O Estudo do Grupo

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

QUÍMICA INORGÂNICA EXPERIMENTAL PROF.ª DR.ª IVONEIDE BARROS

GRUPO 17

MARIA GABRIELE DE ACIOLI SERPA

RECIFE 2023

RESUMO

É muito importante para química o estudo dos halogênios, que são constituídos por flúor (F), cloro (Cl), bromo (Br) e iodo (I). Nessa aula prática, pôde-se sintetizar e identificar qualitativamente pelas cores os halogênios cloro (amarelo-esverdeado), bromo (castanho avermelhado intenso) e iodo (violeta). Além disso, dentre eles, o flúor se destaca por ser o mais oxidante, diminuindo essa tendência ao descer no grupo. Assim, ao longo dos experimentos, pôde-se confirmar o poder oxidante do cloro e bromo, sendo o do bromo visto com mais clareza na oxidação de pigmentos de tecido devido a maior concentração, apesar do cloro ter caráter oxidante maior. Além disso, devido a apolaridade dos halogênios diatômicos, compreendeu-se a solubilidade mais efetiva dos halogênios em solventes apolares, como alguns orgânicos como éter e CCl4, favorecendo processos de separação de soluções aquosas. Assim, uma das formas de aprender sobre esse grupo é a partir de suas sínteses e investigações sobre seus comportamentos.

Palavras-chave: Cloro. Bromo. Iodo. Oxidante. Solubilidade.

ABSTRACT

It is very important for chemistry the study of the halogens, which consist of fluorine (F), chlorine (Cl), bromine (Br), and iodine (I). In this practical class, it was possible to synthesize and qualitatively identify the halogens chlorine (yellowish-green), bromine (intense reddish-brown), and iodine (violet) by their characteristic colors. Furthermore, among them, fluorine stands out for being the most oxidizing element, with this tendency decreasing as you go down the group. Thus, throughout the experiments, it was possible to confirm the oxidizing power of chlorine and bromine, with bromine's potency being clearer in the oxidation of tissue pigments due to its higher concentration, even though chlorine has a higher oxidizing nature. Additionally, due to the nonpolarity of diatomic halogens, the more effective solubility of halogens in nonpolar solvents, such as some organics like ether and CCl4, was understood, favoring processes of separating from aqueous solutions. Hence, one of the ways to learn about this group is through their syntheses and investigations into their behaviors.

Key-words: Chlorine. Bromine. Iodine. Oxidant. Solubility.

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO        4
2. OBJETIVOS        8
3. MATERIAIS E REAGENTES        8
4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL        9

1. OBTENÇÃO DO GÁS CLORO (Cl2)        9

1. OBTENÇÃO DO GÁS BROMO (Br2)        9
2. OBTENÇÃO DO IODO NA FORMA CRISTALINA        9
3. QUEM É O MELHOR AGENTE OXIDANTE: CLORO, BROMO OU IODO?        9
4. SOLUBILIDADE DO BROMO E IODO EM SOLVENTE POLARES E APOLARES        10

1. RESULTADOS E DISCUSSÃO        11

1. OBTENÇÃO DO GÁS CLORO (Cl2)        11
2. OBTENÇÃO DO GÁS BROMO (Br2)        12
3. OBTENÇÃO DO IODO NA FORMA CRISTALINA        14
4. QUEM É O MELHOR AGENTE OXIDANTE: CLORO, BROMO OU IODO?        15
5. SOLUBILIDADE DO BROMO E IODO EM SOLVENTE POLARES E APOLARES        16

1. CONCLUSÕES        16
2. QUESTIONÁRIO        17

REFERÊNCIAS        18

1. INTRODUÇÃO

Os halogênios (grupo 17/VII) são constituídos por flúor (F), cloro (Cl), bromo (Br), iodo

(I) e Astato (At), que são considerados os elementos não-metálicos mais reativos da tabela periódica. Devido a camada mais externa se apresentar incompleta (ns2 np5), esses elementos possuem alta afinidade eletrônica, bem como grande energia de ionização pelo forte efeito da carga nuclear efetiva (Shriver; Atkins, 2003). Por consequência, eles atingem sua estabilidade ao receber um elétron (NOX –1), agindo como ótimos agentes oxidantes. (Brown et. al, 2016). Ainda, é possível que cloro, bromo e iodo possam ter valências positivas até +7, quando combinados a átomos mais eletronegativos, como em ClO2, BrO2 e HIO3 (Lee,1999). Na Figura 1, é possível observar as propriedades dos elementos halogênios. Também, é importante destacar que, segundo Coelho (2015), o astato é radioativo e muito instável ao decaimento nuclear, por isso, sua química não é bem esclarecida.

Figura 1 – Propriedades atômicas dos halogênios.

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Fonte: Shriver; Atkins, 2003

Em condições normais, os elementos flúor, cloro, bromo e iodo são diatômicos e coloridos. Isso porque as cores estão relacionadas com a energia entre os orbitais fundamental e de maior energia, os quais o elétron transita ao absorvê-la e emiti-la. Assim, em elementos mais pesados, esses orbitais estão mais próximos, diminuindo a energia e aumentando o comprimento de onda. Dessa forma, F2 é amarelo claro, Cl2 é amarelo esverdeado, Br2 gasoso e líquido são castanho avermelhado intenso e I2 gasoso é violeta (Shriver; Atkins, 2003), conforme pode se observar na Figura 2.

Figura 2 – Substâncias simples respectivas de cloro, bromo e iodo.

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Fonte: © Joel Gordoni, 2008

Segundo Lee (1999), ao ser preparado pela primeira vez por Scheele, o cloro foi obtido pela reação de oxidação de HCl com MnO2 (equação 1). Nessa reação, o gás cloro precisa ser purificado, retirando excesso de HCl e água. Atualmente, ele é obtido por eletrólise de NaCl em meio aquoso na produção de NaOH (equação 2) ou pela hidrólise de NaCl fundido.

MnO2(s) + 4HCl(aq) → MnCl2 (aq) + 2H2O(l) + Cl2(g)        (eq.1) 2Cl–(aq) + 2H2O(l) → Cl2(g) + 2OH–(aq) (eq.2)

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