HALOGÊNIOS - GRUPO 17HALOGÊNIOS - GRUPO 17
“GERADORES DE SAIS”
FLÚOR, CLORO, BROMO, IODO, ASTATO
ELEMENTO SÍMBOLO CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA NOX
FLÚORCLOROBROMOIODOASTATÍNIO
F9Cl17Br35I53At85
He2Ne10Ar18Kr36Xe54
2s2 2p5
3s2 3p5
3d104s24p5
4d105s25p5
4f145d106s26p5
-1-1,1,3,5,7,6-1,1,3,4,5,6
1- OCORRÊNCIA DOS ELEMENTOSOCORRÊNCIA DOS ELEMENTOS
9F CaF2 (Fluorita), Na3AlF3 (Criolita), [3(Ca(PO4)2.CaF2] (fluorapatita)
17Cl
35Br
85At
53I
NaCl, KCl, CaCl2, MgCl2 (água do mar e salgemas)
NaBr, KBr (água do mar e salgemas)
NaIO3, iodetos alcalinos
Produto da série radioativa
2- CARACTERÍSTICAS DO GRUPO2- CARACTERÍSTICAS DO GRUPO
Configuração eletrônica na camada de valência
ns2np5
•Adquirir um elétron
•Compartilhar par de elétrons
• compostos covalentes (HCl, IF3, F2)
•íon x-1
•Compostos iônicos
COVALÊNCIACOVALÊNCIA
•Flúor sempre monovalente, NOX = -1
•Cloro•Bromo
•Iodo
Podem atingir valências mais elevadas
Quais são essas valências?
Porque?
•Cloro•Bromo•Iodo
•Monovalentes•Trivalentes
•Pentavalentes
•Heptavalentes
Nox:-1, +1, +3, +5, +7
EXEMPLOS: ClF, BrF3, IF5, IF7, ClO3-, BrO3
-
Todos formam moléculas diatômicas
Cl2, Br2, I2
Nesse sentido ocorre a diminuição da energia de ligação
E quanto a molécula F2?
•O F2 apresenta uma energia de ligação inferior a do Cl2 e a do Br2. Isto se deve a repulsão entre os pares de elétrons nãoligantes.
Cl2, Br2, F2, I2
F F
•Pequena distância internuclear•Maior repulsão entre os pares de e- não ligantes
•Baixa energia de ligação da molécula F2
•Explica a alta reatividade do flúor
Poder oxidante
F2, Cl2, Br2, I2
•Diminui com o aumento do número atômico•Exemplos:Cl2 (aq) + 2Br -
(aq) 2 Cl- (aq) + Br2 (aq)
•A obtenção do bromo está baseada na oxidação do íon Br - (água do mar) a Br2 pela ação do cloro.
•Halogênio de baixo número atômico oxidará íon haleto de número atômico maior.
