Superóxidos

Doutora em Química (UFPR, 2016)
Mestre em Química Analítica (UFPR, 2010)
Licenciada em Química (UFPR, 2009)

Os superóxidos são compostos iônicos que possuem em sua estrutura o anion O2 - e o estado de oxidação do oxigênio não é -2, como na maioria dos compostos inorgânicos, mas sim - ½. O anion O2 é uma espécie radicalar, que possui um elétron a mais que a molécula de O2, e como esse elétron está desemparelhado, é uma espécie paramagnética. São consideradas umas das espécies mais reativas de oxigênio, sendo produzidos a partir da redução do oxigênio molecular.

O2 + e- → O2•-

São compostos binários, ou seja, formados por dois elementos, sendo um deles o oxigênio e o outro pode ser um metal alcalino (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) ou um  metal alcalino terroso (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra). Reagem com água ou ácido, produzindo peróxido de hidrogênio (H2O2). Com relação ao seu estado físico são encontrados na forma sólida em temperatura ambiente.

Os superóxidos estão presentes dentro do organismo de seres vivos. E como isso acontece? No processo de respiração aeróbica, a molécula de oxigênio (O2), age como um receptor de elétrons, e em determinadas circunstâncias ela recebe apenas um elétron, e isso dá a origem aos superóxidos. Por se um composto bastante tóxico, os superóxidos são utilizados pelo sistema imunológico na destruição de microrganismos estranhos. Determinados leucócitos possuem a enzima NADPH oxidase que é capaz de produzir superóxido, que é utilizado para destruir bactérias. Entretanto, os superóxidos produzidos pelos leucócitos ou via reações do metabolismo aeróbico, podem gerar radicais livres, e para que estes não causem prejuízo, nosso metabolismo dispõe da enzima superóxido dismutase, que promove a dismutação em oxigênio e peróxido de hidrogênio. Esse peróxido, posteriormente também sofrerá decomposição pela ação da enzima catalase em H2O e O2) elementar.

Alguns exemplos de superóxidos são os sais CsO2, RbO2, KO2 e NaO2 que são formados através da reação de O2 com os respectivos metais. Esses sais quando dissolvidos em água, formam peróxido de hidrogênio, oxigênio e uma base. Essa reação pode ser representada conforme a seguir:

2 O2•- + 2 H2O → O2 + H2O2 + 2 OH

Nesta reação, o O2•- comporta-se como uma base forte de Brønsted. Através de aquecimento, mesmo na ausência de água, os superóxidos se decompõem em peróxido e água.

2 MO2 → M2O2 + O2

O peróxido formado vai depender do metal (M) que está ligado ao O2 .

Você já parou para pensar como os astronautas conseguem passar tanto tempo no espaço e o oxigênio dentro das cabines não acaba? Então, o responsável por isso é o superóxido KO2, que é utilizado em geradores químicos de oxigênio utilizados para regenerar o ar em ambientes fechados tais como submarinos, naves espaciais, minas subterrâneas, conforme reação a seguir:

CO2(g) + 4 KO2(s) → K2CO3(s) + 3O2(g)

Além disso, esse composto pode ser utilizado na remoção de CO2 e água em aparelhos respiratórios.

Em relação a nomenclatura dos superóxidos como os metais são da família dos alcalinos e alcalinos terrosos que tem número de oxidação (NOX) fixo , é só seguir a sequencia:

Superóxido de + nome do metal

Exemplo: LiO2 – superóxido de lítio; MgO4 - superóxido de magnésio.

Referências:

Atkins, P. W.; Jones, Loretta . Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. Volume único. 3. ed. Porto Alegre: Bookman, 2006.

Kotz, J. C. Química Geral e Reações Químicas. Volume 1, 9ª edição, Cengage Learning, 2015.

Tito e Canto. Química na Abordagem do Cotidiano. Volume único, parte A – Química Geral e Inorgânica. Editora Saraiva 2005.

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