Oxigênio: Propriedades e Usos

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OXIGÊNIO (O) 
 
Número atômico - 8 
Massa atômica - 15,9994 uma 
Elétrons - [He]2s22p4 
 
Histórico: Do grego oxys+genes (ácido+formador) – Descoberto por 
Priestley em 1774. 
 
Um dos elementos mais abundantes na Terra. Ocorre de forma livre 
(na atmosfera com 21% em volume) e combinado (água e muitos 
outros compostos). 
 
Cerca de 48,5% em peso da crosta terrestre (inclusive atmosfera) se 
constitui de oxigênio 
 
No estado livre (O2) constituí cerca de 21% em volume e 23% em 
peso do ar atmosférico. 
 
2. Em forma de compostos: 
 
• Combinado com o hidrogênio constitui 89% em peso da água 
dos mares. 
• Em forma de sais, como carbonatos, sulfatos, nitratos, silicatos, 
e em forma de óxidos, como óxido de silício, constitui cerca de 
46% em peso da crosta sólida da Terra. 
• Como constituinte de tecidos animais e vegetais que contêm 
mais de 50% de oxigênio combinado. O corpo humano é 
constituído por cerca de 60% de oxigênio combinado em peso. 
 
Produzido na Fotossíntese 
 
6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2 
 
 
Energia Solar 
 
 
PROPRIEDADES 
 
Grandeza Valor Unidade 
Massa molecular 31,9988 g/mol 
Massa específica do gás (15ºC e 1 
atm) 1,354 kg/m
3
 
Idem, na temp ebulição e 1 atm 4,475 kg/m3 
Massa esp do liq na temp ebulição e 
1 atm 1141 kg/m
3
 
Ponto de fusão -218,3 °C 
Calor de fusão 0,44 kJ/mol 
Ponto de ebulição -182,9 °C 
Calor de vaporização 6,82 kJ/mol 
Temperatura crítica -118,5 °C 
Pressão crítica 5043 kPa 
Massa específica crítica 436,1 kg/m3 
Temperatura do ponto tríplice -218,8 ºC 
Pressão do ponto tríplice 0,152 kPa 
Cp (a 100 kPa e 25ºC) 0,029 kJ/(mol ºC) 
Cv (a 100 kPa e 25ºC) 0,021 kJ/(mol ºC) 
Relação Cp / Cv (a 100 kPa e 25ºC) 1,393365 - 
Viscosidade a 0ºC e 1 atm 0,0000019 Poise 
Condutividade térmica a 0ºC e 1 atm 0,0242 W/(m °C) 
Solubilidade em água a 0ºC e 1 atm 0,0489 vol/vol 
Eletronegatividade 3,44 Pauling 
Estados de oxidação -2-1 - 
 
Obs: 
1 atm = 101,325 kPa (pressão atmosférica normal). 
Cp, Cv: calores específicos a pressão constante e a volume constante. 
1 Poise = 10-1 N s / m2. 
 
PREPARAÇÃO 
 
1. Decomposição Térmica de Óxidos Metálicos 
 
• 2HgO →→→→ 2Hg + O2 
 
• 2PbO2 →→→→ 2PbO + O2 
 
 Processo de Brin 
 
2BaO + O2 (ar) 2BaO2 
 
2BaO2 2BaO + O2 
 
 
2. Eletrólise da água 
 
H2O 2H2 + 1/2O2 
 
cátodo: 2H2O + 2e- → 2OH- + H2 
 
ânodo: 2OH- → H2O + 1/2O2 + 2e- 
 
 
Reação Global: H2O → H2 + 1/2O2 
 
 
3. Reação da Água sobre peróxido de sódio (Na2O2) 
 
2Na2O2 + 2H2O → 4NaOH + O2 
 
500 ºC 
800 ºC 
C.E 
 
 
4. Decomposição Térmica de Sais Oxigenados 
 
• 2KNO3 → 2KNO2 + O2 
 
• 2KClO3 2KCl + 3O2 
 
 
5. Decomposição do Peróxido de Hidrogênio (H2O2) 
 
• 2H2O2 → 2H2O + O2 
 
• 2H2O2 2H2O + O2 
 
• 5H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → K2SO4 + 2MnSO4 + 
 
 8H2O + 5O2 
 
 
 
MnO2 
MnO2 
 
6. Destilação Fracionada do Ar Líquido 
 
Método Industrial para produção de oxigênio 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Propriedades Químicas 
 
 
1. Reage com metais 
 
• 2Na + O2 → Na2O2 
 
• 2Mg + O2 → 2MgO 
 
• 4Fe + 3O2 → 2 Fe2O3 
 
2. Reage com não-metais 
 
• H2 + 1/2O2 H2O 
 
• S + O2 → SO2 
 
• P4 + 5O2 → 2P2O5 
 
• CH4 + O2 → CO2 + H2O 
 
 
O oxigênio pode apresentar vários Nox 
 
Na2O - Nox 2- 
 
Na2O2 – Nox 1 – 
 
KO2 – Nox ½ - 
 
OF2 - Nox 2+ 
 
OF - Nox 1+ 
 
 
 
Energia 
ALGUNS USOS DO OXIGÊNIO 
 
• Conversão do ferro-gusa em aço 
 
• Essencial para a respiração 
 
• Oxidar NH3 na indústria de HNO3 
 
• Solda oxiacetilênica 
 
• Obtenção de TiO2 a partir do TiCl4, usado como pigmento 
branco e como carga nas indústrias de tintas, alimentícias, de 
papel, de plásticos, etc. 
 
• Uso ambiental e biomédico 
 
• Na indústria química (produção de oxido de etileno, óxido de 
propileno, cloreto de vinila, acetato de vinila, etc) 
 
 
 
 
 
Coluna de Destilação do Gás Oxigênio