Quimica Inorganica

INTRODUCCION

Los elementos flúor, cloro, bromo, yodo, y en menor importancia el astuto, constituyen los elementos tipo del grupo de los halógenos en la tabla periódica.

Como la configuración tipo gas noble puede ser alcanzada mediante la adquisición de un electrón, éstos elementos pueden formar iones monovalentes; los compuestos iónicos que contienen estos aniones son sales, de aquí deriva el nombre del grupo, halógenos, que significa generadores de sales.

Desde el punto de vista químico, estos elementos poseen características esencialmente no metálicas. La mayoría de las propiedades de los elementos y de sus compuestos varía en forma regular a medida que disminuye la electronegatividad dentro del grupo. La gran tendencia de estos elementos a formar aniones ganando un electrón los sitúa dentro de los oxidantes, el flúor es un oxidante energético, mientras el yodo es débil.

Los halógenos son elementos altamente reactivos; forman moléculas covalentes y volátiles, que muestran un aumento en los puntos de fusión y ebullición, conforme aumenta el peso molecular. Tienen olores desagradables y son venenos irritantes y corrosivos. Debido a esta alta reactividad de los halógenos, ninguno de ellos existe en la naturaleza en forma elemental. Las moléculas diatómicas son homonucleares y por tanto no poseen una polaridad eléctrica permanente. Las fuerzas que existen entre estas moléculas en la fase condensada, son únicamente las débiles fuerzas de Van der Waals. La intensificación del color de los elementos y de sus compuestos covalentes a medida que aumenta el tamaño dentro del grupo, puede atribuirse al corrimiento progresivo de las bandas de transferencia de cargas hacia longitudes de onda menores en los distintos espectros de absorción.

El cloro a temperaturas ordinarias es un gas verde claro, se le encuentra en la naturaleza principalmente como cloruro de sodio. El cloro es moderamente soluble en agua, con la que reacciona. Los vapores irritantes del cloro inflaman las mucosas de la nariz y garganta, y respirado en cantidad congestiona los tejidos pulmonares, pudiendo producir la muerte.

HALOGENOS

(ELEMENTOS DEL BLOQUE P)

OBJETIVOS

• Demostrar y comparar la electronegatividad de los halógenos.

• Obtener e identificar los halógenos por medio de reacciones químicas de sustitución.

• Establecer las reacciones químicas ocurridas entre compuestos de los halógenos y el tetracloruro de carbono.

MATERIALES

• Tubos de ensayo con rosca

• Espátula

• Pipeta volumétrica

• Beacker

• Papel de filtro

• Embudo

• Frascos

• Gradilla para tubo de ensayo

• Escobilla para tubo de ensayo

• Pinzas para tubo de ensayo

REACTIVOS

• Agua de cloro

• Agua de bromo

• Agua de yodo

• Tetracloruro de carbono (CCl4)

• Bromuro de sodio (NaBr) 1M

• Yoduro de sodio (NaI) 1 M

• Cloruro de sodio (NaCl) 1 M

• Cloruro de sodio sólido (NaCl)

• Acido nítrico concentrado (HNO3)

• Acido sulfúrico concentrado (H2SO4)

• Agua (H2O)

MARCO TEORICO

Los halógenos son los elementos del grupo VIIA / 17 de la Tabla Periódica:

• Flúor (F)

• Cloro (Cl)

• Bromo (Br)

• Yodo (I)

• Astato (At)

En forma natural se encuentran como moléculas diatómicas, X2. Para llenar por completo su último nivel energético necesitan un electrón más, por lo que tienen tendencia a formar un ion mononegativo, X-. Este ion se denomina haluro; las sales que lo contienen se conocen como haluros.

Poseen una electronegatividad ≥ 2,5 según la escala de Pauling, presentando el flúor la mayor electronegatividad, y disminuyendo ésta al bajar en el grupo. Son elementos oxidantes (disminuyendo esta característica al bajar en el grupo), y el flúor es capaz de llevar a la mayor parte de los elementos al mayor estado de oxidación que presentan.

Muchos compuestos orgánicos sintéticos, y algunos naturales, contienen halógenos; a estos compuestos se les llama compuestos halogenados. La hormona tiroidea contiene átomos de yodo. Los cloruros tienen un papel importante en el funcionamiento del cerebro mediante la acción del neurotransmisor inhibidor de la transmisión GABA.

Algunos compuestos presentan propiedades similares a las de los halógenos, por lo que reciben el nombre de pseudohalógenos. Puede existir el pseudohalogenuro, pero no el pseudohalógeno correspondiente. Algunos pseudohalogenuros: cianuro (CN-), tiocianato (SCN-), fulminato (CNO-), etcétera.

