INTRODUCCIONLos halgenos

Los halgenos (del griego, formador de sales) son los elementos que forman el grupo 17 (anteriormente grupo VIIA) de la tabla peridica.En estado natural se encuentran como molculas diatmica, X2. Para llenar por completo su ltimo nivel energtico (s2p5) necesitan un electrn ms, por lo que tienen tendencia a formar un ion mononegativo, X-. Este anin se denomina haluro; las sales que lo contienen se conocen como haluros.Poseen una electronegatividad 2,5 segn la escala de Pauling, presentando el flor la mayor electronegatividad, y disminuyendo sta al bajar en el grupo. Son elementos oxidantes (disminuyendo esta caracterstica al bajar en el grupo), y el flor es capaz de llevar a la mayor parte de los elementos al mayor estado de oxidacin que presentan.Muchos compuestos orgnicos sintticos, y algunos naturales, contienen halgenos; a estos compuestos se les llama compuestos halogenados. La hormona tiroidea contiene tomos de yodo. Los cloruros tienen un papel importante en el funcionamiento del cerebro mediante la accin del neurotransmisor inhibidor de la transmisin GABA.Algunos compuestos presentan propiedades similares a las de los halgenos, por lo que reciben el nombre de pseudohalgenos. Puede existir el pseudohalogenuro, pero no el pseudohalgeno correspondiente. Algunos pseudohalogenuros: cianuro (CN-), tiocianato (SCN-), fulminato (CNO-), etctera.

OBJETIVOS:

Demostrar la electronegatividad de los halgenos.

Obtencin e identificacin de los halgenos por reacciones qumicas de sustancias(o desplazamiento).

MARCO TEORICOLos elementos halgenos son aquellos que ocupan el grupo 17 del Sistema Peridico. Los halgenos F, Cl, Br, I y At, son elementos voltiles, diatmicos y cuyo color se intensifica al aumentar el nmero atmico. El flor es un gas de color amarillo plido, ligeramente ms pesado que aire, corrosivo y de olor penetrante e irritante. El cloro es un gas amarillo verdoso de olor penetrante e irritante. El bromo a la temperatura ambiente es un lquido de color rojo oscuro, tres veces ms denso que el agua, que se volatiliza con facilidad produciendo un vapor rojizo venenoso. El yodo es un slido cristalino a temperatura ambiente, de color negro y brillante, que sublima dando un vapor violeta muy denso, venenoso, con un olor picante como el del cloro. El Astato es un elemento muy inestable que existe slo en formas radiactivas de vida corta, y que aparece en el proceso de desintegracin del 235U. En la Tabla 1 se muestran algunas de las propiedades fsicas y atmicas de los elementos de este grupo.Todos los tomos poseen una configuracin que difiere de la de gas noble en un electrn, de forma que los elementos tienden a formar especies negativas, X, o a formar enlaces covalentes simples. La qumica de estos elementos y sus compuestos cambian con el tamao de los mismos. Como es esperable, los puntos de fusin y ebullicin aumentan al descender en el grupo. Las energas de ionizacin de los halgenos presentan valores muy altos que van disminuyendo al aumentar el nmero atmico. Las afinidades electrnicas son elevadas como consecuencia de la tendencia a ganar un electrn y conseguir as la configuracin de gas noble.Tabla 1. Propiedades fsicas de los halgenosElementoFlorCloroBromoYodo

Configuracin[He]2s2p5[Ne]3s2p5[Ar]3d104s2p5[Kr]4d105s2p5

Masa Atmica (uma)18,998435,452779,904126,90447

Punto de Fusin (K)53,6172,18265,9386,7

Punto de Ebullicin (K)85239,2331,94457,5

Densidad (kg/m)1516203040504930

Calor de Fusin (kJ/mol)1,06,410,815,3

Calor de Vaporizacin (kJ/mol)6,520,429,642,0

Calor de Atomizacin (kJ/mol de tomos)79,0121,0112,0107,0

Estados de Oxidacin-1-1, +1, +2, +3 , +4, +5, +6, +7-1, +1, +3 , +4, +5, +7-1, +1, +3 , +5, +7

