UNIVERSIDADE UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO Departamento de Química Curso de Licenciatura Plena em Química
HALOGÊNIOS PRÁTICA: HIDRETOS E HALOGÊNIOS
RECIFE 2011
Ivys Antônio Juvino da Silva Joicy Bianca de Souza Costa Leandro Cesar da Silva Luiz Alberto Barros Freitas
HALOGÊNIOS PRÁTICA: HIDRETOS E HALOGÊNIOS
Relatório solicitado pela professora Ângela F. Campos, como complemento para as notas de Química Inorgânica LI.
RECIFE 2011
1 – INTRODUÇÃO Os elementos flúor, bromo, cloro, bromo e iodo são sempre encontrados na natureza na forma combinada em virtude de sua alta reatividade química. Embora esses halogênios tenham alguma semelhança do ponto de vista, suas propriedades variam de forma gradual ao longo da família [1]. Por necessitarem de apenas um elétron para se tornarem estáveis isoladamente, os elementos desse grupamento são altamente eletronegativos e tendem a formar ligações fortes com metais do grupo 1A (Metais Alcalinos) e 2A (Metais Alcalinos Terrosos), geralmente iônicas. A eletronegatividade decresce no grupo de cima para baixo, logo o Flúor é o mais eletronegativo e o Astato o menos eletronegativo [2]. O flúor apresenta apenas o estado de oxidação -1. O cloro, bromo e iodo também são eletronegativos, porém podem formar compostos com estados de oxidação positivos ou negativos. Todos os halogênios são agentes oxidantes, cujas forças diminuem com o aumento do número atômico. Os halogênios existem como moléculas biatômicas discretas nas fases sólida, líquida e gasosa, porém a volatilidade do elemento decresce acentualmente à medida que o número atômico aumenta [1]. Enquanto o flúor, o cloro e o bromo são encontrados na natureza no estado de oxidação -1, e, portanto devem ser oxidados para se obter a forma elementar, o iodo é obtido pela redução de iodatos de fontes naturais. O quinto membro dos halogênios, o astato, não é encontrado na natureza. Todos os seus isótopos são radioativos [1]. O flúor e o cloro são os dois halogênios mais abundantes. O flúor ocorre principalmente como fluorita, CaF 2, e criolita, Na3 AlF3. Em virtude de ser um agente oxidante forte, o flúor tem sido preparado comercialmente por método eletrolílico, utilizando tanto uma solução de KHF 2 em HF, como o KHF 2 em estado de fusão. O F 2 é liberado no anodo, e o H 2 no catodo. O Cloro também é preparado por eletrólise, utilizando solução de NaCl [1]. Os haletos de hidrogênio, em condições normais, constituem moléculas biatômicas, e da mesma forma que outros haletos de não-metais, sua estabilidade termodinâmica diminuem com o aumento do número atômico. Todos são gases, mas o fluoreto de hidrogênio é líquido, abaixo de 20º C [1].
2 – OBJETIVO Compreender, através das observações feitas na prática, os comportamentos e características dos halogênios, elementos da família 7A da Tabela Periódica.
3 – PARTE EXPERIMENTAL 3.1 – Materiais e Reagentes Materiais Balança analítica; Estante para tubos de ensaio; Espátula; Pipeta; Tubos de ensaio; Bico de Bunsen;
Reagentes NaCl; KBr; NaI; Ácido sulfúrico; Ácido fosfórico.
3.2 – Método 3.2.1 – Etapa I - Pesou-se em uma balança 0,5g de cloreto de sódio, 0,5g de brometo de sódio e 0,5g de iodeto de sódio; - Separou-se uma estante para tubos de ensaio e colocou-se três tubos, numerando-os; - Adicionou-se em cada tubo e na ordem numérica pequena porção, 0,5g de cloreto de sódio, 0,5g de brometo de sódio e 0,5g de iodeto de sódio, respectivamente. - Colocou-se, em cada um deles, cerca de 1 mL
de ácido sulfúrico
concentrado. Observou-se o que aconteceu e anotou-se também. - Levou-se à chama do Bico de Bunsen cada um dos tubos separadamente e aqueceu-se ligeiramente. Observou-se o que ocorreu e anotou-se.
3.2.2 – Etapa II - - Pesou-se em uma balança 0,5g de cloreto de sódio, 0,5g de brometo de sódio e 0,5g de iodeto de sódio; - Separou-se uma estante para tubos de ensaio e colocou-se três tubos, numerando-os;
- Adicionou-se em cada tubo e na ordem numérica pequena porção, 0,5g de cloreto de sódio, 0,5g de brometo de sódio e 0,5g de iodeto de sódio, respectivamente.
- Colocou-se, nos tubos que continham cloreto de sódio e brometo de sódio, cerca de 1 mL de ácido fosfórico concentrado. Observou-se o que aconteceu e anotou-se. - Adicionou-se, nos tubo que continha iodeto de sódio, cerca de 1 mL de ácido fosfórico diluído. Observou-se o que aconteceu e anotou-se. - Levou-se à chama do Bico de Bunsen cada um dos tubos separadamente e aqueceu-se ligeiramente. Observou-se o que ocorreu e anotou-se.
4 – RESULTADOS E DISCUSSÃO 4.1 - Hidretos de Halogênios 4.1.1 Etapa I Depois de feita todas as pesagens e a adição dos sais nos 3 tubos de ensaios, foi adicionado 1 mL de ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado. Em seguida foram aquecidos no Bico de Bunsen.
