OBTENÇÃO E PROPRIEDADES DO BR2 E I2

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1. Introdução
1.1 Propriedades do I2
O iodo é um sólido altamente volátil em temperatura ambiente, é um sólido
negro pouco brilhante, de brilho metálico. Na forma gasosa, possui coloração
violeta. Encontrado da natureza em vários compostos, como na água do mar, como
iodeto de sódio (NaI), também é encontrado em compostos derivados de petróleo
na forma de iodeto de potássio (KI), e como subproduto do Salitre do Chile na forma
de iodato de sódio (NaIO3).
Seu ponto de fusão é de 113,7°C, e seu ponto de ebulição é de 184,4°C.
Possui baixa solubilidade em água, porém é solúvel em clorofórmio (CHCl3),
em dissulfeto de carbono (CS2), ou em tetracloreto de carbono (CCl4), e nesses
casos a solução terá cor violeta. Ao se dissolver em álcool ou éter, a solução
formada terá cor marrom.
O Iodeto de potássio é utilizado na revelação de fotografias, mas o iodo
também é utilizado na medicina, na terapia de doenças de tireóide, como
desinfetante, junto ao sal de cozinha como complemento alimentar, para prevenir
doenças causados pelo déficit de iodo na dieta alimentar, e em lâmpadas de
filamento para aumento de sua vida útil.
1.2 Propriedades do Br2
O Bromo é encontrado na natureza na forma de sais, sendo extraído de
oceanos. Em temperatura ambiente é encontrado em estado líquido, pode ser
considerado volátil a essa temperatura. Possui capacidade de oxidação, sendo
solúvel em compostos orgânicos, tais como álcool, clorofórmio, tetracloreto de
carbono, e é pouco solúvel em água. Possui vapor marrom, e são irritantes ao
sistema respiratório. Em estado líquido, pode causar queimaduras em contato com
a pele.
Possui aplicação comercial, como ácido bromídrico (HBr), que é um
catalisador em reações orgânicas, no brometo de prata (AgBr), composto sensível a
luz, utilizado na emulsão fotográfica, e no fluido de extintores como
bromoclorometano (CH2BrCl), na medicina é usado em alguns medicamentos, como
xaropes, também é utilizado na indústria agrícola.
Seu ponto de fusão é de -7°C, e seu ponto de ebulição é de 59°C.
2. Objetivos
Esta prática tem como objetivo a extração tanto do bromo como do iodo, para
a comprovação de suas propriedades oxidantes, reações com solventes e
propriedades gerais nos determinados sistemas.
3. Procedimento experimental
3.1 Materiais
● NaBr
● MnO2
● H2SO4 concentrado
● Água de bromo
● Tetracloreto de carbono (CCl4)
● Zinco em pó
● Água saturada de H2S
● KI em pó
● MnO2 em pó
● Água destilada
● I2
● Chapa de aquecimento
● Tubo de ensaio
● Espátula
● Bastão de vidro
● Almofariz
● Vidro relógio
● Bico de Bunsen
● Béquer 250 mL
● Suporte universal e garras
● Balão volumétrico de fundo
redondo
● Chapa de aquecimento
3.2 Procedimento experimental
3.2.1 Preparação do bromo:
Dentro da capela, adicionou-se 1 espátula de NaBr, e uma espátula de MnO2
á um tubo de ensaio, e após misturar os reagentes, foi adicionado 3,0 mL de H2SO4
concentrado.
3.2.2 Extração de bromo com solventes:
Em um tubo de ensaio, adicionou-se 4,0 mL de água de bromo, e logo em
seguida adicionou-se 1,0 mL de tetracloreto de carbono (CCl4). Agitou-se o tubo de
ensaio até que a mistura se tornasse homogênea.
3.2.3 Propriedades oxidantes do bromo:
A um tubo de ensaio, foi adicionado, 4,0 mL de água de bromo, e após
aproximadamente ¼ de espátula. Agitou-se o tubo de ensaio.
A um outro tubo de ensaio, adicionou-se 3,0 mL de água saturada com H2S,
e em seguida, adicionou-se gota a gota água de bromo. Após agitou-se o tubo de
ensaio.
3.2.4 Preparação do iodo:
Dentro da capela, utilizando um almofariz, triturou-se alguns cristais de KI e
MnO2 em quantidades iguais, tal mistura foi transferida para um tubo de ensaio e
adicionou-se 1,0 mL de H2SO4. O tubo foi aquecido em banho maria.
3.2.5 Solubilidade do iodo:
Adicionou-se 3,0 mL de água destilada a um tubo de ensaio, e em seguida foi
adicionado uma pequena quantidade de iodo (menos de uma espátula) e agitou-se.
Após a análise do tubo, adicionou-se uma pequena quantidade de KI (metade da
quantidade usada de iodo) e agitou-se novamente.
3.2.6 Propriedades oxidantes do iodo:
Dentro da capela, triturou-se (com almofariz) uma pequena quantidade de
iodo (uma espátula) e misturou-se com zinco em pó. Foi adicionada uma gota de
água destilada.
