Propriedades dos Halogênios

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA
LICENCIATURA EM QUÍMICA
QUIMICA INORGÂNICA EXPERIMENTAL I
TURMA: 2015.1
Graduandas: Íngrede F. Silva e Regina Morais
Professor: Tancredo Fontineles
Entrega: 05/08/2015
Halogênios
Introdução
O nome “halogênio” vem do grego e significa ‘formador de sal’. Todos os elementos desse grupo reagem com metais e formam sais. Também são reativos com ametais, sendo o flúor o elemento mais reativo. 
Os halogênios são semelhantes quanto a características. Porém, o fluór difere em diversos aspectos, por conta do seu tamanho menor em relação aos outros e a ausência de orbitais d para formar ligações. Segundo Peter Atkins e Loretta jones (2006),
As propriedades químicas especiais dos halogênios, os membros do grupo 17/VII, podem ser explicadas pelas configurações eletrônicas de valência ns² np5, que precisam somente de mais um elétron para alcançar a configuração de camada fechada. Para completar o octeto de elétrons de valência no estado elementar, todos os halogênios usam dois átomos para formar moléculas diatômicas, como F2 e I2. Com exceção do flúor, os halogênios podem elétrons de valência e seus estados de oxidação variam entre -1 e +7. Os elementos formam uma família que apresenta variações suaves nas propriedades físicas, o que é esperado quando as forças de London entre as moléculas são as forças intermoleculares dominantes. Como a eletronegatividade diminui no grupo de cima para baixo e os raios atômico e iônico aumentam moderadamente no mesmo sentido, as propriedades químicas mostram também variações suaves, com a exceção de algumas propriedades do flúor. (ATKINS, JONES. 2006. p. 680).
A tabela 1 abaixo lista algumas características dos halogênios:
Tabela 1. Propriedades e características do grupo 17. Fonte: ATKINS, P; JONES, L. Princípios de Química. Ed. 3º. Bookman. p. 681.
	Z
	Nome
	Símbolo
	Massa molar (g/mol)
	Ponto de Fusão (ºC)
	Ponto de Ebulição (ºC)
	Densidade (g.cm-3)
	Forma Normal
	9
	Flúor
	F
	19,00
	-220
	-188
	1,51
	Gás quase incolor
	17
	Cloro
	Cl
	35,45
	-101
	-34
	1,66
	Gás amarelo
	35
	Bromo
	Br
	79,90
	27
	59
	3,12
	Líquido vermelho-marrom
	53
	Iodo
	I
	126,90
	114
	184
	4,95
	Ametal sólido púrpura-escuro
	85
	Astatínio
	At
	(210)
	300
	350
	____
	Ametal sólido
De acordo com J.D Lee (1999) sobre os halogênios, “todos são encontrados na forma de compostos na crosta terrestre, exceto o astato (este é radioativo e tem meia-vida curta). O flúor é o décimo terceiro elemento mais abundante em peso na crosta terrestre, e o cloro é o vigésimo. Esses dois elementos são razoavelmente abundantes, mas o bromo e o iodo são relativamente raros”.
2- Objetivo:
Verificar experimentalmente algumas propriedades dos halogênios. 
3- Procedimentos Experimentais:
3.1- Materiais e Reagentes:
Tubos de ensaio;
Estante para tubos de ensaio;
Bico de bunsen;
Suporte universal com garra;
Béquer de 100 mL e 250 mL;
Tubo de ensaio grande;
Bastão de vidro;
Pipeta de 5 mL;
Papel indicador universal;
Ácido Clorídrico HCl (concentrado);
Óxido de Manganês;
Solução 0,5 M de NaOH;
Clorofórmio;
Solução de KI;
Solução de NaBr;
Solução de AgNO3;
Iodo;
Solução de amido;
Solução de Hipoclorito de sódio;
Água destilada;
3.2- Procedimentos Realizados:
PARTE I: obtenção da água de cloro.
Um tubo de ensaio grande ligado a uma mangueira com rolha foi posicionado em um suporte universal com garra (Figura 1), em uma capela. Colocou-se uma ponta de espátula de MnO2 em um tubo de ensaio grande. 2 mL de HCl foi adicionado ao tubo, e ele foi fechado rapidamente com a mangueira e aquecido. O gás cloro foi recolhido em um béquer com 100 mL de água destilada. O gás foi burbulhado por aproximadamente 1 minuto. O béquer com a água de cloro foi substituido por um béquer contendo a solução 0,5 M de hidróxido de sódio.
Figura 1. obtenção da água de cloro.
PARTE II: testes para o cloro, bromo e iodo.
Foi colocado 2 mL de água de cloro em um tubo de ensaio e mergulhado uma tira de papel indicador universal para medição do pH. 1,5 mL de água de cloro foi adicionado a um tubo de ensaio e 1,5 mL da solução de KI 0,1 M foi acrescentado ao tubo. Agitou-se a mistura (figura 2).
Figura 2. Solução de água de cloro e iodeto de potássio com adição de clorofórmio.
Colocou-se 1.5 mL de água de cloro em outro tubo de ensaio. Adicionou-se 1,5 mL da solução de brometo de sódio. A mistura foi agitada. Foi acrescentado ao tubo, 1 mL de clorofórmio.
Em um tubo de ensaio, foi adicionado 1 mL da solução de de KI. Acrescentou-se 1 mL da solução de AgNO3. A mistura foi agitada (Figura 3).
Figura 3. Solução de água de cloro e KI com adição de AgNO3.
Foi colocado em tubo de ensaio 1 mL da solução de KI e adicionado ao tubo 2,5 mL de solução de amido. Após agitar a solução, foi acrescentado algumas gotas de NaClO até haver uma variação de cor (Figura 4).
