Halogenios

Universidade Estadual de Santa Cruz

Disciplina: Química Inorgânica Descritiva

Discente: Melise Lemos, José Alexon, Françuá Amaral

Aula prática : A QUÍMICA DOS HALOGÊNIOS

Resultados e discussão

Entre todos os não-metais, os halogênios são os mais reativos. Todos os halogênios tem um elétron a menos que os respectivos gases nobres que o seguem na tabela periódica. Como conseqüência dessa forte tendência em adquirir um elétron, os halogênios reagem com metais e não- metais para formar compostos covalentes, estes compostos geralmente formam compostos que atuam como agentes oxidantes . O Flúor é um agente oxidante poderoso e este poder decresce descendo no grupo.1

1a Parte: Preparação dos halogênios.

As reações ocorridas durante a aula prática envolvera os halogênios. Basicamente todas as reações são de óxido redução . Nesta primeira parte foram misturados em um tubo de ensaio as soluções de cloreto de sódio, dióxido de manganês e ácido sulfúrico á 20 %. As soluções contidas no tubo de ensaio após efervescência e pode-se observar a liberação de um gás de cor amarelo- esverdeado, o que caracteriza que uma reação ocorreu, houve liberação do gás cloro.

4 NaCl(aq) + MnO2(aq) + 2 H2SO4(aq) 2 Na2SO4 + MnCl2(aq) + 2H2O(l) + Cl2(g)

A atividade oxidante dos halogênios aumenta com a diminuição do raio atômico, sendo o flúor o oxidante mais forte. Suas propriedades redutoras apresentam-se muito fracas, sendo o iodo, em comparação com os outros halogênios, um redutor mais forte.

Neste caso específico pode-se concluir que o cloreto de sódio se oxida, ele que será o agente redutor da reação quando em presença de ácido sulfúrico e dióxido de manganês, o resultado será a formação gás cloro.

A substância que pode ser usada no lugar do dióxido de manganês para a preparação dos halogênios pode ser o dióxido de ferro. O flúor não pode ser obtido da mesma maneira pois devido ao flúor ser muito eletronegativo ele atrairia os hidrogênios da água e formaria o ácido fluorídrico.

2a Parte: Obtenção dos hidrácidos dos halogênios.

Nesta primeira parte o intuito foi de obter os diferentes compostos halogenados a partir do ácido sulfúrico em contato com os diferentes sais covalentes. Inicialmente em um tubo de ensaio foi colocado solução de fluoreto de cálcio e ácido sulfúrico á 75%, em seguida o tubo foi levado a aquecimento. O que podemos observar foi a notável solubilidade tanto do fluoreto de cálcio, como do cloreto de sódio e brometo de potássio em ácido sulfúrico .

CaF2(s) + H2 SO4(aq) 2HF(aq) + CaSO4(aq)

O mesmo procedimento foi feito com cloreto de sódio observou-se que houve solubilidade e após o aquecimento liberação de gás.

2NaCl(s) + H2 SO4(aq) Na2SO4(aq) + 2HCl(aq)

No caso do brometo de potássio a solução ficou amarelada e não houve qualquer mudança indicativa de reação, isso ocorre por que o Bromo ele não é um agente oxidante forte como o Cloro e o Flúor, logo ele apenas dissolveu em ácido.

KBr(s) + H2 SO4(aq) Não ocorre

Com o fluoreto de potássio, após o aquecimento em presença de ácido sulfúrico houve a alteração da coloração para marron e houve liberação de gás, no entanto esse gás pode ter sido ácido fluorídrico

2 KF(s) + H2SO4(aq) 2HF(aq) + K2SO4(aq)

Na segunda parte do experimento realizou-se o mesmo procedimento, porém este foi realizado usando ao invés do ácido sulfúrico á 75%, o ácido fosfórico concentrado à 85 %. Em um tubo de ensaio foi colocado o fluoreto de cálcio e acido fosfórico concentrado (85 %) o tubo foi aquecido e foi possível observarmos desprendimento de gás.

3CaF2(S) + 2H3 PO4(aq) Ca3(PO4)2(aq) + 6HF(aq)

O mesmo procedimento foi feito com cloreto de sódio, brometo de potássio, fluoreto de potássio. Pode-se observar na primeira reação que a solução ficou com aspecto gelatinoso, a segunda reação se tornou houve formação de um composto, fostato de potássio de cor amarelada , na última reação além de se tornar amarelada a solução ficou alaranjada, pois houve a formação do ácido fluorídrico as demais não mudaram significativamente, se comparada as mesmas reações só que em presença de ácidos.

NaCl(s) + H3PO4 (aq) NaH2PO4(aq) + HCl(aq)

KBr(s) + H3PO4(aq) KH2PO4(aq) + HBr(aq)

KF(s) + H3PO4(aq) KH2PO4(aq) + HF(aq)

A vantagem de se usar ácido fosfórico ( H3PO4) ao invés do ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado é que este é um agente oxidante forte e oxidaria o HBr a Br2 e HCl a Cl2, o HF a F2 com facilidade. Portanto utiliza-se o ácido fosfórico o qual nao é oxidante.1

3a Parte: Ação redutora dos hidrácidos.

a) Foram tratadas soluções diluídas de cloreto, brometo, de potássio, aciduladas com algumas gotas de ácido sulfúrico diluído, separadamente com o permanganato de potássio como agente oxidante .

