Ossido

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Ossidi di terre rare
Ossido di ferro, comunemente conosciuto con il nome di "ruggine"
Rame nativo ossidato

Un ossido è un composto chimico binario che si ottiene dall'ossidazione dell'ossigeno su di un altro elemento. Nel XVII secolo erano compresi nelle arie, nel XVIII secolo erano conosciuti genericamente come calci, mentre si è passati al termine attuale dopo Lavoisier e la scoperta dell'ossigeno. Gli ossidi sono estremamente diffusi sulla superficie terrestre, e sono i costituenti base di molti minerali: ad esempio, la magnetite è un ossido misto di ferro, e la silice è un ossido di silicio.

Ossidi basici[modifica | modifica sorgente]

Gli ossidi basici vengono formati dal legame tra un elemento e l'ossigeno quando reagendo con l'acqua danno luogo a idrossidi, comportandosi come basi.

Tutti i metalli alcalini e i metalli alcalino terrosi hanno solo un numero di ossidazione, cioè formano esclusivamente un ossido ciascuno ed esso è sempre basico: perciò secondo la nomenclatura IUPAC, questi ossidi vengono identificati come "ossido di..." seguito dal nome dell'elemento. Ad esempio Na2O è un ossido basico e secondo la nomenclatura IUPAC sarà chiamato semplicemente ossido di sodio.

Se invece l'elemento ha più numeri di ossidazione, come nel caso dei metalli di transizione e dei non metalli soprattutto dal terzo periodo in poi, di norma esso si comporta come basico se il suo numero di ossidazione è compreso tra 0 e +3: per esempio il cromo, il manganese possono anche formare ossidi acidi pur essendo metalli, mentre il carbonio e lo zolfo possono formare ossidi basici pur essendo non metalli. Si noti però che con ciascun numero di ossidazione questi quattro elementi hanno un unico comportamento possibile: diverso è il caso degli ossidi anfoteri.

Ossidi acidi[modifica | modifica sorgente]

Gli ossidi acidi sono ossidi che reagendo con l'acqua formano un ossiacido, comportandosi quindi in soluzione come un acido di Arrhenius.

In prima approssimazione si formano dalla ossidazione di un non metallo; in realtà ciò contraddice il comportamento basico osservato in particolari ossidi di non metalli come il monossido di carbonio, gli ossidi basici dello zolfo, il biossido di stagno, e non spiegherebbe il fatto che anche alcuni ossidi di metalli di transizione come l'ossido di zirconio e gli ossidi di molibdeno hanno comportamento acido.

Si arriva perciò parallelamente a quanto stabilito per gli ossidi basici al criterio empirico che per gli ossidi acidi il numero di ossidazione sia maggiore o uguale a +3, tenendo però presente che esistono ancora eccezioni come il monossido di dicloro. Il comportamento acido è comunque per ogni elemento in generale tanto più marcato e puro quanto più è alto il numero di ossidazione, come nel caso del cloro.

Ossidi anfoteri[modifica | modifica sorgente]

Gli ossidi possono avere in realtà comportamento anfotero anche secondo Arrhenius, specie quando il numero di ossidazione è nell'intorno di +3: è il caso in particolare dell'ossido di zinco[1], che reagisce in modo differente in base al pH della soluzione,

  • Soluzione acida: ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O
  • Soluzione basica: ZnO + 2NaOH + H2O → Na22+[Zn(OH)4]2-

come anche dell'ossido di piombo:

  • Soluzione acida: PbO + 2HCl → PbCl2 + H2O
  • Soluzione basica: PbO + Ca(OH)2 +H2O → Ca2+[Pb(OH)4]2-

e anche notevolmente dell'ossido di alluminio. Altri elementi che formano ossidi anfoteri sono silicio, titanio, vanadio, ferro, cobalto, germanio, zirconio, argento, stagno, oro[2]. Per convenzione i composti che formano reagendo con l'acqua si inseriscono negli idrossidi, poiché esistono maggiori analogie come la solubilità che è piuttosto bassa. Anche questi però, non bisogna dimenticare, hanno carattere anfotero: per esempio si osservi come l'Idrossido di alluminio reagisca in

