PARTE 4_QFL2143_2013

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1 
Química dos Elementos 
Salitre do Chile (NaNO3 + iodatos); Salmoura (I
-) 
Minerais fluorita (CaF2) 
criolita (Na3AlF6) 
fluorapatita (Ca5(PO4)3F) 
H A L O G Ê N I O S 
Oceanos e minerais halita 
(NaCl) e silvita (KCl) 
F Br Propriedades 
Abundância na crosta (% massa) 
Número atômico 
Conf. eletrônica camada valência 
Energia de Ionização / kJ mol-1 
Afinidade eletrônica / kJ mol-1 
Eletronegatividade (escala Pauling) 
Raio iônico, X- (pm) 
0,05 0,03 0,0002 3x10-5 -- 
 9 17 35 53 85 
2s22p5 3s23p5 4s24p5 5s25p5 6s26p5 
1681 1256 1143 1009 926 
-333 -349 -325 -296 -270 
 4,0 3,0 2,8 2,5 -- 
133 184 196 220 -- 
Cl At l 
Oceanos: 65 mg de Br - / Litro 
 
~ 660 Cl : 1 Br (átomos) 
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H A L O G Ê N I O S 
F2 Cl2 Br2 Propriedades 
Ponto de Fusão /oC 
Ponto de Ebulição /oC (1 atm) 
Energia de dissociação/kJ mol-1 
Distância internuclear / pm 
Densidade (20oC) / g mL-1 
-219 -101 -7,3 113,6 
-188 -34 59,5 185,2 
159 242 193 151 
143 199 228 266 
 -- -- 3,12 4,94 
I2 
 
Moléculas diatômicas 
Substâncias coloridas 
F2 
Cl2 
Br2 
I2 
Odor pungente; 
irritantes; 
tóxicas 
Astato é radioativo e possui 
tempo de meia-vida pequeno 
(para 211At é de 8,3 horas) 
F2 é o elemento que apresenta a 
maior reatividade 
(baixa energia de dissociação F-F 
e fortes ligações nos produtos) 
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H A L O G Ê N I O S 
F2 / F
- = + 2,87 V 
Cl2 / Cl
- = + 1,14 V 
Br2 / Br
- = + 1,09 V 
I2 / I
- = + 0,62 V 
Poder oxidante 
 VALORES DE POTENCIAIS PADRÃO DE REDUÇÃO 
Poderosos agentes oxidantes: 
 
F2 > Cl2 > Br2 > I2 
1/2 X2  X
- (hidratado) 
Processo de Redução das moléculas X2 ????? 
Ciclo de energias mostrando o potencial de redução das moléculas X2 
1/2 X2(g) 
X (g) 
X-(g) 
X- (hidr) 
E
N
E
R
G
IA
 +1/2 DGodissociação 
DEo I2 
+1/2 DGovaporização 
+1/2 DGofusão 
DEo Br2 
DEo CI2 
AE 
-DGohidratação 
+1/2 
DGofusão 
+1/2 
 DGovaporização 
+1/2 
 DGodissociação 
Afinidade 
eletrônica DG
ohidratação 
F 
Cl 
Br 
I 
 --- --- + 126/2 - 333 - 460 - 730 
 --- --- + 210/2 - 349 - 348 - 592 
 --- + 31/2 + 158/2 - 325 - 318 - 549 
+ 15/2 + 44/2 + 118/2 - 296 - 279 - 487 
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1/2 X2(s) 
DGototal 
kJ mol-1 
1/2 X2  X
- (hidratado) 
1/2 X2(l) 
DIAGRAMAS DE LATIMER 
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Solução ácida (pH = 0) 
 
+7 +5 +3 +1 0 -1 
 F2 F
- 
 
ClO4
- ClO3
- HClO2 HClO Cl2 Cl
- 
 
BrO4
- BrO3
- HBrO Br2 Br
- 
 
lO4
- lO3
- HlO l2 l
- 
2,87 
1,36 
1,07 
0,54 
1,61 
1,60 
1,44 
 redução 
Solução básica (pH = 14) 
 
