Estudo Das Propriedades Dos Halogênios

01/07/2009 • Por • 11,121 Acessos

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO

CENTRO UNIVERSITÁRIO NORTE DO ESPÍRITO SANTO

CURSO DE FARMÁCIA

 

 

 

 

 

 

 

ESTUDO DAS PROPRIEDADES DOS HALOGÊNIOS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ANA PAULA ALMEIDA

CAROLINE COSME PEREIRA

IGOR OLIVEIRA DE MELLO

NAYARA RUDECK O. STHEL COCK

VERÔNICA SOARES BRAUER

 

 

São Mateus

2009

 

 

 

 

 

ANA PAULA ALMEIDA

CAROLINE COSME PEREIRA

IGOR OLIVEIRA DE MELLO

NAYARA RUDECK O. STHEL COCK

VERÔNICA SOARES BRAUER

 

 

 

 

 

QUÍMICA GERAL – HALOGÊNIOS

 

 

 

 

 

 

 

Trabalho apresentado à disciplina de Química Geral, sob a supervisão do Orientador Johnson Pontes de Moura

 

 

 

 

 

 

 

 

São Mateus

2009

SUMARIO

 

Considerações iniciais ------------------------------------------------------------------ 4

Objetivos ----------------------------------------------------------------------------------- 5

Fundamentação Teórica --------------------------------------------------------------- 5

Flúor ----------------------------------------------------------------------------------------- 5

Cloro ----------------------------------------------------------------------------------------  6

Bromo --------------------------------------------------------------------------------------- 7

Iodo ------------------------------------------------------------------------------------------ 8

Ástato ---------------------------------------------------------------------------------------  9

Considerações finais --------------------------------------------------------------------11

Referencias --------------------------------------------------------------------------------12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CONSIDERAÇÕES INICIAIS

           

O termo “halogênios” vem do grego e significa produtor de sais. O grupo VIIA da tabela periódica é formado pelos elementos: iodo,cloro, bromo, flúor e ástato. E assim como o grupo 8A, formado pelos gases nobres, é constituído unicamente por elementos não-metais.

Todos os constituintes do grupo VIIA possuem 7 elétrons em seu último nível de energia, tendo que receber um elétron para atingir sua estabilidade química.

A principal característica química dos halogênios é seu poder em agir como agentes oxidantes, característica essa que facilita no ganho do elétrons que necessitam para se tornarem estáveis.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OBJETIVOS

Compreender melhor cada elemento do grupo VIIA ( halogênios) e suas propriedades específicas.

   

 

FUNDAMENTAÇÕES TEÓRICAS

São elemento que compõe o grupo VIIA da tabela periódica, são elementos não-metais, utilizados desde antigamente com como conservante de alimento são compostos de componentes químicas muito semelhantes, tem muita facilidade em reagir com outros elementos por isso raramente são encontrados livres da natureza.

Os halogênios possuem um elétron há menos que os gases nobres e tem camada ns2np5  faltando somente um elétron para se tornarem estáveis eles podem fazer ligações covalentes ou facilmente formar ânions X-, e tem uma afinidade eletrônica, energia de ionização e eletronegatividade bastante elevadas.

            Os halogênios são o flúor, cloro, bromo, iodo e ástato, na media em que aumenta o raio covalente aumenta o ponto de fusão e ebulição.

 

 

Flúor

           

É um elemento químico, símbolo F e de numero atômico 9, massa atômica 19 u possuem 16 isotopos. E o elemento mais reativo e eletronegativo, sua molécula diatômica é (F2). É um gás muito corrosivo e perigoso, que em contato com o tecido vivo pode causar queimaduras.

            O flúor é capaz de atacar o vidro, metais e água entre outras coisa, por isso e um material de difícil armazenamento. Ele é obtido a partir da eletrólise do ácido fluorídrico (HF) com o fluoreto ácido de potássio (KHF2), e um gás de aspecto amarelo pálido.