1 Energa de Ionizacin (kJ/mol)16811251,11139,91008,4

2 Energa de Ionizacin (kJ/mol)3374,12297,32103,41845,8

3 Energa de Ionizacin (kJ/mol)6050,33821,83473,43184

Afinidad Electrnica (kJ/mol)328349324,7295,2

Radio Atmico ()0,570,971,121,32

Radio Covalente ()0,720,991,141,33

Radio Inico ()F- = 1,31 Cl- = 1,81 Cl+7 = 0,26 Br- = 1,95 Br+7 = 0,39 I- = 2,16 I+7 = 0,50

Volumen Atmico (cm/mol)17,122,723,525,74

Polarizabilidad ()0,62,23,15

Electronegatividad (Pauling)3,983,162,962,66

OBSERVACIONES EXPERIMENTALESI. OBTENCION DEL CLORO Y DE AGUA DE CLOROColocamos en un tubo de ensayo con tapa y conectado por un tubo de delgado, un gramo de KMnO4 y se agrega una cantidad determinada de HCl, la cual se calcula previamente en un volumen exacto por el permanganato usado, en una primera parte del experimento se llena dos tubos de ensayo con el gas de Cl producido por la reaccin liberado por el tubo colector, en otra parte del experimento el tubo conector se coloca dentro de un vaso que contiene agua.

El agua generada en el vaso de precipitado se ha saturado de cloro por lo cual se trata de agua de cloro, luego esta agua se colocara en diferentes tubos de ensayo para posteriores experimentos. A igual que el gas de cloro almacenado en los otros tubos.II.PROPIEDADES OXIDANTES DEL CLORO Primer ensayoEn uno tubo que contiene el gas cloro se coloca una tira de hoja de cobre previamente calentado en un mechero, luego se tapa el tubo durante la reaccin.

El cobre metlico tiende a generar una coloracin verdecina en su superficie y se genera el cloruro de cobre.Segundo ensayoEn otro tubo de ensayo se coloca un tubo que contiene agua de cloro se le agrega yoduro de potasio al 0.5M y luego se le agita. Las cantidades usadas son relativas.

Tercer ensayoEn un tercer tubo de ensayo que contiene agua de cloro se le agrega bromuro de potasio al 0.5M y luego se agita para generar la reaccin. Las cantidades usadas son relativas.

II. 1.SOLUBILIDAD DEL YODOPrimer ensayo En un tubo de ensayo de con 3 ml de agua destilada se sumerge un pequeo cristal de yodo luego se sacude fuertemente el tubo. Luego este tubo se lleva al calor mediante un bao de agua.

Segundo ensayoEn un segundo tubo de ensayo se coloca alcohol etlico y luego se agrega un cristal de yodo y se prueba la solubilidad del yodo en este alcohol.

Tercer ensayo En un tercer tubo de ensayo que contiene la solucin del cristal de yodo en agua se agrega yoduro de potasio slido. Luego se sacude el tubo.

Cuarto ensayoSe usara un tubo de agua de yodo preparada en el primer experimento, al cual se le aadir la solucin del tetracloruro de carbono.

Las molculas orgnicas del tetracloruro de carbono y el ion yodo al ser molculas apolares llegan a disolverse entre si y por lo tanto se llegan a reaccionar uno con el otro.PROPIEDADES QUIMICAS DE LOS HALOGENATOSReduccin de los halogenatos por los yoduros en funcin de pHFormar una serie de tres tubos de ensayo y echar en cada uno 1 ml de solucin de KClO3 al 5%. Disponga los tubos de ensayos en tres series de tal manera de que en cada serie existe el orden de clorato, bromato, yodato. En la primera serie se agrega a tres tubos 1 ml de cido actico 2M En la segunda serie se acidula con 1 ml de cido actico 0,1M A la tercera con 1 ml de HCl 0,1M.

a) En la primera serie que tiene KClO3 y Almidn se acidula con 1 ml de cido actico 0,1M. El cual la mezcla es homognea y no hay reaccin qumica.

b) En la segunda serie que tiene KClO3 y Almidn se agrega con 1 ml de HCl 0,1M. El cual la mezcla es homognea y no hay reaccin qumica.