+7 +5 +3 +1 0 -1 
 F2 F
- 
 
ClO4
- ClO3
- ClO2
- ClO- Cl2 Cl
- 
 
BrO4
- BrO3
- BrO- Br2 Br
- 
 
lO4
- lO3
- lO- l2 l
- 
2,87 
1,36 
1,07 
0,54 
0,40 
0,46 
0,45 
 oxidação 
 
DEo (volts) 
Equilíbrio das espécies HOCl e OCl- em função do pH 
Chemistry in the market place, BenSelinger, 5ª ed, 1998, pg. 203 
Química dos Elementos 
2 
Comportamento das moléculas X2 em água 
F2 + H2O  2H
+(aq) + 2F- (aq) + 1/2 O2 (g) DG
o = - 795 kJ mol-1 
FLÚOR 
IODO (solubilidade em água a 25oC = 0,0013 mol/L) 
Cl2 + H2O  2H
+(aq) + 2Cl-(aq) + 1/2 O2(g) DG
o < 0 (mas é lenta!) 
 0 -1 +1 
 Cl2(aq) + H2O  H
+(aq) + Cl- (aq) + HClO (aq) 
 0,06 mol/L 0,03 mol/L 
CLORO (solubilidade em água a 25oC = 0,091 mol/L) 
BROMO (solubilidade em água a 25oC = 0,21 mol/L) 
 0 -1 +1 
 Br2 + H2O  H
+(aq) + Br-(aq) + HBrO(aq) 
I2 + H2O  2H
+(aq) + 2l-(aq) + 1/2 O2(g) DG
o = + 105 kJ mol-1 
 
 0 -1 +1 
 l2(aq) + H2O  H
+(aq) + l-(aq) + HlO(aq) 
Reação de 
despropor- 
cionamento 
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PRODUÇÃO DE FLÚOR 
Química dos Elementos 
(+) 
â
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o
d
o
 
Ânodo de 
 carbono 
Cátodo de aço (-) 
H
2
 F
2
 HF 
Cobertura 
 da célula 
Nível do 
eletrólito 
(KF dissolvido 
em HF anidro) 
Sistema de 
refrigeração 
Diafragma p/ 
 separação 
de gases 
Célula eletrolítica 
 CaF2(s) + H2SO4  CaSO4 + 2 HF 
fluorita (98% m) concentrado 
 HF líquido e anidro 
(Ponto ebulição = 19,9oC) 
DESTILAÇÃO 
HF(l) + KF(s)  K[FHF](s) 
KF 
F2 + H2 
HF 
ELETRÓLISE 
ÍGNEA 
(-) 2 H+ + 2e-  H2 
(+) 2 F-  F2 + 2e
- 
USOS DE FLÚOR E DERIVADOS 
PRODUÇÃO DE UF6 
 separação de isótopos de urânio 
 (enriquecimento de 235U) 
tecnologia de reatores nucleares 
PRODUÇÃO DE SF6 
 gás inerte, isolante 
elétrico, usado em 
equipamentos de 
 alta voltagem 
INTERHALOGÊNIOS 
 CIF3, BrF3, IF5 
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FLUORCARBONETOS: CnF(2n+2) 
quimicamente inertes (C-C = 347 kJ, C-F = 439 kJ), 
termicamente estáveis, não-inflamáveis, p.e. = 300- 
540oC, baixa toxicidade etc. Usos em eletrônica, testes 
de vazamento, lubrificantes etc. 
ÓLEOS INERTES, GRAXAS E POLÍMEROS 
POLITETRAFLUORETILENO (-CF2-CF2-)n 
(PTFE = Teflon, descoberto em 1938) 
plástico inerte, resistente ao ataque químico, 
não-aderente, isolante elétrico, estável ao calor etc. 
Chile 
CLORETO DE SÓDIO 
SAL-MARINHO 
evaporação da água 
do mar (~ 1,5% em 
massa de NaCl) 
Rio Grande do Norte, 
Ceará, Piauí e 
 Rio de Janeiro 
SAL-GEMA 
(depósitos do 
mineral halita) 
Espírito Santo, 
 Sergipe, Alagoas 
 e Bahia 
Depósitos subterrâneos 
(o sal dos mares 
primitivos, depositado 
quando eles secaram) 
halita 
Lagos salgados 
de regiões áridas 
(como o Mar Morto) 
Depósitos 
 superficiais 
(menos comum) 
Polônia 
PRODUÇÃO DE CLORO NA INDÚSTRIA CLORO-SODA OU CLORO-ÁLCALI 
Química dos Elementos 
Eletrólise de solução aquosa 
saturada de NaCl 2 NaCl(aq) + 2 H2O(l)  2 NaOH(aq) + Cl2(g) + 2 H2(g)
SALMOURA
Célula de membrana
Eletrodo de Ti revestido com 
partículas de óxidos metálicos
Eletrodo de 
aço
Membrana 
seletiva de 
cátions
Salmoura
Salmoura
usada
Exemplo: polímero perfluorado NAFION® da Du Pont, que contém grupos trocadores de cátions 
CF2 CF2 CF2 CF2 C
O
CF2
F
CF2 C
F
CF3
O
CF2
CF2 CF2 SO3
-
n
 Compartimentos 
anódico e catódico 
separados: 
 1.gases cloro e 
hidrogênio formam 
mistura explosiva = HCl! 
 
