QUÍMICA GENERAL III TEMA 3. LOS HALÓGENOS.

Transcripción

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2 X haluros. Química de los halógenos X 2 halógenos moleculares X + Ejs: ClF 3, ClF 5, BrF 5 ICN, ICl, etc. Halógeno molecular Características Pto. de fusión ( C) Pto. de ebullición ( C) Abundancia en la naturaleza F 2 Gas amarillo pálido, venenoso. Olor desagradable y penetrante Lugar 17 Cl 2 Br 2 I 2 Gas amarillo verdoso, veneno. Líquido rojo oscuro, volátil, venenoso. Sólido negro azulado, veneno. Sublima Lugar Muy abundante Lugar 62 2

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4 Complejos de transferencia encia de carga. Se forman en presencia de un solvente dador de densidad electrónica. Puede simbolizarse la interacción como: S X 2 X = Br, I Evidencia experimental de la formación de este tipo de complejo: distancias de enlace: en el Me 3 N I 2 N I = 2.27 Å I I = 2.83 Å distancia de enlace en el I Å 4

5 Mientras mayor sea la capacidad dadora del solvente S la transición Π* σ* será de mayor energía. Soluciones de I 2 Solvente Color Máximo de absorción CCl 4 violeta nm Hidrocarburos aromáticos rosadorojo nm Alcoholes, aminas marrón nm Formación de haluros. a) Metal + X 2 MX n ejemplos importantes: KCl CaCl 2 ScCl 3 TiCl 4 iónicos molecular volátil PbCl 2, UF 4 PbCl 4, UF 6 iónicos covalentes 5

6 b) No Metal + X 2 M X n Ejemplo: 1/2 N 2(g) + 3/2 F 2(g) NF 3(g) H = 109 kj/mol Formación de ácidos hidrohálicos. Los haluros moleculares se hidrolizan para producir ácidos hidrohálicos. Ejemplos: BCl 3 + 3H 2 O B(OH) 3 + 3H + + 3Cl PBr 3 + 3H 2 O HPO(OH) 2 + 3H + + 3Br SiCl 4 + 4H 2 O Si(OH) 4 + 4H + + 4Cl Formación de oxoácidos. Se obtienen por tratamiento del halógeno en agua. 6

7 Flúor Cloro Bromo Iodo HOF HOCl HOBr HOI HOClO HOBrO HOClO 2 HOBrO 2 HOIO 2 HOClO 3 HOBrO 3 HOIO 3 Los equilibrios más importantes son: X 2(g,l,s) X 2(ac) K 1 X 2(ac) + H 2 O H + + X + HOX K 2 Constantes de equilibrio Halógeno K 1 K 2 Cl x 10 4 Br x 10 9 I x Potenciales estándar para las reacciones de los halógenos. 7

8 Diagramas de Latimer (en Voltios). Solución ácida ClO ClO 3 HClO 2 HOCl Cl 2 Cl BrO 3 O 2 F H 2 O HF HOBr Br 2 Br H 5 IO 6 IO 3 HOI I 2 I AtO HOAt At 2 At Solución básica O H 2 O ClO ClO ClO 2 F HF 0.66 ClO 0.89 Cl Cl BrO BrO Br 2 Br H 3 IO IO IO I 2 I AtO AtO At 2 At Formación de óxidos. 8

9 Flúor PE PF Cloro PE PF Bromo* PE Iodo* ( C)( C) ( C)( C) ( C) F 2 O Cl 2 O Br 2 O 18 Cl 2 O 3 F 2 O ClO BrO 2 Cl 2 O I 2 O 4 Cl 2 O I 2 O 5 I 4 O 9 * Descomponen con calentamiento.. Óxidos de Flúor: Se consideran más bien como fluoruros de oxígeno. F 2 O: Aplicación: Combustible para cohetes. Gas amarillo, venenoso; se obtiene por electrólisis de soluciones acuosas de HF/KF. Uso: Libera otros halógenos de sus ácidos o sales: F 2 O + 4HX(ac) 2X 2 + 2HF + H 2 O F 2 O 2 : 9

10 Sólido amarillo naranja. Obtención: Uso: descarga eléctrica F 2 + O 2 F 2 O K Agente oxidante y agente fluorinante. En presencia de aceptores de F forma el catión dioxigenilo: F 2 O 2 + BF 3 O 2 + BF 4 + 1/2F 2. Óxidos de Cloro: Los más importantes son el Cl 2 O y el ClO 2. Cl 2 O: Gas amarillo marrón. Obtención: 2Cl 2 + 2HgO HgCl 2.HgO + Cl 2 O Uso: Fabricación de agentes blanqueadores según: 10

11 Cl 2 O + H 2 O Ca(OH) 2 + 2HOCl 2HOCl Ca(OCl) 2 + 2H 2 O ClO 2 : Gas amarillo. Obtención: 2NaClO 3 + SO 2 + H 2 SO 4 2ClO 2 + 2NaHSO 4. Óxidos de Bromo: No son estables y carecen de importancia práctica.. Óxidos de Iodo: El más importante es el I 2 O 5. Obtención: 2HIO 3 I 2 O 5 + H 2 O Uso: Agente oxidante. En la determinación analítica de CO. 5CO + I 2 O 5 I 2 + 5CO 2 Formación de los interhalógenos. 11

12 Pueden ser neutros: BrF 3 + catiónicos: ICl 2 aniónicos: ICl 2 Ejemplos: 200 C Br 2 + 3F 2 2BrF 3 BrF 3 + F 2 BrF 5 Se hidrolizan con facilidad siendo altamente explosivos: XX + H 2 O H + + X + HOX Sufren reacciones de desproporción: 3BrF BrF 3 + Br 2 Algunas especies son apreciablemente conductoras de electricidad debido a la autoionización: 2BrF 3 BrF BrF 4 Usos de los Halógenos: 12

13 Flúor Cloro explosivos y Gravado de vidrios (HF) (materiales de Laboratorio, termómetros, seguridad de los vehículos). Freones (CCl2F2, CClF3) líquidos refrigerantes y propelentes (desuso). Separación de isótopos de 235 U 238 U Teflón ( CF2CF2)n. Aplicaciones como aislante en sartenes y en piezas de aparatos químicos por su resistencia al ataque químico. NaF, empleado en la fluoración de aguas y en pastas dentales. Germicida y desinfectante. Preparación de otros productos químicos (Ejm: CCl4). Hipocloritos, empleados como agentes blanqueadores. Mezcla de Ca(OCl)2 y CaCl2 (germicida y desodorante). Cloratos y percloratos, son empleado como propulsores de cohetes. Purificación de aguas y piscinas. NaCl empleado en la preparación de alimentos. Bromo Yodo Encuentra en forma natural en algunos organismos marinos. Mar concentración de Br 1 x 10 3 M, principal fuente de bromo. BrCH2CH2Br, empleado como insecticida y en automóviles para eliminar PbBr2 (desuso). Carcinógeno muy potente. AgBr empleado en fotografía. Tintura de yodo (50 % I2 en alcohol) antiséptico. Constituyente de la tiroxina (hormona tiroides). 13

14 Deficiencia de yodo en la dieta crea bocio. Requerimiento es de 1 mg yodo por semana y se obtiene de la sal yodada (KI ó NaI al 0.01 %). 14