HALOGÊNIOS - GRUPO 17 “GERADORES DE SAIS” FLÚOR, CLORO, BROMO, IODO, ASTATO

ELEMENTO SÍMBOLO CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA NOX

O NOME HALOGÊNIO VEM DO GREGO E SIGNIFICA FORMADORES DE SAL

1- OCORRÊNCIA DOS ELEMENTOS 9F CaF2 (Fluorita), Na3AlF3 (Criolita), [3(Ca(PO4)2.CaF2] (fluorapatita) 17Cl NaCl, KCl, CaCl2, MgCl2 (água do mar e salgemas) 35Br NaBr, KBr (água do mar e salgemas) NaIO3, iodetos alcalinos 53I 85At Produto da série radioativa

ns2np5 2- CARACTERÍSTICAS DO GRUPO Configuração eletrônica na camada de valência ns2np5 Adquirir um elétron íon x-1 Compartilhar par de elétrons Compostos iônicos compostos covalentes (HCl, IF3, F2)

COVALÊNCIA sempre monovalente, NOX = -1 Flúor Podem atingir valências mais elevadas Cloro Bromo Quais são essas valências? Iodo Porque?

Cloro Bromo Iodo Monovalentes Trivalentes Pentavalentes Heptavalentes Nox:-1, +1, +3, +5, +7 EXEMPLOS: ClF, BrF3, IF5, IF7, ClO3-, BrO3-

Cl2, Br2, I2 Todos formam moléculas diatômicas 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 não ligantes.

F F Cl2, Br2, F2, I2 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 Halogênios Neste sentido diminui a reatividade química F2 Cl 2 Br2 I2 Muito reativo Flúor Reage com todos os outros elemento, exceto: He, Ne e Ar Cu, Mg, Al, Ni, Fe, forma película passivadora O F2 ataca o vidro e o quartzo (desloca o oxigênio)

Menos reativo que o flúor C, O, N, a reação é difícil Cloro Reage facilmente com metais dos grupos 1 e 2 e com o alumínio Comportamento químico semelhante ao do cloro, porém menos reativo Bromo e Iodo

4- Obtenção dos Elementos Flúor Obtenção é difícil porque é muito reativo CaF2 + H2SO4 CaSO4 + 2HF KF + HF K[HF2] eletrólise HF + K[HF2] 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) eletrólise NaCl + H2O NaOH + 1/2 H2 + 1/2 Cl2 Eletrólise do NaCl fundido NaCl eletrólise Na + 1/2 Cl2

EM LABORATÓRIO: 4HCl + MnO2 MnCl2 + Cl2 + 2H2O Alvejante Compostos Inorgânicos Ex: NaOCl, ClO2, NaClO3 APLICAÇÕES Compostos organoclorados MeCl; EtCl; 1,2dicloroetano; Cloreto de vinila

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 bromados Ex: 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 COMPOSTOS 5.1- HALETOS DE HIDROGÊNIO HF HCl HBr HI A) HF FLUORETO DE HIDROGÊNIO OBTENÇÃO 1)  2) 

 Deve ser manuseado em capela PROPRIEDADES O HF é muito tóxico A molécula H-F é fortemente polarizada Interações por PONTES DE HIDROGÊNIO Formação de “agregados” de moléculas .....  DIMERO, (HF)2 HF HF na temperatura ambiente

 = 10% EM SOLUÇÃO AQUOSA Ácido fluorídrico É UM ÁCIDO FRACO Como trata-se de um ácido fraco, as reações com os metais, bases são menos importantes do que para os demais hidretos do grupo.

O HF ataca a sílica e silicatos, é o único ácido capaz de ataca-los. SiO2 + 4HF SiF4 + 2 H2O Único sal de silício mais estável que a sílica Na2SiO3 + 6HF SiF4 + 2NaF + 3H2O

APLICAÇÕES Fabricação de clorofluorcarbonetos ( FREONS) Fluídos refrigerantes Propelentes de aerossóis Fabricação AlF3 (criolita sintética) empregada na obtenção eletrolítica do alumínio Processamento do urânio Gravação de vidros, limpar aço e fabricar fluoretos

B) HCl OBTENÇÃO Ocorre com absorção de luz ou calor 1) Reação Direta E CLORETO DE HIDROGÊNIO OBTENÇÃO Ocorre com absorção de luz ou calor 1) Reação Direta E H2 + Cl2 2HCl Utiliza os subprodutos da preparação da soda cáustica O mecanismo envolvido é o dos radicais livres

Um método apropriado para o laboratório, 2) Método do “Salt Cake” Um método apropriado para o laboratório, antigamente era usado na indústria NaHSO4 + HCl NaCl + H2SO4  INSOLÚVEL Na2SO4 + HCl NaCl + NaHSO4   excesso Vendido como subproduto para fabricação de papel e vidro No Lab usa-se NH4Cl

Pode-se obter HCl impuro, como um subproduto, 3) Pode-se obter HCl impuro, como um subproduto, a partir da industria orgânica . Exemplo: cloreto de vinila 1,2-dicloroetano Atualmente é a maior fonte de HCl

 = 92% PROPRIEDADES 1)É solúvel em água Ácido clorídrico 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.

É um ácido forte, barato, estável, com sais APLICAÇÕES É um ácido forte, barato, estável, com sais geralmente solúveis, e portanto, depois do H2SO4, é o ácido mais importante. Obtenção da glicose HCl Amido + H2O Glicose  Obtenção de cloretos metálicos Limpeza de metais antes da solda ou galvanização

C) Brometo de hidrogênio HBr Iodeto de hidrogênio HI OBTENÇÃO 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

 = 93%  = 95% 4) Reação do Br2 ou do I2 com SO2 ou H2S X2 + SO2 + 2H2O H2SO4 + 2HX X = Br ou I X2 + H2S S + HX PROPRIEDADES Ácidos fortes 1) Em água Ácido Bromídrico Ácido Iodídrico HBr + H2O H3O+ + Br-  = 93% HI + H2O H3O+ + I-  = 95%

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 X=Br ou I 2HX +1/2 O2 X2 + H2O 2HX +Cl2 X2 + 2HCl Agente redutor

APLICAÇÕES Não são tão utilizados como o HCl. São utilizados principalmente para preparação do AgBr e AgI nas películas sensíveis dos filmes.