OXIDOS ÁCIDOS Y BÁSICOS - ASÍ DE FÁCIL

Si te estás preguntando cómo y para qué diferenciar entre un óxido ácido y un óxido básico, llegaste al lugar correcto. Los óxidos ácidos y básicos han sido utilizados por muchos años en diversas aplicaciones, desde construcciones hasta fabricación de varios alimentos. Aquí, además de explicarte características importantes sobre estos óxidos, vamos a mostrarte una aplicación muy interesante que puede ayudarte a mejorar la salud de tus plantas. ¡Empecemos!

DEFINICIÓN E IDENTIFICACIÓN DE ÓXIDOS ÁCIDOS Y BÁSICOS

Primero lo primero, ¿Qué son los óxidos ácidos y básicos?

Bueno, un óxido es un compuesto binario, es decir, está compuesto por dos elementos. El principal y por el que reciben su nombre, es el oxígeno, en estado de oxidación 2- (O^2-), acompañado de algún otro elemento, llamémoslo A. Casi todos los elementos forman compuestos estables con el oxígeno, incluso estando estos en varios estados de oxidación. Este elemento A puede ser metálico, formando un óxido básico que es un compuesto iónico; o puede ser uno de los elementos no metálicos, formando óxidos ácidos, que son compuestos covalentes.

La clasificación ácida o básica de los óxidos depende, en gran parte,  de su comportamiento al reaccionar con el agua. Si un óxido se disuelve en agua y forma una solución ácida (pH < 7), este se considerará un óxido ácido; por el contrario, si un óxido se disuelve en agua y forma una solución básica (pH > 7), se considerará un óxido básico. Hay muchos óxidos que se forman con los metales de transición, como el hierro (Fe) o la plata (Ag), que poseen características especiales y es difícil clasificarlos simplemente como ácidos o básicos. Algunos de estos metales incluso pueden formar un tipo especial de óxidos, los óxidos anfóteros, que dependiendo del medio en el que se encuentren, pueden actuar como un óxido ácido o un óxido básico. ¿Increíble no?

Bueno, como ya habíamos comentado, para identificar fácilmente un óxido debemos asegurarnos de dos cosas y ambas deben cumplirse para afirmar que el compuesto es efectivamente un óxido. La primera es que el compuesto solo tenga dos elementos y uno de ellos sea el oxígeno (algo como A_xO_y). Y la segunda, es que el átomo de oxígeno tenga un estado de oxidación de 2-, es decir, que esté presente el ion óxido (O^2-).

Recordemos que el estado de oxidación es, básicamente, el número de electrones que ha ganado o perdido un átomo que forma parte de un compuesto. Los estados de oxidación más comunes de los elementos puedes encontrarlos en tu tabla periódica. Veamos por ejemplo el óxido de sodio (Na₂O). Como sabemos, el sodio (Na) es un metal alcalino del grupo 1 de la tabla periódica, cuyo estado de oxidación es 1+, es decir, siempre pierde un electrón, que es el que está en su última capa de valencia. Conociendo esto y observando que en el Na₂O tenemos 2 átomos de sodio (subíndice del Na), podemos entonces afirmar que en la molécula encontramos, hasta ahora, una carga positiva de 2+ (1+ por cada Na). Como todo compuesto, las moléculas de los óxidos también deben ser neutras, es decir, la carga total del Na₂O y de cualquier otro óxido debe ser igual a cero (0). Por lo tanto, en la molécula de Na₂O, el oxígeno debe tener un estado de oxidación 2- para cumplir con este principio de electroneutralidad.

Hemos comprobado entonces las dos condiciones necesarias para identificar el Na₂O como un óxido. Ahora, ¿es un óxido ácido o un óxido básico? Lo más sencillo para darnos cuenta de esto es fijarnos en el átomo que está acompañando al oxígeno, es decir, en este caso, el sodio. ¿El sodio es un metal o un no metal?... ¡Correcto! Es un metal, entonces, el Na₂O es un óxido básico. De hecho, al disolverse en agua, este produce una base muy fuerte, el hidróxido de sodio (NaOH) o soda cáustica, como lo llaman comúnmente.

Na₂O + H₂O → 2NaOH

¡A ESCRIBIR LOS ÓXIDOS CORRECTAMENTE!

Y bien, aparte de identificarlos, ¿cómo podemos entonces escribirlos correctamente? Pues, lo primero, después de volverse expertos identificando óxidos, es familiarizarse con la naturaleza de los elementos que acompañan al oxígeno en estos compuestos. Es decir, deberemos saber diferenciar entre un elemento metálico y uno no metálico, además de el o los estados de oxidación que estos presentan ¿Cómo? Muy sencillo, con la tabla periódica. Si no tienes una a la mano, no te preocupes, aquí te dejamos el enlace a la tabla periódica 3D de Google: https://artsexperiments.withgoogle.com/periodic-table/

De forma fácil y rápida, podemos identificar los óxidos básicos cuando:

• El oxígeno está acompañado de un elemento del grupo 1, sin contar el hidrógeno, que son los metales alcalinos, o del grupo 2, que son los metales alcalinotérreos.

Asimismo, podemos identificar los óxidos ácidos cuando:

• El oxígeno está acompañado de uno de los elementos que están a la derecha de la tabla, los no metálicos y los metaloides.

Importante: ¡Ojo! Con estos elementos no metálicos y metaloides hay que tener mucho cuidado y analizar cada caso en particular, pues algunos pueden incluso formar óxidos inestables.

