Preparação e Propriedades dos Halogênios e Halogenetos

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO[pic 1][pic 2]

FACULDADE DE FILOSOFIA, CIÊNCIAS E LETRAS DE RIBEIRÃO PRETO

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

Química Inorgânica Experimental

Prática 1: Grupo 7: Preparação e Propriedades dos halogênios e halogenetos.

Docente: Prof.º Dr.º José Carlos Toledo Junior

Aluno: Igor Gonzaga Lombardi

Aluno: Luiz Henrique Andrilli

Ribeirão Preto, Agosto de 2018

1. Introdução

         Os halogênios são um grupo composto pelos elementos Flúor, Cloro, Bromo, Iodo e Ástato. Esses elementos estão agrupados no mesmo grupo devido a suas características químicas serem muito semelhantes. São elementos altamente reativos, devido a sua configuração eletrônica possuir sete elétrons na camada de valência, necessitando apenas de um elétron para se completar o octeto, por isso, reagem facilmente com os metais alcalinos, que possuem a característica de doar elétrons. São compostos com alta afinidade eletrônica e consequentemente é o grupo de elementos que possuem uma elevada eletronegatividade e devido a esses fatores são empregados em grandes áreas da química.

        A abundancia na crosta terrestre decresce conforme é maior o número atômico do elemento desse grupo, e são encontrados na natureza na forma de haletos (X-), que são formas mais estáveis dos halogênios devido possuir o octeto completo, altamente solúveis devido possuir carga e interagir em água através de interações dipolo-dipolo e são encontrados em oceanos, rios, depósitos de salmoura, etc.

        Essa propriedade química dos halogênios, ou seja, uma alta estabilidade na sua forma reduzida, determina uma característica química muito apropriada nos processos industriais, que é ser um forte agente oxidante, ou seja, a capacidade de retirar um elétron de um átomo.

        Esse grupo possui variadas utilidades em nosso cotidiano, o cloro por exemplo, é utilizado na produção de papel, para o branqueamento da celulose, é utilizado também como componente da água sanitária, na síntese de compostos orgânicos e inorgânicos, devido ao seu grande caráter oxidante. Os fluoretos são utilizados para o tratamento de esgoto, assim como seus compostos são utilizados em tratamentos odontológicos. Iodo e iodetos são utilizados no sal de cozinha, para evitar o surgimento do bócio, uma doença popularmente conhecida como papo. E o bromo é utilizado em grandes indústrias como catalizador de reações orgânicas.

1. Resultados e Discussões

1. Preparação da Água de Bromo e de Cloro.

1. Água de Bromo

        Pesou-se 0,51g de Brometo de Sódio e transferiu-se para o tubo que será realizado o procedimento e pesou-se 1,03g de dióxido de manganês e transferiu-se para o mesmo tubo. Com o auxílio de um bastão de vidro, homogeneizou-se os compostos e em seguida, adicionou-se 1,0mL de ácido sulfúrico concentrado no tubo contendo os dois compostos e rapidamente fechou-se o tubo com o sistema que foi montado conforme a figura abaixo:

[pic 3]

        Percebeu-se que a reação acabou quando cessou o borbulhamento no tubo C), e retirou-se esse mesmo tubo do sistema e tampou-o com uma rolha. Notou-se que a água contida nesse tubo mudou de cor, de translúcida para uma coloração alaranjada. Mostrou-se que o gás de bromo produzido na reação foi solubilizado em água, abaixo segue as reações que determinam o processo:

2 NaBr(s) + MnO2(s) + 2 H2SO4(l) 🡪 Br2(g) + 2Na+(aq) + Mn2+(aq) + 2SO42-(aq) + 2H2O(l)

        Aqui vemos que o manganês é o agente oxidante, pois ele passa de um estado de oxidação +4 para um estado de oxidação +2 e, consequentemente, oxidando o brometo para bromo na sua forma gasosa, assim sendo possível a sua solubilização em água. O manganês está presente nessa reação para que não seja gerado o dióxido de enxofre.

1. Água de Cloro

        Pesou-se 2,0g de permanganato de potássio em um kitassato e adicionou-se 15,0mL de ácido clorídrico concentrado em um funil de separação e após montado o sistema, gotejou-se lentamente o ácido no kitassato, até que o sistema parasse de produzir o gás que seja solubilizado em água:

[pic 4]

        Percebeu-se uma leve coloração esverdeada na água que está contido o tubo E), indicando a solubilização do gás Cl2 no tubo, a equação a seguir nos mostra o que está ocorrendo no kitassato:

8 HCl(l) + KMnO4(s) 🡪 4 Cl2(g) + Mn2+(aq) + K+(aq) + 4 H2O(l)

        Nesse caso, utilizou-se de um manganês em seu estado de oxidação +7 para o +2 por causa do potencial de redução do cloreto ser altamente elevado, então utilizamos esse composto que possui um potencial de oxidação elevado para que a reação de oxidação do cloreto seja favorável e possível.

1. Propriedades dos Halogênios

1. Solubilidade

        No primeiro teste, adicionou-se 1,0mL da água de bromo e 5 gotas de diclorometano em um tubo de ensaio. Observou-se a formação de duas fases, uma incolor e outra amarelada. No segundo teste, adicionou-se um cristal de Iodo em um tubo de ensaio contendo água, observou-se que o cristal de iodo não é solúvel em água. Em seguida, adicionou-se algumas gotas de iodato de potássio 2 mol/L e agitou-se, observamos que o cristal de iodo começou a solubilizar-se no tubo com água, isso ocorre devido a formação de um complexo chamado triiodato de potássio.