 

Grandeza

Valor

Unidade

Massa molecular

37,997

g/mol

Massa específica do gás (15ºC e 1 atm)

1,59

kg/m3

Ponto de fusão

-219,6

°C

Calor de fusão

0,51

kJ/mol

Ponto de ebulição

-188,1

°C

Calor de vaporização

6,54

kJ/mol

Temperatura crítica

-129,4

°C

                       

Condutividade térmica a 27ºC e 1 atm

0,0279

W/(m °C)

Eletronegatividade

3,98

Pauling

     

Obs:

1 atm = 101,325 kPa (pressão atmosférica normal).

 

 

Aplicações

O flúor tem varias aplicações importantes com no acido fluorídrico que e utilizado para a gravações em vidro, utilizado também na industria dentaria para proteção dos dentes contra caries em cremes dentais, também eram utilizado como componentes dos CFC’s que tem que tem efeito nocivo a camada de ozônio, e hoje são menos utilizados.

 

 

 

CLORO

 

O cloro é o elemento químico cujo símbolo é “Cl”, número atômico 17 e massa atômica 35,5u. É encontrado em temperatura ambiente no estado gasoso, sendo extremamente tóxico e de odor irritante.

No seu estado puro, na sua forma biatômica (Cl2) e na CNTP possui coloração amarelo esverdeada.

O gás foi produzido pela primeira vez a partir do aquecimento do ácido clorídrico com dióxido de manganês, por volta de 1800. Por influência de Lavousier que acreditava que todo ácido deveria conter oxigênio, era chamado de oxomuriático e considerado um composto, não um elemento. Só mais tarde que o descobridor dos metais alcalinos (Sir Humphrey Davy) concluiu que o ácido oxomuriático não poderia ser decomposto, ficando provada sua natureza elementar. Então o chamou de Cloro.

É um gás bastante abundante na natureza e devido sua elevada afinidade com outros elementos, o cloro nunca é encontrado em estado livre, com exceção de uma parte ínfima de gases vulcânicos.

Dentre os muitos compostos formados a partir do cloro, o cloreto de sódio é, sem dúvida, o mais abundante, pois estima-se que sua concentração na água dos mares seja de 2,6%, tendo função vital na dieta humana.

O elemento cloro tem várias utilizações, como em fins sanitários, tratamento de água, limpeza de piscinas, desinfecção de resíduos industriais, branqueamento de fibras vegetais (linho, algodão etc.), fabricação de papel (deixando-o mais branco) e é também aplicado na síntese orgânica industrial.

 

Estado de oxidação

Substâncias

Cl-I

Cl-(aq), HCl, NaCl, etc.

ClI

Cl2O, HOCl, Said, ClO- (aq), ClF

ClIII

NaClO2, ClF

ClIV

ClO2

ClV

HClO3,ClO3-(aq), sais, ClF5, F3ClO

ClVI

Cl2O6

ClVII

Cl2O7, HClO4, ClO4-(aq), sais, FClO3

           

Reação de cloro com água:

 

Cl2 + H2O ↔ OCl- + 2H+ + Cl-.

           

Reações com halogênios:

 

Cl2 + F2 → 2ClF

Cl2 + 3F2 → 2ClF3

Cl2 + I2 → 2ClI

Cl2 + Br2 → 2ClBr

Cl2 + 5F2 → 2ClF5

 

Reação com base:

 

3Cl2 + 6OH- → ClO3- + 5Cl- + 3H2O

 

Bromo

 

Elemento químico de símbolo “Br”, número atômico 35,5 u e massa atômica 80 u. Não é encontrado em estado elementar na natureza, existe em abundancia na forma de sais de bromo na água do mar e dela é obtido reação com cloro. É vermelho, volátil e denso e no estado liquido é perigoso para o tecido humano, seus vapores irritam olhos e garganta.