Figura 4. Antes e depois da adição de gotas de NaClO.
Foi colocado um pequeno cristal de iodo em um tubo de ensaio. Foi adicionado a este tubo 3 mL de água destilada. Foi acrescentado ao tubo um pequeno cristal de KI. A mistura foi agitada durante alguns segundos antes da adição de 2 mL de clorofórmio (Figura 5).
Figura 5. tubo contendo cristais de iodo e KI, água e clorofórmio.
4- Resultados e Discussão:
Por que na obtenção da água de cloro, devemos retirar o tubo de descarga do gás cloro do béquer, antes de retirar do aquecimento?
O gás cloro no estado puro, na sua forma biatômica (Cl2) e em condições normais de temperatura e pressão, é um gás extremamente tóxico, de odor irritante e coloração amarelo esverdeada, sendo duas vezes e meia mais pesado que o ar. Devido a essas propriedades do gás cloro deve-se retirar o tubo de descarga de gás cloro do béquer, antes de retirar o aquecimento.
Por que quando se recolhe cloro em água, devemos ao final, substituir o béquer contendo água de cloro por outro contendo hidróxido de sódio?
Ao final da obtenção de água de cloro deve-se substituir o Becker contendo água de cloro por outro contendo hidróxido de sódio devido a toxidez do gás cloro. Então, por motivos de segurança, é realizado esse procedimento pois quando o cloro entra em contato com NaOH reage formando compostos não tóxicos, conforme a equação:
 (1)
O que indica o papel universal quando colocado na água de cloro?
Indicou pH igual a 5, ou seja, a água de cloro tinha caráter ácido.
Qual a função do clorofórmio b nos itens 2 e 3 do procedimento?
O clorofórmio é um substância polar usado como solvente neste experimento.
	
Quantas são as fases e quais as substâncias que compõem cada fase dos itens 2 e 3 do procedimento?
Ao colocar 1,5 mL de água de cloro em um tubo de ensaio e adicionar 1,5 ml de solução de KI, observou-se uma coloração amarela da solução. Após adicionar clorofórmio observou-se a formação de duas fases. Ao Colocar 1,5 ml de água de cloro em um tubo de ensaio e adicionar 1,5 ml de solução de brometo de sódio, também foi observado uma coloração amarela da solução e a formação de duas fases com a adição do clorofórmio. 
Por que o iodo apresenta boa solubilidade em KI?
O iodo puro (I2), é muito pouco solúvel em água (sendo mais solúvel em álcool, por exemplo), mas quando fazemos uma solução aquosa de iodeto de potássio (KI), que é bastante solúvel em água, o iodo passa a ser mais facilmente solúvel (atribui-se a isso a formação do complexo tri-iodeto de potássio – KI3).
O que é tintura de iodo?
A tintura de iodo é uma solução de iodo e KI em álcool, em água ou numa mistura de ambos (por exemplo, 2 gramas de iodo e 2,4 gramas de KI em 100 mL de etanol), que tem propriedades anti-sépticas. É empregada como desinfetante da pele ou para a limpeza de ferimentos. Também pode ser usada para a desinfectar a água.
Escreva as equações correspondentes aos itens 2, 3 e 6 do procedimento.
Procedimento 2: aoadicionar água de cloro ao iodeto de potássio ocorreu a formação de cloreto de potássio e iodo. A coloração amarela é característica do cloreto. Conforme mostra a equação: 
 (2)
Após adicionar clorofórmio observou-se a formação de duas fases, onde a superior é de iodo e a inferior é o clorofórmio.
Procedimento 3: ao adicionar água de cloro ao brometo de sódio ocorreu a formação de cloreto de sódio e bromo. A coloração amarela é característica do cloreto. Conforme mostra a equação:
 (3)
Após adicionar clorofórmio observou-se a formação de duas fases, onde a superior é de bromo e a inferior é o clorofórmio.
Procedimento 6: ao colocarmos cristais de iodo em água, concluímos que o iodo é insolúvel em água. Mas, ao adicionarmos cristais de KI na solução conclui-se que este é solúvel em água, pois a solução passa de incolor para amarelo. Os cristais de iodo sofrem uma suave alteração em sua massa, porém não dissolvem por completo. Com a adição do clorofórmio, há a formação de duas fases, onde a fase do clorofórmio é a inferior.
Explicar o fenômeno ocorrido no item 5 através da reação: 2KI + NaClO + H2O → NaCl + I2 + KOH. O que indica a mudança de cor?
Ao colocar 1 mL de solução de KI em um tubo de ensaio e adicionar 2,5 ml de solução de amido e também NaClO gota a gota, foi oservado e que nas primeiras gotas de NaClO houve a formação de um precipitado de coloração azul escura. O responsável por essa cor é o iodo formado.
O que acontece quando se adiciona nitrato de prata à solução de iodeto de potássio no item 4? Escreva uma equação para justificar sua resposta.
Quando adicionou-se a solução de AgNO3 à solução de iodeto de potássio (KI), Observou-se a formação de um precipitado amarelo (AgI), como mostra a equação química abaixo:
 (4)
5- Conclusão:
Com este experimento foi possível observar algumas características dos halogênios, tais como solunilização e reatividade. Também foi possível conhecer alguns compostos da halogênios e como é feito o preparo da água de cloro em laboratório.
6- Referências:
ATKINS, P; JONES, L. Princípios de Química. Ed. 3º. Bookman. 2006. p. 680, 681.
LEE, J.D. Química Inorgânica não tão Concissa. 5º ed. Editora Blucher. 1999. P. 294.