No tubo de ensaio contendo cloreto de sódio e permanganato de potássio, observou-se após o aquecimento a liberação de gás e a mudança de coloração de amarelada para incolor.

NaCl (s) + KMnO4(aq) MnO2(aq) + O2(g) + NaCl(S)

KBr(s) + KMnO4(aq) MnO2(aq) + O2(g) + 2KBr(s)

No tubo de ensaio contendo brometo de potássio e permanganato de potássio observou-se a coloração amarela. O permanganato de potássio é um agente oxidante forte, logo darão origem aos haletos salinos e liberação de oxigênio.

b)Quando adicionados a ácido nítrico a 50%.

Na segunda etapa deste terceiro processo colocou-se em dois tubos ensaio distintos, o primeiro contendo cloreto de sódio e acido nítrico 50% reação exotérmica, no segundo tubo, onde havia o brometo de potássio, quando aquecido a solução se alterou de incolor para marron.

NaCl(s) + HNO3 (aq) NaNO3(aq) + HCl(aq)

KBr(s) + HNO3(aq) KNO3(aq) + HBr(aq)

c) Quando adicionada a Água oxigenada diluída

No tubo de ensaio contendo cloreto de sódio e água oxigenada observou-se que quando aquecido ocorre a liberação de gás e mudança de coloração de incolor para amarelo. Já no segundo tubo que continha brometo de potássio e água oxigenada ao ser aquecido houve mudança de coloração de incolor para amarelo.

2 NaCl(s) + 2H2O2(aq) 2 NaOH(aq) + H2(g)+ Cl2(g)

2KBr(s) + 3H2O2(aq) 3 H2O(l) + 2BrKO3(s)

Conclusão

Os halogênios são muitos reativos e por isso não existem livres na natureza.

Flúor e cloro são os halogênios mais abundantes. O composto mais comum de cloro é o cloreto de sódio. Os halogênios na sua forma elementar tem pouco uso, mas seus compostos são muito usados na indústria, na agricultura, na medicina e no uso doméstico.

O flúor é usado em pastas de dente em forma de fluoretos e também na produção de Teflon. No entanto o principal uso do flúor elementar é na produção de UF6 para a separação de isótopos de urânio. Cloro é usado como alvejante, na produção de plástico(PVC), solventes, em compostos medicinais, produção de bromo, no tratamento de água, etc.

Referencias bibliográficas

1.LEE, J.D. (1999). Química Inorgânica não tão concisa. Capitulo: 16, páginas: 293 a 301.

2. SHRIVER, D.F; ATKINS, P.W. Química inorgânica. 3. ed Porto Alegre: Bookman, 1999.

DISCUSSÃO A QUÍMICA DOS HALOGÊNIOS

Questões adicionais

Os halogênios são agentes oxidantes fortes. A seguir são dados valores dos potenciais de eletrodo para a reação X2(aq)  X-(aq), onde X = F, Cl, Br ou I.

Flúor

Cloro

Bromo

Iodo

°(X2/X-)/V

2,87

1,36

1,09

0,54

1* Analise os dados de potencial apresentados e discuta:

i) A possibilidade de se obter bromo e iodo por oxidação dos respectivos haletos com cloro.

O Bromo e iodo podem ser obtido pela redução de cloro, pois o cloro é um bom agente oxidante deslocando com muita facilidade os elementos situados acima na série eletroquímica.

ii) Qual das seguintes espécies é o agente redutor mais forte: I-, I2, Cl-, F2 ou F-?

O I - é o agente redutor mais forte sendo uma base mole e estando acima na série eletroquímica sede elétrons com maior facilidade se comparado as outras espécies.

iii) Por que iodo não oxida Fe2+ a Fe3+? Dado:  para F3+(aq), Fe2+(aq)/Pt = 0,77 volts.

O iodo não oxida Fe2+a Fe3+ por que o Fe3+ oxida o I-.

i) A possibilidade de se obter bromo e iodo por oxidação dos respectivos haletos com cloro.

O Bromo e iodo podem ser obtidos pela redução de cloro, pois o cloro é um bom agente oxidante deslocando com muita facilidade os elementos situados acima na série eletroquímica.

ii)Qual das seguintes espécies é o agente redutor mais forte: I-, I2, Cl-, F2 ou F-?

O I - é o agente redutor mais forte sendo uma base mole e estando acima na série eletroquímica sede elétrons com maior facilidade se comparado as outras espécies.

iii) Por que iodo não oxida Fe2+ a Fe3+? Dado:  para F3+(aq), Fe2+(aq)/Pt = 0,77 volts.

O iodo não oxida Fe2+a Fe3+ por que o Fe3+ oxida o I-. o Iodo é o agente oxidante mais fraco do seu grupo.

2* Escreva a equação que representa a oxidação de brometo a bromo usando cloro como agente oxidante.

Cl2 + Br- 2Cl- + Br2