 

História:

Foi descoberto por Antoine-Jérome Ballard, que trabalhava numa escola de farmácia em Montpellier. Ele isolou uma substancia avermelhada, com odor desagradável.
Primeiro pensou que era um composto de cloro e iodo, só que depois conseguiu isolar este composto adiantando assim a hipótese de um novo elemento químico. O pesquisador deu o nome de “murido” (vem do latim “muria” = salmoura).

O nome “Bromo” foi dado em Agosto de 1826 com a comprovação da descoberta. Bromo (do grego Brômios = fétido).

 

Características:

É o único não metálico que na temperatura ambiente está no estado líquido. O líquido é avermelhado, instável, denso e volátil. A pressões e temperaturas padrões, evapora facilmente formando um vapor avermelhado com cheiro forte e desagradável. Ele é altamente reativo, forte oxidante em presença de água. Tem ação branqueadora.

 

Grandeza

Valor

Unidade

Massa específica a 20°C

3120

kg/m3

Ponto de fusão

-7,2

°C

Calor de fusão

5,8

kJ/mol

Ponto de ebulição

59

°C

Calor de vaporização

14,8

kJ/mol

Temperatura crítica

313

°C

Eletronegatividade

2,96

Pauling

Estados de oxidação

+7+5+3+1-1

 

Resistividade elétrica

> 1018

10-8  m

Condutividade térmica

0,12

W/(m°C)

Estrutura cristalina

ortorrômbica

 

 

 

Aplicações:

O bromo molecular é usado na produção de vários compostos. O brometo de etileno é usado em combustíveis de evitar acumulação de chumbo no interior dos cilindros.

Brometo de prata (AgBr), é sensível à luz, utilizado em emulsões fotográficas.

Ainda, o bromo é usado na fabricação de produto de pulverização, agentes não-inflamáveis, produtos para purificação de água, corantes, desinfetante, inseticidas, etc.

Ele tem pape biológico, onde é essencial para o organismo. Mas não se sabe muito sobre sua função. Alguns dos compostos do bromo são usados no tratamento contra epilepsia e como sedantes.

 

Os isótopos são 79Br 81Br, abundância 50%.

 

Precauções: Tóxica e em pequenas quantidades, tato por via dérmica como inalado, causa ferimentos graves ou até morte.

 

Iodo

 

            O químico francês Bernard Courtois descobriu o iodo em 1811, época em que era encarregado de produzir nitrato de potássio para o exército de Napoleão devido ao seu uso na produção de pólvora, sendo essa constituída por 75% de Salitre (nitrato de potássio), 15% de carvão e 10% de enxofre.

 Ele converteria nitrato de cálcio, proveniente de salitre (NaNO3 e KNO3, ou seja, oxinitrato de sódio ou oxinitrato de potássio), por intermédio do hidróxido de potássio (KOH), esse obtido por meio de cinzas de algas marinhas. No entanto, tais cinzas apresentavam certo grau de impureza que deviam ser retiradas através de uma lavagem com ácido sulfúrico. Foi nesse processo de purificação que se pode observar uma leve fumaça que se condensava nos instrumentos de cobre e os corroia. Foi possível observar também, em seguida, a formação de um precipitado.

           

            Devido investigações acerca da nova substância que constituía esse precipitado Gay-Lussac percebeu que se tratava de um novo elemento. Deu o nome de iodo pois tal precipitado liberava um vapor de cor violeta quando aquecido o que é o significado da palavra que lhe deu o nome na língua grega.

           

            O iodo é um elemento que existe amplamente na natureza e apesar disso não pode ser encontrado isolado o que é uma característica comum a todos os halogênios. Está sempre associado a outros elementos formando iodetos ou iodatos aonde em raras ocasiões é o principal elemento constituinte de tais substancias como é o caso do iodato de cálcio. É encontrado em pequenas proporções (entre 1 e 50mg/kg) na água do mar, na forma de iodeto de sódio (NaI), e nos compostos petrolíferos, na forma de iodeto de potássio (KI). É extraído industrialmente das águas salgadas dos poços de petróleo e como subproduto do processo da obtenção do salitre do Chile.

