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Oxigênio − O

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Tópicos: História da Descoberta | Disponibilidade | Produção | Propriedades | Compostos e/ou Reações | Aplicações | Isótopos |

Número atômico 8 | Massa atômica 15,9994 | Elétrons [He]2s22p4 |


1) História

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Do grego oxys + genes (ácido + formador). Nome dado por Antoine Laurent Lavoisier em 1775 (na época, era equivocadamente suposto que todos os ácidos continham oxigênio). Apesar da existência de menções em épocas anteriores, considera-se que foi descoberto pelo farmacêutico sueco Carl Wilhelm Scheele por volta de 1773 e, de forma independente, pelo químico, filósofo e educador inglês Joseph Priestley em 1774. Ambos produziram oxigênio através do aquecimento do óxido de manganês. O pioneirismo é em geral atribuído a Priestley por ter publicado antes. Foi usado como padrão de referência para pesos atômicos até ser substituído pelo carbono-12 em 1961.


2) Disponibilidade

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Um dos elementos mais abundantes na Terra (28,2% em massa). Ocorre de forma livre (na atmosfera com 20,947% em volume) e combinado (água e muitos outros compostos). Em massa, oxigênio participa com cerca de 49% da crosta terrestre.


3) Produção

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De forma industrial, é isolado pela destilação fracionada do ar liquefeito. Em laboratório, pode ser produzido pela eletrólise da água ou pelo aquecimento do clorato de potássio sob ação do dióxido de manganês como catalisador.


4) Propriedades

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Em condições normais, a substância elementar é um gás de molécula diatômica (O2). O gás é bastante reativo, incolor e inodoro. Nas formas sólida e líquida, tem uma cor azul pálido e é fortemente paramagnético. A variedade alotrópica ozônio (O3) é altamente reativa e é formada pela ação de descarga elétrica ou radiação ultravioleta sobre o oxigênio. Na atmosfera superior existe uma camada de ozônio, que protege a superfície terrestre da radiação ultravioleta do Sol.

Grandeza Condição / Obs Valor Unidade
Calor de fusão 0,44 kJ/mol
Calor de vaporização 6,82 kJ/mol
Condutividade térmica 0°C e 1 atm 0,0242 W/(m °C)
Cp 100 kPa e 25°C 0,029 kJ/(mol °C)
Cv 100 kPa e 25°C 0,021 kJ/(mol °C)
Eletronegatividade 3,44 Pauling
Estados de oxidação (principal) (−2) −1
Massa específica Gás (15°C e 1 atm) 1,354 kg/m3
Massa específica Líq (temp ebulição e 1 atm) 1141 kg/m3
Massa específica crítica 436,1 kg/m3
Massa molecular 31,9988 g/mol
Ponto de ebulição −182,9 °C
Ponto de fusão −218,3 °C
Pressão crítica 5043 kPa
Pressão do ponto tríplice 0,152 kPa
Relação Cp / Cv 100 kPa e 25°C 1,393365 -
Solubilidade em água 0°C e 1 atm 0,0489 vol/vol
Temperatura crítica −118,5 °C
Temperatura do ponto tríplice −218,8 °C
Velocidade do som Gás a 27°C 330 m/s
Viscosidade 0°C e 1 atm 0,0000019 Poise

Apesar de ser elemento essencial para a maioria dos seres vivos, oxigênio pode ser tóxico em elevadas concentrações. O ozônio é tóxico e deve ser manipulado com as devidas precauções. Outro perigo potencial de ambiente com excesso de oxigênio é a facilidade de combustão ou mesmo explosão de materiais combustíveis.


5) Compostos e/ou Reações - Alguns Exemplos

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Além do mais evidente, a água, participa de muitos outros compostos inorgânicos e de centenas de milhares de compostos orgânicos.

Reação com halogênios (ocorre em baixas pressões e temperaturas):

$$\ce{O2 + F2 -> F2O2}$$

6) Aplicações - Alguns Exemplos

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Oxigênio é um elemento essencial para a vida e tem uma variedade de aplicações industriais ou não. Outros exemplos são dados a seguir.

• Atividade espacial, como oxidante para foguetes.

• Indústrias química, petroquímica e farmacêutica, para fabricação de compostos diversos.

• Medicina, no tratamento de insuficiência respiratória e outros (exemplo: mistura de 30% de oxigênio e 70% de óxido nitroso é anestésico comum).

• Produção de metais, processos de solda e corte.

• Produção de papel e polpa, fabricação de componentes eletrônicos, tratamento de água, etc.


7) Isótopos

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Símbolo % natural Massa Meia-vida Decaimento
14O 0 14,0086 70,6 s CE + 14N
15O 0 15,0031 122,2 s CE + 15N
16O 99,76 15,9949 Estável
17O 0,04 16,9991 Estável
18O 0,20 17,9992 Estável
19O 0 19,0036 26,9 s β + 19F
20O 0 20,0041 13,5 s β + 20F
21O 0 21,0087 3,4 s β + 21F
22O 0 22,0101 2,2 s β + 22F

Nota: A coluna % natural indica o teor encontrado no elemento natural. Valor nulo indica produção artificial. Símbolos para tempos de meia-vida: s (segundo), m (minuto), h (hora), d (dia), a (ano). A tabela contém os principais isótopos do elemento. Não são necessariamente todos.
Referências
WebElements Periodic Table.
Los Alamos National Laboratory. Periodic Table of the Elements.

Topo | Rev: Mai/2018