carbono está em
e a fórmula fica
. Nome correto: dióxido de carbono.
Passo 5
Determinar a fórmula do óxido de alumínio. Aqui não foi dito “monóxido” ou “dióxido”, apenas “óxido de alumínio”. Sabemos que o alumínio tipicamente tem número de oxidação
(grupo 13 da tabela periódica, perde três elétrons para ficar estável). Seja o número estequiométrico do alumínio
e do oxigênio
. Aplicando a soma dos n.o. = 0:
Queremos os menores inteiros positivos
que satisfaçam isso. Multiplicando ambos os lados mostra que precisamos de combinações que tornem o somatório zero; o mínimo comum múltiplo de
e
é
. Para atingir soma zero, escolhemos
e
tais que
. Tomando
dá
e
dá
, então:
Logo os menores inteiros são
e
, e a fórmula mínima é
. Nome: óxido de alumínio (ou óxido de alumínio(III)).
Passo 6
Comparando com as alternativas dadas: encontramos as fórmulas
,
e
. Verifiquei que isso corresponde exatamente à alternativa (a).
Resposta
a)