3.2.7 Sublimação do iodo:
Dentro da capela, foi colocado uma pequena quantidade (1 ou 2 grânulos)
em um béquer de 250 mL, sob o béquer colocou-se um balão volumétrico de fundo
redondo (preso a um suporte universal com garras) cheio de água, de modo que o
balão tapasse a boca do béquer. Em seguida aqueceu-se o béquer com uma chapa
de aquecimento, até o iodo iniciar a sublimação.
4. Resultados e discussões
4.1 Preparação do bromo:
a. Ocorre a formação de um gás marrom, onde a reação ocorrida foi:
2 NaBr + MnO2 + 2 H2SO4 → Br2 + MnSO4 + 2H2O + Na2SO4
4.2 Extração do bromo com solventes:
b. Água de bromo, é o Br2 solubilizado em água. A água é um solvente polar,
enquanto o tetracloreto de carbono é um solvente apolar, sendo assim eles
não se misturam, formando fases, o bromo, apesar de se solubilizar
parcialmente em água, é totalmente solubilizado pelo tetracloreto de carbono,
sendo assim quando é colocado água de bromo e tetracloreto de carbono em
um tubo de ensaio e agitado, a coloração causada pelo bromo passa para a
fase do tetracloreto de carbono. É uma extração líquido-líquido.
4.3 Propriedades oxidantes do bromo
c. A solução que antes era avermelhada, por causa da água de bromo, após a
adição do zinco e agitação, se torna incolor, com precipitado acinzentado.
Zn0 + Br2 → Zn+2 + 2Br- (reação de oxido-redução)
Zn0 → Zn+2 + 2 é Eºred=-0,76V
Br2 + 2 é → 2Br- Eºred=1,07V
ΔEº= Eºred(cátodo)-Eºred(ânodo)= 1,07-(-0,76)= 1,83V
d. A água de H2S possui um cheiro forte, o qual desaparece com a mistura com
o Br2. O produto formado é ácido sulfúrico e ácido bromídrico, os quais não
possuem cheiro.
H2S + 4 Br2 + 4 H2O → H2SO4 + 8 HBr
4.4 preparação do iodo
e. Ocorre a formação de I2 a partir das semi-reações:
2I- → I2 + 2é Eº= - 0,535V
MnO2 + 4H+ + 2 é → Mn+2 + 2 H2O Eº= 1,224V
Reação global:
2KI + MnO2 + 2 H2SO4 → MnSO4 + 2 H2O + I2 + K2SO4 ΔEº= 1,759V
4.5 solubilidade do iodo
f. O Iodo é pouco solúvel em água. Pela regra de que polar dissolve polar e
apolar dissolve apolar, o I2 deveria ser insolúvel em água, porém se torna pouco
solúvel por conta da formação de dipolos induzidos pela água. Assim com a baixa
solubilidade, a água se torna pouco avermelhada.
Com a adição do KI, o I2 reage, formando o composto KI3 e assim a solução se torna
vermelha e o precipitado se solubiliza totalmente.
KI + I2 → KI3
4.6 propriedades oxidantes do iodo
g. Ocorre o desprendimento do I2 gasoso, sendo assim a reação global fica:
Zn + I2 (meio aquoso) → ZnI2 (meio aquoso) + I2 (g) + Calor ΔEº=1,795V
4.7 Sublimação do iodo
h. Diagrama de fases do iodo
[ ]1
Podemos notar, pelo diagrama de fases do iodo, que a temperatura de
113,8ºC a 1 atm, o iodo pode sublimar, ou seja, passar do estado sólido para
o vapor. Comprovamos isso pelo desprendimento de um gás violeta, durante
o aquecimento do I2.
1 FONTE: https://blogdoenem.com.br/diagrama-de-fases-simulado-enem/
5. Conclusão
Nesse experimento, pudemos comprovar algumas características tanto do I2,
quanto do Br2. Características como as propriedades oxidantes, sublimação,
solubilidade e também a preparação do composto.
6. Referências bibliográficas
Elemento iodo
<https://brasilescola.uol.com.br/quimica/elemento-iodo.htm>Acessado em
03/12/2019.
Caracteristicas do iodo <https://www.tabelaperiodica.org/iodo/>Acessado em
03/12/2019.
Diagrama de fases do iodo
<https://blogdoenem.com.br/diagrama-de-fases-simulado-enem/>Acessado em
03/12/2019.
Atkins, P. W.; Jones, Loretta . Princípios de química: questionando a vida moderna e
o meio ambiente. Volume único. 3. ed. Porto Alegre: Bookman, 2006.
Kotz, J. C. Química Geral e Reações Químicas. Volume 1, 9ª edição, Cengage
Learning, 2015.
https://brasilescola.uol.com.br/quimica/elemento-iodo.htm
https://www.tabelaperiodica.org/iodo/
https://blogdoenem.com.br/diagrama-de-fases-simulado-enem/