Los fenicios y los griegos de la antigüedad utilizaron la sal común para la conservación de alimentos, especialmente en la salazón del pescado.

HISTORIA

Proviene del griego hals, 'sal' y genes, 'nacido'. Se trata de cinco elementos químicamente activos, estrechamente relacionados, siendo el principal de ellos el cloro; los otros cuatro son: el flúor, el bromo, el yodo y el astato, formando en conjunto el grupo 17 (o VIIA) de la tabla periódica de clasificación de los elementos químicos.

El nombre halógeno, o formador de sal, se refiere a la propiedad de cada uno de los halógenos de formar, con el sodio, una sal similar a la sal común (cloruro de sodio). Todos los miembros del grupo tienen una valencia de -1 y se combinan con los metales para formar halogenuros (también llamados haluros), así como con metales y no metales para formar iones complejos. Los cuatro primeros elementos del grupo reaccionan con facilidad con los hidrocarburos, obteniéndose los halogenuros de alquilo.

PROPIEDADES Y COMPUESTOS

La reactividad o capacidad de combinación con otros elementos es tan grande en los halógenos que rara vez aparecen libres en la naturaleza. Se encuentran principalmente en forma de sales disueltas en el agua de mar o en extensos depósitos salinos originados en épocas geológicas antiguas por evaporación de mares interiores. El último elemento del grupo, el astato, nombre que significa inestable, se obtiene al bombardear bismuto con partículas alfa (núcleos de helio), por lo que constituye un producto asociado a las distintas series radiactivas.

El estado físico de los halógenos en condiciones ambientales normales oscila entre el gaseoso del flúor y el cloro y el sólido del yodo y el astato; el bromo, por su parte, es líquido a temperatura ambiente.

Otras propiedades físicas, como los puntos de fusión y de ebullición, la densidad y el radio medio del átomo, varían en orden creciente del flúor al yodo. El calor específico -definido como cantidad de calor que ha de absorber 1 g de sustancia para aumentar 1 °C su temperatura- disminuye en la misma relación.

La característica química fundamental de los halógenos es su capacidad oxidante, por la que arrebatan electrones o unidades elementales de carga a otros elementos y moléculas de signo eléctrico negativo para formar iones también negativos denominados aniones haluro. La energía de oxidación de los halógenos es máxima en el flúor y se debilita hasta el yodo. El astato, por su naturaleza radiactiva, forma escasos e inestables compuestos. Los iones haluro, relativamente grandes e incoloros, poseen una alta estabilidad, en especial en el caso de los fluoruros y cloruros.

METODOLOGIA

1. En una gradilla se colocaron 3 tubos de ensayo, previamente rotulados, y a cada uno se le adicionó una sustancia, por ejemplo, agua de cloro al primer tubo de ensayo, agua de yodo al segundo y agua de bromo al tercero. A cada uno se le adicionó tetracloruro de carbono, agitando durante 15 segundos. Se anotaron los resultados.

2. En una gradilla se coloraron 6 tubos de ensayo rotulados y a cada tubo se le adicionó las siguientes sustancias:

Tubo 1: 1.5 ml de bromuro de sodio 0.1M mas 0.5 ml de CCl4 mas 0.5 ml de agua de cloro.

Tubo 2: 1.5 ml de yoduro de sodio 0.1M mas 0.5 ml de CCl4 mas 0.5 ml de agua de cloro

Tubo 3: 1.5 ml de cloruro de sodio 0.1M mas 0.5 ml de CCl4 mas 0.5 ml de agua de bromo.

Tubo 4: 1.5 ml de yoduro de sodio 0.1M mas 0.5 ml de CCl4 mas 0.5 ml de agua de bromo.

Tubo 5: 1.5 ml de cloruro de sodio 0.1M mas 0.5 ml de CCl4 mas 0.5 ml de agua de yodo.

Tubo 6: 1.5 ml de bromuro de sodio 0.1M mas 0.5 ml de CCl4 mas 0.5 ml de agua de yodo.

A cada uno de los tubos se procedió a agitar durante quince segundos y se anotaron los resultados.

3. En un tubo de ensayo se depositaron 5 ml de NaCl 0.1M con una pizca de cloruro de sodio sólido. Se el adicionaron varias gotas de nitrato de plata (AgNO3). Se procedió a filtrar y el filtrado se lavó con un poquito de agua. A el filtrado se le adicionaron algunas gotas de acido nítrico y luego se le adicionaron gotas de acido sulfúrico. Se anotaron los resultados.

RESULTADOS

REACCIONES DE HALÓGENOS CON TETRACLORURO DE CARBONO

SUSTANCIA CON CCl4 ILUSTRACION

AGUA DE CLORO

Color transparente Formó dos

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