PRÁCTICA 1: QUIMICA DE LOS HALÓGENOS

PRÁCTICA 1: QUIMICA DE LOS HALÓGENOS.

1. CUESTIONES PREVIAS.

1. Estado físico de los halógenos, ¿por qué el F2 y el Cl2 son gases, el Br2 es líquido y el I2 es sólido?

El F es un átomo mucho más pequeño que el de Cl, por lo tanto la superficie de la molécula de F2 es casi despreciable, lo cual hace que la atracción de London en este caso es muy baja, y no alcanza para mantener a las moléculas agregadas en forma de líquido y mucho menos en forma de sólido. Lo mismo pasa con la molécula de Cl2. 

El átomo de Br es más grande, y también más pesado. Por lo tanto las moléculas de Br2, tienen una superficie mucho más grande y se mueven más lentamente, pues las fuerzas de London actuantes son más intensas. 
El yodo es un átomo grande y "pesado", posee una superficie de contacto considerable y además se mueven muy lentamente debido a las inmensas fuerzas de atracción, formando una estructura cristalina característica de los sólidos verdaderos.

2. Color, ¿por qué el F2 casi incoloro, el Cl2 es amarillo, el Br2 es rojo y el I2 es violeta? (Basarse en el diagrama de orbitales moleculares para interpretar el color).

El color es debido al salto de electrones de un orbital a otro.

I2 → hace un salto más grande, por lo tanto el color es más intenso.

F2 → el flúor es incoloro porque absorbe los rayos ultravioletas.

3. Explicar la variación de la reactividad de las moléculas F2, Cl2 y I2 en base a la energía de ionización.

Los sustituyentes como fluoruro u óxido favorecen los altos estados de oxidación mientras que sulfuros y yoduros estabilizan los bajos estados de oxidación. Una explicación más precisa es la que tiene en cuenta el orden de poder oxidante de los halógenos: F2 >> Cl2 > Br > I2. El flúor es muy oxidante por lo que favorece el desplazamiento del equilibrio hacia el estado de oxidación mas alto(derecha) mientras que el yoduro favorece el desplazamiento en el sentido de la eliminación de halógeno.

4. Carácter ácido de los haluros de hidrogeno. Explicar el aumento de acidez al pasar del HF al HI.

En e l HF los haluros de hidrógeno son ácidos fuertes, con una fuerza ácida que se incrementa según se baja en el grupo dentro de la tabla periódica. Esto resulta de los fuertes enlaces de hidrógeno en HF, que deben ser superados antes que sea posible la disociación; además, los muy pequeños iones F− imponen orden en las moléculas vecinas de agua e iones hidronio incrementando la energía libre, volviendo desfavorable la disociación. 

5. Explicar que es una celda electrolítica y una pila o celda galvánica. Escribir la reacción que se da en la electrolisis del agua y en la de una disolución de KI.

Celda electrolítica → no es una reacción espontánea, se necesita aplicar energía, por lo tanto no se genera energía eléctrica.

Celda galvánica → es una reacción espontánea, por lo tanto produce energía eléctrica.

2H2O (l) → 2H2 (g) + O2 (g).

2 I ⁻ (ac) + 2H2O (l)   I2(s) + H2 (g) + 2OHˉ (ac)

2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Y REACCIONES AJUSTADAS.

2.1. Preparación y carácter ácido de los haluros.

En un tubo de ensayo calentamos una pequeña de NaCl, con dihidrogenotetraoxosulfato con H2SO4 concentrado.

En otro tubo de ensayo diferente calentamos KBr con unas gotas de trihidrogenotetrafosfato con H3PO4 concentrado.

En el último tubo de ensayo calentamos KI con unas gotas de trihidrogenotetrafosfato con H3PO4 concentrado.

2NaCl + H2SO4 → 2HCl + Na2SO4

3KBr + H3PO4 → 3HBr + k3PO4

3KI + H3PO4 → 3HI + k3PO4

2.2 Secuencia del carácter oxidante de los halógenos.

Para comprobar la capacidad oxidante de los halógenos haremos pasar cl2 (gas) y Br (gas) por disoluciones 0.1 molar de fluoruro, cloruro, bromuro y ioduro potásico (KF, KCl,KBr Y KI).

Corriente de Cl2:

KF + Cl2 → no reacciona

KCl + Cl2 → no reacciona

KBr + Cl2 → Cl- + Br2 (coge color amarillo)

KI + Cl2 → Cl- + I2 (coge color amarillo)

Corriente de Br2:

KI + Br2 → no reacciona

KCl + Br2 → no reacciona

KBr + Br2 → no reacciona

KI + Br2 → Br- + I2

Orden de  los halógenos según su poder oxidante:

2Br- → Br2 + 1e-

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