            No corpo humano o iodo tem a importante tarefa de regular a glândula tireóide, apesar de estar presente em pequenas quantidades nos tecidos animais. É usado, quando em solução alcoólica como ante–septico no tratamento de ferimentos. Na indústria, o iodo é componente de películas fotográficas, corantes, reagentes e produtos intermediários usados na síntese de compostos orgânicos e em laboratórios de análise.

            Este elemento possui configuração eletrônica [Kr]4d105s25p5, número atômico 53, massa atômica igual á 126.90447, Raio I 1 – correspondente à 220 pm e densidade  4930 kg m-3.

 

Ástato

 

O Astato ( At ) é um elemento químico de número atômico igual a 85 ( 85 prótons e 85 elétrons ), e massa atômica de aproximadamente 210u. é encontrado no grupo 17 ou 7A da classificação periódica dos elementos. É sólido na temperatura ambiente, e atualmente foram encontradas apenas 25g de Astatínio na natureza, por isso é o elemento mais raro do mundo.

Foi sintetizado pela primeira vez em 1940 por Dale R. Corson,, K. R. Mackenzie e Emilio Gino Segre.  Este elemento é altamente radioativo e comporta-se quimicamente como os demais halogênios, especialmente como o iodo, que tem caráter menos metálico que o Astato. Só existe na crosta terrestre como isótopos radioativos, são encontrados em minerais de urânio e tório, porém em quantidades pouco significativas. É resultante do lento decaimento do urânio e do tório, por pertencer à série radioativa destes elementos. Os poucos micro gramas de astato sintético foram produzidos pelo bombardeamento do bismuto com partículas alfa e alta energia.

A maioria de suas características são conhecidas através de seus isótopos sintéticos. É o elemento mais pesado dos halogênios, apresentando 5 estados de oxidação :  +7, +5, +3, +1 e -1. Forma compostos com outros halogênios.

  1.   

Por ser altamente radioavivo deve ser manuseado, nas investigações científicas, em condições especiais. A quantidade deste elemento na natureza é tão pequena, que não oferece risco à saúde humana.

O Astato, quando injetado na forma de íon mononegativo, em animais, concentra-se na tireóide. As partículas alfa emitidas por isótopos de astato são mais eficazes no tratamento de hipertiroidismo e de cancro da tireóide, que as partículas beta, emitidas pelo rádio-iodo. Contudo,o astato tem tendência a induzir tumores que inviabiliza o seu uso clínico.

Substância elementar mais comum:  At2

Classe de substâncias elementares: Semi-metal

Origem: Natural

Estado físico: sólido

Ponto de fusão: 575 K

Ponto de ebulição: 610 K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CONSIDERAÇOES FINAIS

Neste trabalho aprendemos mais sobre os compostos do grupo 7ª os halogênios (flúor, cloro, bromo, iodo e ástato). Aprendemos sobre seus aspectos positivo para a química e para a saúde do ser humano.

Também sobre suas origens e  suas formas que são encontrados na natureza.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Referencias

 

 Pesquisas feitas nos sites:

 

http://www.if.ufrj.br/teaching/elem/e03510.html

 

http://www.if.ufrj.br/teaching/elem/e03530.html

Perfil do Autor

JOHNSON PONTES DE MOURA

Johnson Pontes de Moura possui graduação em ENGENHARIA QUÍMICA pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (2000) e mestrado em Engenharia Química pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (2007). , atuando principalmente nos seguintes temas: Modelagem de de transmissão de calor em alimentos submetidos a protótipos de energia alternativa(fogões solares); Estudo comparativo entre as formas de energias convencionais e não convencionais; Secadores solares. Atualmente(2008), doutorando em Engenharia Química pela Universidade Federal de Campina Grande e pós-graduando no Curso de Licenciamento Ambiental on shore(PROMINP-PETROBRAS). (Texto informado pelo autor)