3- Reatividade dos Halogênios3- Reatividade dos Halogênios
F2 Cl 2 Br2 I2
Neste sentido diminui a reatividadequímica
Flúor
•Muito reativo
•Reage com todos os outroselemento, exceto: He, Ne e Ar
•Cu, Mg, Al, Ni, Fe, forma película passivadora
• O F2 ataca o vidro e o quartzo (desloca o oxigênio)
Cloro
•Menos reativo que o flúor
•Reage facilmente com metais dos grupos 1 e 2 e com o alumínio
•C, O, N, a reação é difícil
Bromo e Iodo •Comportamento químico semelhante ao do cloro, porém menos reativo
4- Obtenção dos Elementos4- Obtenção dos Elementos
Flúor•Obtenção é difícil porque é muito reativo
•CaF2 + H2SO4 CaSO4 + 2HFKF + HF K[HF2]
HF + K[HF2] eletrólise
1/2 H2 +1/2 F2
CUIDADOS ESPECIAIS:
•O HF é tóxico e ataca o vidro
•O HF é mau condutor de eletricidade, adiciona-se ao meio de eletrólise hidrogenodifluoreto de potássio
KHF2
•O meio deve ser anidro, é feito a destilação do meio
•Os produtos da eletrólise, H2 e F2, devem ser mantidos separados
APLICAÇÕES
•Preparação do AlF3 e Na3[AlF6]
•Preparação do UF6(g) para separação dos isótopos de urânio através do processo de difusão gasosa
•Preparação de fluoropolímeros PTFE (Teflon)
•Fabricação do SF6 (dielétrico)
•Obtenção de agentes de fluoretação: ClF3, BrF3, IF5, SbF5
CLORO
•Pode ser obtido através de dois métodos principais:
Eletrólise de solução aquosa de NaCl (água do mar)
NaCl + H2O eletrólise NaOH + 1/2 H2 + 1/2 Cl2
Eletrólise do NaCl fundido
NaCl eletrólise Na + 1/2 Cl2
EM LABORATÓRIO:
4HCl + MnO2 MnCl2 + Cl2 + 2H2O
APLICAÇÕES
•Compostos organocloradosMeCl; EtCl; 1,2dicloroetano; Cloreto de vinila
•Alvejante
•Compostos Inorgânicos Ex: NaOCl, ClO2, NaClO3
BROMO
•Obtido a partir da água do mar e lagos salgados
Cl2 + 2Br - 2Cl - + Br2
•Baseia-se na oxidação do íon Br - a Br2 pela ação do Cl2 em solução aquosa
APLICAÇÕES
• Preparação de compostos orgânicos bromadosEx: 1,2-dibromoetano, MeBr, EtBr, dibromocloropropano
•Fabricação de tecidos resistentes à chama tris(dibromopropil)fosfato : (Br2C3H5O)3PO
•Fabricação de emulsões fotográficas (AgBr)
•Fabricação do KBr, usado como anti-convulsivo na epilepsia
IODO
•Pode ser obtido apartir do iodato de sódio (NaIO3) que existe como impureza no salitre do chile, nitrato de sódio (NaNO3).
2IO3- + 5HSO3
- I2 + 3HSO4- + 2SO4
-2 + H2O
•Oxidação do íon I- pela ação do Cl2
2I- + Cl2 2Cl- + I2
Salmouras
APLICAÇÕES
•Preparação de compostos orgânicos iodados Ex: CH3I, CHI3
•Preparação de compostos químicos inorgânicos EX: NaI, AgI, KI
•Pigmento para tinta
•Iodo radioativo para quimioterapia
ASTATO
•Não ocorre na natureza
•Cerca de vinte isótopos foram obtidos artificialmente
•Semelhante ao iodo
5-PRINCIPAIS COMPOSTOS5-PRINCIPAIS COMPOSTOS
5.1- HALETOS DE HIDROGÊNIO
A) HF FLUORETO DE HIDROGÊNIO
HFHF HClHCl HBrHBr HIHI
OBTENÇÃO
1) CaF2 H2SO4 + +CaSO4 2 HF
2) KHF2 KF + HF
PROPRIEDADESPROPRIEDADES
O HF é muito tóxico
Deve ser manuseadoem capela
A molécula H-F é fortemente polarizada
Interações por PONTES DE HIDROGÊNIO
Formação de “agregados” de moléculas
HF .....HF DIMERO, (HF)2 na temperaturaambiente
EM SOLUÇÃO AQUOSA
Ácido fluorídrico
HF H2O H3O+ F-+ + = 10%
É UM ÁCIDO FRACO
Como trata-se de um ácido fraco, as reações com osmetais, bases são menos importantes do que para osdemais hidretos do grupo.
O HF ataca a sílica e silicatos, é o único ácidocapaz de ataca-los.