  • Soluzione acida: Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O
  • Soluzione basica: Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4]

o anche l'idrossido di berillio:

  • Soluzione acida: Be(OH)2 + 2HCl → BeCl2 + 2H2O
  • Soluzione basica: Be(OH)2 + 2NaOH → Na2Be(OH)4

Nomenclatura attuale[modifica | modifica sorgente]

La nomenclatura IUPAC è molto semplice e dipende unicamente da due fattori: dalla quantità di atomi di ossigeno e dell'elemento nella formula bruta, inserita sotto forma di prefissi derivanti dai numeri in greco.

Il rame, ha come numeri di ossidazione +1 e +2. Avremo di conseguenza per Cu2O il nome monossido di dirame e per CuO il nome monossido di rame, mentre per N2O3 il nome è triossido di diazoto, per N2O5 il nome è pentaossido di diazoto.

Nomenclatura classica[modifica | modifica sorgente]

Nella nomenclatura classica ormai in disuso gli ossidi erano molto più macchinosamente e arbitrariamente distinti in base al comportamento: quelli reputati sempre basici erano detti propriamente ossidi mentre quelli reputati generalmente acidi erano detti anidridi, termine che invece viene oggi utilizzato in senso più specifico.[3]

  • Gli ossidi erano nominati in funzione del numero di atomi di ossigeno della molecola e della valenza dell'atomo del metallo ossidato. La nomenclatura non era rigidamente definita: nel caso di elementi con diversi numeri di ossidazione basici, che quindi possono dare diversi ossidi, si usava la desinenza -oso per il più basso, e quello -ico per il più alto. Se il metallo ha un solo numero di ossidazione il composto si nomina scrivendo Ossido di + nome del metallo.[3] Era però anche possibile utilizzare prefissi[3] come: sottossido con un atomo di ossigeno con metallo monovalente, nessun suffisso per un atomo di ossigeno con metallo bivalente, sesquiossido con tre atomi di ossigeno e metallo trivalente, biossido con due atomi di ossigeno e metallo tetravalente. Ad esempio:
  • FeO → ossido ferroso o ossido di ferro
    • Fe2O3ossido ferrico o sesquiossido di ferro
    • Cu2O → ossido rameoso o sottossido di rame
    • CuO → ossido rameico o ossido di rame
  • Per le anidridi di elementi con un solo numero di ossidazione acido, il termine era seguito dal nome dell'elemento e dalla desinenza -ica. Ad esempio l'ossido di boro B2O3 era chiamato anidride borica, e il biossido di carbonio, in cui il carbonio ha ossidazione +4, era chiamato anidride carbonica mentre nel CO il carbonio avendo ossidazione +2 basica si chiamava ossido di carbonio .

Se i numeri di ossidazione acidi sono due, si usava il suffisso -osa per quello minore[3]. Come nel caso dello zolfo:

    • SO → ossido solforico (+2)
    • SO2anidride solforosa (+4)
    • SO3anidride solforica (+6)

Se fossero stati tre numeri di ossidazione acidi, per il minore avremmo introdotto anche il prefisso ipo- oltre al suffisso -osa; con quattro, avremmo introdotto una quarta forma con prefisso per- oltre al suffisso -ica.[3] È il caso del manganese e del cloro:

    • Cl2O → anidride ipoclorosa (+1)
    • Cl2O3anidride clorosa (+3)
    • Cl2O5anidride clorica (+5)
    • Cl2O7anidride perclorica (+7)

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ C.E. Housecroft and A.G. Sharpe, "Inorganic Chemistry" (2nd edn, Pearson 2005), p.173-4
  2. ^ CHEMIX School & Lab - Software for Chemistry Learning, by Arne Standnes (program download required)
  3. ^ a b c d e Anna Guglielmi, Chimica e mineralogia per le scuole medie superiori, Signorelli Editore, Milano, 1949

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