PROPIEDADES QUIMICAS DE LOS HIPOHALOGENATOS En un tubo de ensayo echar 2 ml de solucin de NaOH al 5% y enfriar con hielo, aadir un volumen igual de bromo. Observar la decoloracin. Guardar la solucin decolorada para el experimento siguiente. Aadir cido sulfrico gota a gota a la solucin incolora del hipobromito sdico del experimento anterior hasta reaccin acida (comprobar con papel tornasol), observe como se pone amarilla la solucin. En un tubo de ensayo poner un poco de hipoclorito de calcio, adicionar unas gotas de HCl concentrado. Determinar por el olor uno de los productos de la reaccin. Disolver varios cristales pequeos de FeSO4 en 2 ml de agua y aadir un volumen igual de NaOH. Fijarse en el color del precipitado que se forma. Aadir 2 ml de hipoclorito de calcio.Probar la accin de la solucin de hipoclorito de calcio sobre el precipitado de Mn(OH)2.

PROPIEDADES QUIMICAS DE LOS HALUROSPrecipitacin de Haluros.- Tomar tres tubos de ensayo y agregar en cada uno 1 ml de solucin de AgNO3. Al primer tubo agregar gota a gota solucin de NaCl al 5%. Al segundo tubo, solucin de KBr al 5%. Al tercer tubo solucin de KI al 5%.Guardar para el experimento siguienteReaccin de los Haluros de plata frente al amoniaco.- Lavar los precipitados del experimento anterior dos veces por decantacin, eliminando la mxima cantidad posible de lquido. Luego aadir gota a gota, agitando a cada tubo 1 ml de solucin diluida de amoniaco. Observar.

RESULTADOS

TABLA N 1. OBTENCION DEL CLORO Y AGUA DE CLORO Reaccin de permanganato de potasio y acido clorhdrico

reaccinKMnO4(s) + HCl(c) H+(ac) + MnO4-(ac) + K+(ac) + Cl-(ac)

2 MnO4-(ac) + 10Cl-(ac) + 16H3O+ 2Mn(ac)+2 + 5Cl2(g) + 24 H2O(l)

4 MnO4- + 4 H+ 3 O2 + 2 H2 + 4 MnO2

TABLA N 2. PROPIEDADES OXIDANTES DEL CLOROReaccin del cobre metlico y cloro gaseoso

reaccinCu(s) + Cl2(g) CuCl2(s)

Cu(s) + Cl2(g) Cu2Cl2(s)

Reaccin del yoduro de potasio y agua de cloro

reaccin2KI+Cl2 2KCl+ I2

Reaccin del bromuro de potasio y agua de cloro

reaccinCl2(g) + 2Br- Br2 + 2Cl-Cl- + H2O = HClO + H+

TABLA N 3. OBTENCION Y PROPIEDADES FISICAS DEL BROMO Y YODO

SOLUBILIDAD DE YODO

Reaccin del yodo solido con agua

Reaccin 1H2O + I2 HIO + HI

Reaccin del yodo solido con alcohol etlico

Reaccin 2I2 + CH3CH2OH I2+ OH I2+ OH IO+ I+ H+

Reaccin del yodo solido con agua y yoduro de potasio

Reaccin 3H2O + KI + I2 I2 + I- I2 + I- I3-

TABLA N 4. PROPIEDADES QUIMICAS DE LOS HALOGENATOSEn ninguno de los casos hay reaccin, solo nos indica la presencia del yodo en las mezclas