H2SO4 com NaCl
A reação de sal com ácido sulfúrico, como mostrado pela equação prossegue rapidamente para formar cloreto de hidrogênio gasoso (efervescência e fumaça branca) e hidrogenossulfato de sódio, um precipitado branco. NaCl(s) + H2SO4(l) --> 2HCl(g) + NaHSO4(s)
H2SO4 com NaBr
O ácido concentrado, reagindo com brometo potássio (KBr) , forma inicialmente uma mistura marrom-avermelhada e, em seguida, desprendem-se vapores de Br 2(g) da mesma cor que acompanham o HBr. O HBr é oxidado pelo excesso de H2SO4 a Br 2(g).[3] KBr (s) + H2SO4 (l) HBr (g) +HSO4(aq) + K+(aq) 2HBr (g) + 2H2SO4(l) Br (g) + SO2(g) + SO42-(g) + 2K+ + 2H2O(aq)
H2SO4 com NaI
Nesta reação verificou-se o desprendimento de vapores violeta de I 2 (iodo) que é liberado junto com H 2S (sulfeto de hidrogênio), além da formação de S
enxofre (cheiro de ovo podre). Ocorreu efervescência, tornando a solução com coloração marrom escuro. [4] Segue as reações abaixo: 4I- + H2SO4 I2(g) + H2S (g) + SO2 (g) + H2O NaI(s) + H2SO4 HI(g) + 2Na+ + HSO4O ácido iodrídico (iodeto de hidrogênio) reduz o ácido sulfúrico a dióxido de enxofre, sulfeto de hidrogênio e enxofre. [3] 2 KI + 2H2SO4 I2(g) + SO2-(g) + SO42- (g) + 2K+ + 2H2O(aq)
4.1.2 - Etapa II
Depois de feita todas as pesagens e a adição dos sais nos 3 tubos de ensaios, foi adicionado 1 mL de ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado. Em seguida foram aquecidos no Bico de Bunsen.
H3PO4 com NaCl
Antes do aquecimento, observou-se a formação de um ppt branco de NaH 2PO4 e liberação de gás (HCl) após aquecido. NaCl(s) + H3PO4(l) → NaH2PO4(s) + HCl(g)
H3PO4 com KBr
Antes do aquecimento, observou-se a formação de um ppt branco de KH 2PO4 e liberação de gás (HBr) após aquecido. KBr (s) + H3PO4(l) → KH2PO4(s) + HBr (g)
H3PO4 com NaI
Antes do aquecimento, observou-se a formação de um ppt branco de NaH 2PO4 embora a solução estivesse amarela (NaI) e liberação de gás (HI) após aquecido. NaI(s) + H3PO4(l) → NaH2PO4(s) + HI(g)
5 – CONCLUSÃO Em suma, através dos resultados obtidos nos procedimentos experimentais realizados em laboratório, foram observadas algumas características dos importantes dos halogênios analisados (I, F, Br) como o comportamento de seus sais diante do ácido sulfúrico e fosfórico, com formação de hidretos destes halogênios e liberação de gás com coloração característica devido ao iodo, flúor e bromo.
6 – BIBLIOGRAFIA [1] B. M. MAHAN, R. J. MYERS. Qu ím ic a – Um Cu rs o Un iver sitário . Editora Edgard Blucher. 1997. [2] Halogênios. Disponível em: http://www.infoescola.com/quimica/halogenios/. Acesso em: 21 nov. 2011 . [3] MUELLER, H., SOUZA, D. Qu ím ic a A n alíti c a Q u ali tat iv a C láss ic a : 1ª edição, Edifurb, Blumenau, 2010, [4] VOGEL, A. I. Qu ím ic a A n alíti ca Q u ali tat iv a : 5ª Edição - Editora Mestre Jou.
7 – QUESTÕES 1) Quais as cores dos gases desprendidos nos tubos 1,2 e 3 com adição de ácido sulfúrico concentrado? Tubo 1: coloração branca Tubo 2: coloração rvioleta Tubo 3: coloração vermelha 2) Todos os gases deveriam ser incolores? Por que isso não ocorreu? 3) Por que não se realizou o mesmo procedimento com fluoreto de sódio? Devido à reação que ocorre entre o fluoreto de sódio e o vidro, onde o primeiro ataca o segundo. 4) Qual o gás desprendido no tubo 1? Qual a reação? Ácido Clorídrico (HCl) 2 NaCl + H2SO4 Na2SO4 + 2 HCl
5) Qual o gás desprendido no tubo 2? Qual a reação? Iodeto de Hidrogênio (HI) 2 NaI+ H2SO4 Na2SO4 + 2 HI 6) Qual o gás desprendido no tubo 3? Qual a reação? Ácido Bromidíco (HBr) 2 NaBr+ H2SO4 Na2SO4 + 2 HBr 7) Quais as cores dos gases desprendidos nos tubos 1, 2 e 3 com a adição do ácido fosfórico? Mostre as reações? Tubo 01: coloração branca NaCl + H3PO4 H2NaPO4 + HCl Tubo 02: coloração amarela Nal + H3PO4 H2NaPO4 + Hl Tubo 03: coloração NaBr+ H3PO4 H2NaPO4 + HBr