 2. se solução anódica se 
tornar básica (pela 
difusão do OH- produzido 
no cátodo) – 
desproporcionamento do 
cloro gerando ClO- e Cl- ! 
Potencial aplicado =
DEo + h
Sobrepotencial 
ou sobretensão 
Principais aplicações do cloro vendido no mercado interno brasileiro 
NaOCl 
Química dos Elementos 
 CH2=CH2 + Cl2  CH2Cl-CH2Cl  CH2= CH Cl + HCl 
 dicloroetano - DCE cloreto de vinila 
 
 n CH2=CHCl  (-CH2-CHCl-)n 
 PVC 
Obtenção de intermediários 
clorados produzir 
CH3CHOCH2 
óxido de propeno 
Propilenoglicol (anticongelante, produção resina de poliéster), 
 polipropilenoglicol (p/ fazer surfactante não iônico), 
 produtos propoxilados (p/ fazer espuma de poliuretanas), glicerina etc. 
3 
Principais aplicações da “soda cáustica” vendida no mercado interno brasileiro 
Química dos Elementos 
Solução de 
hipoclorito de sódio
NaOCl
Cl2 (aq) + 2 OH
- (aq) 
Cl- (aq) + ClO- (aq) + H2O
Solução de sodaGás Cl2
“água sanitária”USOS
Branqueamento de
celulose e têxteis
Tratamento de água
Desinfecção hospitalar
Intermediário na produção de 
produtos químicos
PROPRIEDADES
CLORO: COMPOSTOS QUE SÃO TÓXICOS OU PREJUDICIAIS 
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to
s
 
DDT (pesticida; tóxico, acúmulo na cadeia alimentar) 
Organoclorados: distribuídos no ar e água (toxicidade, 
bioacumulação etc.) 
 
dicloro-difenil-tricloroetano 
CFC’S 
OH
Cl
Cl
gafanhotos usam como
repelente de formigas
OH
ClCl
fêmeas de carrapatos usam
como feromônio sexual 
fungos dos solos, 
Penicilium sp
OH
Cl
Cl
EMISSÃO BIOGÊNICA DE COMPOSTOS HALOGENADOS 
Fungos
Algas
marinhas 
Cedro,
cipreste 
SO2
VULCÃO
HCl
CLOROMETANO 
COMPOSTOS DE CLORO: liberados no 
ambiente por processos naturais 
 
ORGANOCLORADOS: ~ 2000 compostos 
já foram encontrados, sendo centenas 
deles de origem marinha 
PRODUÇÃO E USOS DO BROMO E SEUS DERIVADOS 
Química dos Elementos 
Composto natural bromado 
 
 
 
 
 
 
6,6’-dibromoindigo 
pigmento púrpura em lesmas 
Br N
O
N
O
H
H
Br
2 Br- + Cl2  Br2 + 2 Cl
- 
salmoura borbulhado 
Absorvido 
em meio alcalino 
PRODUÇÃO 
USOS 
Produção de derivados 
orgânicos (pesticidas, 
corantes, fármacos) 
Produção retardantes 
de chama (tratamento 
de plásticos e fibras) 
desativam radicais na chama 
Produtos inorgânicos 
HBr, sais como AgBr 
(p/ filmes fotográficos) 
PRODUÇÃO E USOS DO IODO E SEUS DERIVADOS 
Química dos Elementos 
O
I
I
I
I
CH2CH(NH2)CHO
O
OH
Tiroxina: aminoácido iodado (hormônio 
controlador do crescimento produzido 
pela glândula tireóide) 
USOS 
A partir do salitre do Chile: 
2 IO3
- + 6 HSO3
- 2I- + 6 SO4
2- + 6 H+ 
5 I- + IO3
- + 6 H+  3 I2(s) + 3 H2O 
A partir da salmoura: 
2 I- + Cl2  I2(s) + 2 Cl
- 
PRODUÇÃO 
Produção de derivados 
orgânicos (c/ CHI3, um 
anti-séptico) 
Produtos inorgânicos 
como KI, AgI (p/ 
filmes fotográficos) 
Produção de NaI 
 e KI para dieta 
alimentar 
Anti-séptico 
(inativação ou destruição 
de microrganismos) 
Tintura de iodo: I2+KI(aq)