Reaccin 1KClO3(dil) + Almidn(C5H10O5) + CH3COOH

KClO3(dil) + Almidn(C5H10O5) + CH3COOH + KI

Reaccin 2KClO3(dil) + Almidn(C5H10O5) + CH3COOH

KClO3(dil) + Almidn(C5H10O5) + CH3COOH + KI

Reaccin 3KClO3(dil) + Almidn(C5H10O5) + HCl

KClO3(dil) + Almidn(C5H10O5) + HCl + KI

TABLA N 5. PROPIEDADES QUIMICAS DE LOS HIPOHALOGENATOSReaccin del Hidrxido de sodio y Bromo

Reaccin 1 2NaOH + Br2 NaBrO + H2O + NaBr

Reaccin del cido sulfrico y hipobromito sdico

Reaccin 22NaBrO + H+ Br2 +

Reaccin 22NaBrO + H2SO4 Br2 + 2NaOH + SO4

Reaccin del hipoclorito de calcio con gotas de HCl concentrado

Reaccin 3Ca(ClO)2 + 4HCl CaCl2 + 4Cl2 + H2O

Reaccin del sulfuro de hierro con el hidrxido de sodio

Reaccin 4FeSO4 + 2NaOH Fe(OH)2 + Na2SO4

Reaccin del Hidrxido de Hierro (II) con el monoxoclorato

Reaccin 5Fe(OH)2 + ClO- Fe(OH)2

Reaccin de solucin de monoxoclorato sobre el Hidrxido de Manganeso

Reaccin 5Mn(OH)2 + ClO- MnO2

TABLA N 6. PROPIEDADES QUIMICAS DE LOS HALUROSPrecipitacin de Haluros

Reaccin 1AgNO3 + NaCl AgCl +

AgNO3 + NaCl AgCl + NaNO3

Reaccin 2AgNO3 + KBr AgBr +

AgNO3 + KBr AgBr + KNO3

Reaccin 3AgNO3 + KI AgI +

AgNO3 + KI AgI + KNO3

I. OBTENCION DEL CLORO Y AGUA DE CLORO El permanganato de potasio Es un fuerte agenteoxidante. Tanto slido como en solucin acuosa presenta un color violeta intenso.El permanganato violeta se reduce al catin Mn+2, incoloro, en soluciones cidas. En soluciones neutras, el permanganato slo se reduce a MnO2, En el laboratorio se emplea el KMnO4junto concido clorhdricoen la sntesis decloroelemental segn la reaccin:

KMnO4(s) + HCl(c) H+(ac) + MnO4-(ac) + K+(ac) + Cl-(ac)2 MnO4-(ac) + 10Cl-(ac) + 16H3O+ 2Mn(ac)+2 + 5Cl2(g) + 24 H2O(l)

En la reaccin se produce la reduccin del permanganato en medio cido (Mn (+7) a Mn (+2))

4 MnO4- + 4 H+ 3 O2 + 2 H2 + 4 MnO2

Semireaccin de Reduccin En disolucin cida el KMnO4 frente al HCl(c), acta como Oxidante para el Cl(-1) y se desprende el Cl2, gas verdoso asfixiante.Semireaccin de Oxidacin, por lo tanto el HCl es el Reductor del KMnO4.

2 x (KMnO4 + 8H(+) + 5e(-) K(+) + Mn(+2) + 4H2O )

5 x (2HCl Cl2 + 2H(+) + 2e(-)

II.PROPIEDADES OXIDANTES DEL CLOROReaccin del cobre metlico y cloro gaseosoEs una reaccin donde el cobre solido reaccionara con el cloro gaseoso dentro del tubo de ensayoCu(s) + Cl2(g) CuCl2(s) Cu(s) + Cl2(g) Cu2Cl2(s) El cobre con una de sus valencias de (+2) reacciona con el cloro en una reaccin de adicin donde el ambos generan un solo compuesto decloruro de cobre (II), el cual es uncompuesto qumicocon frmula CuCl2. Y se podr apreciar como Unslidode color verde amarillento. De igual forma podra formase el compuesto de cloruro con un doble tomo de cobre. Reaccin del yoduro de potasio y agua de cloroSe da una reaccin del yoduro de potasio y el agua de cloroKI(dil) + AGUA DE CLORO2KI+Cl2 2KCl+ I2La solucin Se colorea amarilla por la formacin del I2, el cloro es un poderoso oxidante, por ello libera el I2 del KI. En cambio, HCl no es oxidante (adems, es un cido ms flojo que HI) por tanto no oxida el ion yoduro a yodo elemental.agua de cloro se basa en la relacin del cloro con agua, formndose los iones hipoclorito (ClO-) y cloruro (Cl-), de manera que la disolucin resultante se puede emplear como agente blanqueante y desinfectante debido al carcter oxidante del ion hipoclorito formado.