Para ejemplificar esto, escribamos bien algunos óxidos ácidos. Vamos a tomar los elementos carbono (C) y fósforo (P). ¿Cómo podemos escribir el o los óxidos de estos elementos? Bueno, lo primero que debemos tener claro es sus estados de oxidación. Ya sabemos que el oxígeno, en los óxidos, siempre tendrá un estado de oxidación de 2-. En el caso del carbono, sus estados de oxidación más comunes son 4-, 2-, 2+ y 4+; mientras que para el fósforo son 3-, 3+ y 5+ (compruébalo en tu tabla periódica). Como los óxidos deben ser compuestos neutros, de plano descartamos los estados de oxidación negativos para estos dos elementos, pues el O^2- ya aporta la carga negativa a la molécula. Nos quedamos entonces con 2+ y 4+ para el carbono y con 3+ y 5+ para el fósforo. El óxido más simple que podemos escribir para el carbono es, entonces, el monóxido de carbono (CO), que estaría formado por un átomo de carbono (C²⁺) y uno de oxígeno (O^2-). Otro nombre para este óxido es óxido de carbono (II), el dos romano entre paréntesis indica la valencia del átomo de carbono. El otro óxido que podríamos escribir con el carbono sería el dióxido de carbono (CO₂) -sí, ese que expulsamos al respirar-, que está compuesto por un átomo de carbono (C⁴⁺) y dos átomos de oxígeno (2xO^2-). También podríamos nombrar este óxido como óxido de carbono (IV).

¿Qué tal si ahora tú escribes correctamente los posibles óxidos del fósforo? Pista: son sólo dos. Recuerda que sus estados de oxidación más comunes son 3-, 3+ y 5+. ¡Comenta si lo lograste fácilmente!, y, si no, ¡déjanos saber tus dudas para responderlas!

¿CÓMO PUEDO UTILIZAR LOS ÓXIDOS EN CASA?

Pero bueno, a todo esto, ¿para qué sirven los óxidos? Quizá no lo hayas notado, pero puede haber muchas cosas en tu casa que contienen óxidos ácidos, básicos o incluso anfóteros. El talco, tu bloqueador solar, esa crema que utilizas para las quemaduras, tu vajilla favorita de porcelana  ¡y hasta la arena de tu gato! Todos estos productos contienen óxidos y a lo mejor alguno lo utilizas diariamente. La aplicación interesante de la que te queríamos hablar tiene que ver con un producto, o más bien, un desecho, compuesto por varios óxidos: la ceniza. Sí, ese polvo entre negro y gris que queda después de quemar carbón o madera es principalmente una mezcla de óxidos, hay óxidos ácidos como el de silicio; básicos, como el de calcio, magnesio y hierro; y hasta anfóteros, como el de aluminio. ¿Sabías que la primera vez que el ser humano preparó jabón fue utilizando cenizas? ¡Visita y suscríbete a nuestro canal, porque en un próximo vídeo te estaremos mostrando cómo! 

Pero bien, volviendo al tema, si la ceniza es una mezcla de tantos óxidos ¿qué formará al ser disuelta en agua, un ácido o una base? Si ya viste nuestro video, ya sabrás la respuesta, forma una solución básica. “Y ¿por qué?” te preguntarás, pues resulta que de todos los óxidos que la conforman, solo los básicos como el CaO y el MgO son solubles en agua, así que la solución claramente se tornará básica.

¿Recuerdan que les comentamos que los óxidos pueden contribuir con la salud de sus plantas? Bueno, esto pasa porque las plantas necesitan diversos nutrientes para estar saludables, los cuales obtienen naturalmente del suelo, disueltos en agua. Sin embargo, al tener plantas en macetas solo con tierra o agua, estos nutrientes podrían no estar obteniéndose en las proporciones adecuadas y las plantas pueden llegar a sufrir algunos trastornos o incluso morir. Aquí es donde entra nuestra amiga la ceniza, algo que probablemente tú o los dueños del asador que está en la esquina de tu cuadra tirarían a la basura. ¡Pues detente! Y pon atención:

1. Lo primero que vamos a hacer es tomar un litro de agua, puede ser en una botella con tapa, y disolver 4 cucharaditas de ceniza. Agítala bien para que se disuelva la mayor cantidad posible (no se va a disolver toda, por lo que te dijimos antes).
2. Luego, adiciona 2 ½ cucharadas de vinagre blanco y agita bien.
3. Finalmente, adiciona ¼ de cucharadita, o si te queda más fácil, 4 pizcas de bicarbonato de sodio o soda, como lo conozcas en tu país.
4. Listo, ya tienes una solución de varios nutrientes para tus plantas, que puedes administrarles una o dos veces por semana junto al agua con el que las riegas. Utiliza de 2 a 3 cucharadas por cada litro de agua ¡y verás como crecen más hermosas que nunca!

Esperamos que te haya gustado este tema y, sobre todo, que hayas aprendido algo nuevo el día de hoy. Recuerda dejarnos abajo tus dudas o comentarios al respecto, e incluso si quieres que profundicemos más alguno de los temas mencionados aquí. También, ¡visita nuestro canal de YouTube para estar al tanto de cada nuevo video!

Muchas gracias por leernos. Un abrazo.

Revisa nuestro video en YouTube 

También un ejercicio sobre el tema

Aquí tienes algunos libros que pueden ayudarte a estudiar y comprender más este tema:

1. Petrucci, Ralph; Herring, Geoffrey; Madura, Jeffry; Bissonnette, Carey. Química General: Principios y aplicaciones modernas. 10ª ed., Pearson Educación S.A.: 2011. Madrid, España.  
2. Huheey, James; Ellen, Keiter; Richard, Keiter. Química Inorgánica: Principios de estructura y reactividad. 4ª ed., Oxford: 1997. México.
3. Beyer, Lothar; Fernández, Vicente. Química Inorgánica. 1ª ed., Editorial Ariel S.A.: 2000. Barcelona, España. 

Sebastián Arteaga - Químico. 

Equipo Química para Todos.