SiO2 + 4HF SiF4 + 2 H2O
Único sal de silício maisestável que a sílica
Na2SiO3 + 6HF SiF4 + 2NaF + 3H2O
APLICAÇÕESAPLICAÇÕES
Fabricação de clorofluorcarbonetos ( FREONS)Fluídos refrigerantesPropelentes de aerossóis
Fabricação AlF3 (criolita sintética) empregadana obtenção eletrolítica do alumínio
Processamento do urânio
Gravação de vidros, limpar aço e fabricar fluoretos
B) CLORETO DE HIDROGÊNIOHCl
OBTENÇÃOOBTENÇÃO
1) Reação Direta
H2 + Cl2 2HCl
EOcorre com absorção
de luz ou calor
Utiliza os subprodutos da preparação dasoda cáustica
O mecanismo envolvido é o dos radicais livres
2) Método do “Salt Cake”
Um método apropriado para o laboratório,antigamente era usado na indústria
NaCl + H2SO4NaHSO4 + HCl
INSOLÚVEL
NaCl + NaHSO4 Na2SO4 + HCl
excesso Vendido como subprodutopara fabricação de papel evidro
No Lab usa-se NH4Cl
3) Pode-se obter HCl impuro, como um subproduto,a partir da industria orgânica .
CH2 CH2
Cl Cl
CH2 CH
Cl
+ HCl
Exemplo:
1,2-dicloroetano cloreto de vinila
Atualmente é a maior fonte de HCl
PROPRIEDADESPROPRIEDADES
1)É solúvel em água Ácido clorídrico
HCl + H2O H3O++ Cl- = 92%
É um ácido forte
Comércio: “Ácido muriático” (24%)
2) Sendo um ácido forte reage facilmente com metais, bases, óxidos metálicos e sais de ácidos fracos (carbonatos, sulfitos e sulfetos) formando cloretos metálicos.
3) Solução concentrada de HCl e HNO3, ÁGUA RÉGIA, ataca Au e Pt.
HCl HNO3 Au AuCl3 NO H2O+ + + 2+3
H[AuCl4]
HCl (excesso)
ácido cloro aurico
HCl HNO3 Pt PtCl4 NO H2O12 4 3 3 4 8+ + + +
APLICAÇÕES
É um ácido forte, barato, estável, com sais geralmente solúveis, e portanto, depois doH2SO4, é o ácido mais importante.
Obtenção da glicose
Amido + H2O GlicoseHCl
Obtenção de cloretos metálicos
Limpeza de metais antes da solda ou galvanização
C) Brometo de hidrogênio HBr
Iodeto de hidrogênio HI
OBTENÇÃOOBTENÇÃO
1) Reação Direta
H2 + Br2 2HBr
H2 + I2 2HI
2) Reação de brometos e iodetos alcalinos com o ácido fosfórico
KBr + H3PO4 KH2PO4 + HBr
KI+ H3PO4 KH2PO4 + HI
Ácido não oxidante
3) Hidrólise de brometo e iodeto de fósforo
PBr3 + 3H2O H3PO3 + 3HBr
PI3 + 3H2O H3PO3 + 3HI
4) Reação do Br2 ou do I2 com SO2 ou H2S
X2 + SO2 + 2H2O H2SO4 + 2HX
X = Br ou IX2 + H2S S + HX
PROPRIEDADESPROPRIEDADES
1) Em água Ácido BromídricoÁcido Iodídrico
HBr + H2O H3O+ + Br- = 93%
= 95%HI + H2O H3O+ + I-
Ácidos fortes
2) Reagem com metais, bases, óxidos metálicos e sais de ácidos fracos formando brometos ou iodetos metálicos
3) Podem ser oxidados por H2O2, O2 e Cl2
2HX + H2O2 X2 + 2H2O
2HX +1/2 O2 X2 + H2O
2HX +Cl2 X2 + 2HCl
Agente redutor
X=Br ou I
APLICAÇÕESAPLICAÇÕES
Não são tão utilizados como o HCl. Sãoutilizados principalmente para preparaçãodo AgBr e AgI nas películas sensíveis dosfilmes.
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