Superóxidos – Química –

Tú superóxidos son compuestos iónicos que tienen el anión O en su estructura._dos ^– y el estado de oxidación del oxígeno no es -2, como en la mayoría de los compuestos inorgánicos, sino -½. el anión O_dos^– es una especie radical, que tiene un electrón más que la molécula de O._dos, y dado que este electrón no está apareado, es una especie paramagnética. Se consideran una de las especies de oxígeno más reactivas, ya que se producen a partir de la reducción del oxígeno molecular.

O_dos + y^– → El_dos^{• –}

Son compuestos binarios, es decir, formados por dos elementos, uno de los cuales es oxígeno y el otro puede ser un metal alcalino (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) o un metal alcalinotérreo (Be, Mg, Ca , Señor, ba, ra). Reacciona con agua o ácido, produciendo peróxido de hidrógeno (H_dosO_dos). En cuanto a su estado físico, se encuentran en forma sólida a temperatura ambiente.

Los superóxidos están presentes en el organismo de los seres vivos. ¿Y cómo sucede esto? En el proceso de respiración aeróbica, la molécula de oxígeno (O_dos), actúa como receptor de electrones y, en determinadas circunstancias, recibe un solo electrón, lo que da lugar a superóxidos. Como compuesto muy tóxico, el sistema inmunológico utiliza los superóxidos para destruir microorganismos extraños. Ciertos leucocitos tienen la enzima NADPH oxidasa que es capaz de producir superóxido, que se usa para destruir bacterias. Sin embargo, los superóxidos producidos por los leucocitos o mediante reacciones de metabolismo aeróbico pueden generar radicales libres, y para que no causen daño, nuestro metabolismo cuenta con la enzima superóxido dismutasa, que promueve la dismutación en oxígeno y peróxido de hidrógeno. Este peróxido también se descompondrá posteriormente por la acción de la enzima catalasa en H_dosO y O_dos) elemental.

Algunos ejemplos de superóxidos son las sales de CsO._dos, RbO_dos, KO_dos y no_dos que se forman a través de la reacción de O_dos con los respectivos metales. Estas sales cuando se disuelven en agua forman peróxido de hidrógeno, oxígeno y una base. Esta reacción se puede representar de la siguiente manera:

2 O_dos^{• –} + 2 H_dosO → O_dos + H_dosO_dos + 2 OH^–

En esta reacción, el O_dos^{• –} se comporta como una base de Brønsted fuerte. A través del calentamiento, incluso en ausencia de agua, los superóxidos se descomponen en peróxido y agua.

2 meses_dos → M_dosO_dos + O_dos

El peróxido formado dependerá del metal (M) que está unido al O_dos^–.

¿Alguna vez te has preguntado cómo se las arreglan los astronautas para pasar tanto tiempo en el espacio y el oxígeno dentro de sus cabinas no se agota? Entonces, el responsable de esto es el superóxido KO_dos, que se utiliza en generadores de oxígeno químico utilizados para regenerar aire en entornos cerrados como submarinos, naves espaciales, minas subterráneas, de la siguiente manera:

CO_{2 (g)} + 4 KO_{2 (s)} → K_dosCO_{3 (s)} + 3O_{2 (g)}

Además, este compuesto se puede utilizar para eliminar CO_dos y agua en el aparato respiratorio.

En cuanto a la nomenclatura de los superóxidos, como los metales pertenecen a la familia de los alcalinos y los alcalinotérreos, los cuales tienen un número de oxidación fijo (NOX), basta con seguir la secuencia:

Superóxido + nombre de metal

Ejemplo: LiO_dos – superóxido de litio; MgO_{4 –} superóxido de magnesio.

Referencias:

Atkins, PW; Jones, Loretta. Principios de la química: cuestionar la vida moderna y el medio ambiente. Volumen único. 3. ed. Porto Alegre: Bookman, 2006.

Kotz, JC Química general y reacciones químicas. Volumen 1, 9a edición, Cengage Learning, 2015.

Titus y Canto. Química en el enfoque cotidiano. Volumen único, parte A – Química general e inorgánica. Editorial Saraiva 2005.