Corresponde a la sesi�n de GA 5.7 �OX�GENO, OX�GENO!
La Tierra est� envuelta por una masa gaseosa denominada atm�sfera, y en su parte m�s cercana al planeta, el aire es el principal componente. La composici�n del aire var�a con la altitud, as� que a nivel del mar el ox�geno ser� mucho m�s abundante que a una altura de 6 km.
Gas | Porcentaje en volumen |
Nitr�geno | 78.08 |
Ox�geno | 20.95 |
Arg�n | 0.91 |
Di�xido de carbono | 0.033 |
Ne�n | 0.0018 |
Helio | 0.0005 |
Kript�n | 0.00011 |
Xen�n | 0.000009 |
Agua | 0.01 |
Hidr�geno | 0.01 |
Composici�n del aire a nivel del mar.
Todos estos gases son indispensables para la vida en nuestro planeta. Por ejemplo, el ox�geno y el di�xido de carbono son necesarios para los organismos aut�trofos y los heter�trofos.
El aire puede separarse en sus componentes mediante procesos de destilaci�n fraccionada. El nitr�geno y el ox�geno pueden almacenarse en matraces Dewar.
La mayor�a de los minerales contiene ox�geno, entre ellos se encuentran los �xidos, sulfatos y carbonos. Por otro lado, el agua es un compuesto constituido por ox�geno e hidr�geno. Tambi�n es un elemento esencial en el funcionamiento y conformaci�n de los seres vivos.
As� que, en la atm�sfera, la corteza terrestre y la hidrosfera, el ox�geno es el elemento m�s abundante.
El ox�geno es el elemento m�s abundante en la atm�sfera, la hidr�sfera y la corteza terrestre.
Existen 3 is�topos del ox�geno en la naturaleza:
De forma natural, el ox�geno es producido por los seres aut�trofos a partir de una reacci�n qu�mica conocida como fotos�ntesis, realizada por cianobacterias, algas y plantas.
Artificialmente, se puede producir por hidr�lisis (rompimiento de la mol�cula de agua) como se observa en la reacci�n siguiente:
El ox�geno puro se usa en la industria del acero, en la producci�n de per�xidos, en los tratamientos biol�gico y qu�mico de las aguas residuales, en medicina, en los viajes espaciales y en los submarinos, entre otras actividades.
Se conocen cuatro iones del ox�geno: super�xido , per�xido , �xido y oz�nido .
La existencia de estos iones permite que haya tanta variedad de compuestos del ox�geno, como son:
Ejemplo de anh�dridos son: anh�drido hipocloroso y anh�drido sulfuroso
La denominaci�n de �xidos b�sicos y �xidos �cidos no es muy utilizada, ya que algunos elementos pueden formar tanto �xidos b�sicos como �cidos, y ciertos �xidos no se combinan con el agua.
Al n�mero de oxidaci�n de un elemento tambi�n se le llama valencia.
El n�mero de oxidaci�n de un elemento es un entero, y se asigna mediante las siguientes reglas:
La oxidaci�n es la p�rdida de electrones en un �tomo y la reducci�n es la ganancia de electrones en un �tomo.
Cuando un �tomo reacciona con otro, uno se oxida y el otro se reduce, por ello, estas reacciones se conocen como de oxidaci�n - reducci�n o redox.
Para separar el metal del mineral se utilizan oxidaciones y reducciones.
La metalurgia es el conjunto de procedimientos utilizados para extraer los metales a partir de sus menas. Las menas son compuestos naturales en los que existe tal concentraci�n de un metal que su explotaci�n resulta provechosa.
La tostaci�n es un proceso qu�mico metal�rgico que se utiliza cuando el mineral es un sulfuro, ejemplo:
La calcinaci�n se utiliza cuando el mineral es un carbonato, ejemplo:
Despu�s de la tostaci�n y calcinaci�n, los �xidos se someten a reducci�n, ejemplo:
Uno de los efectos de la oxidaci�n, que causa grandes p�rdidas materiales y econ�micas, es la corrosi�n que se produce cuando un metal es da�ado por alguna sustancia que produce un �xido, como por ejemplo: agua, aire, di�xido de carbono, di�xido de azufre, di�xido de nitr�geno o alg�n electr�lito disuelto, ya sea en agua o en la humedad ambiental
Otras sustancias corrosivas que son muy utilizadas en los hogares son los detergentes, �stas contienen fosfatos , lo cual aumenta su acci�n oxidante o corrosiva.
Un ejemplo claro para observar a simple vista los efectos del fen�meno de oxidaci�n es el de la corrosi�n de las estructuras met�licas.
La manera m�s sencilla de evitar la corrosi�n consiste en mantener la superficie met�lica libre de humedad, oxigeno y di�xido de carbono, entre otros factores, mediante una capa protectora de pintura o de grasa. Tambi�n se puede prevenir mediante el galvanizado, que consiste en recubrir un objeto de hierro con una capa de zinc.