Reaccin del bromuro de potasio y agua de cloroSe da una reaccin de bromuro de potasio con el agua de cloro.KBr(dil) + AGUA DE CLOROCl2(g) + 2Br- Br2 + 2Cl-Cl- + H2O = HClO + H+ En la reaccin Se disocia el bromuro generndose los iones bromo los cuales hace que los iones cloro reaccionen con los iones de cloro, para de esa forma pueda formar el ion de hipoclorito de hidrogeno.

III. OBTENCION Y PROPIEDADES FISICAS DEL BROMO Y YODOSOLUBILIDAD DE YODOReaccin del yodo solido con aguaEl yodo solido es soluble en agua formndose el hipo HIO, quien es un agente desinfectante Elcido hipoyodosoes un cido oxcido inorgnico, cuya molcula est formada por un tomo de yodo en estado de oxidacin (+1).

H2O + I2 HIO + HI

El Yodo se presenta en forma de pequeos cristales de color plomo oscuro (casi negro).Al introducir los cristales de Yodo al agua, en este caso potable, despus de transcurrido el tiempo y agitado el agua, sta comienza a teirse de un color caf muy claro, casi amarillento.

Reaccin del yodo solido con alcohol etlicoAl introducir el yodo en el alcohol etlico, los cristales de yodo se empiezan a disolver, en el primer paso, el halgeno se desproporciona, para producir el halogenuro.

I2 + CH3CH2OH I2+ OH IO+ I+ H+

Si est presente la funcin CH3-CH2R-OH (esto es, un alcohol secundario, o bien etanol si R=H), es oxidado a una cetona por el hipohalito:Reaccin del yodo solido con agua y yoduro de potasioLa solubilidad del yodo en agua es pequea. La solubilidad aumenta al agregar al agua IK, por formacin del in triyoduro:H2O + KI + I2 I2 + I- I2 + I- I3-Esta disolucin se comporta como una disolucin de yodo, puesto que, en presencia de sustancias que se combinan con ste, se desplaza hacia la izquierda para restablecer el equilibrio, con produccin de nueva cantidad de I2. El color del in I3-, en disolucin, es pardo intenso. Reaccin del agua de yodo y tetracloruro de carbono

I2 + CCl4 El TCC (tetracloruro de carbono) es apolar. El carbono puede hacer 4 enlaces y en sus 4 posiciones hay un cloro. el tetracloruro de carbono y el yodo son molculas con enlace covalente apolar. Y las molculas apolares entre se disuelven muy bien, Por tanto el tetracloruro de carbono y el yodo se disuelven.

Aparecern dos fases lquidas diferenciadas en el tubo, amarilla la superior e incolora la inferior. El tetracloruro habr extrado el yodo del agua, dado su mejor poder disolvente.

OTRAS DISCUSIONESEl Cloro en condiciones normales y en estado puro es un gas amarillo-verdoso formado por molculas diatmicas, Cl2, unas 2,5 veces ms pesado que el aire, de olor desagradable y venenoso.El Bromo en estado puro forma molculas diatmicas, y se presenta en forma de lquido voltil de color pardo y olor fuerte.El yodo puro forma molculas diatmicas que se presentan en forma de un slido cristalino de color violceo, soluble en agua y en otros disolventes.El bromo acta de la misma manera que el cloro, como oxidante indirecto (el cido hipobromoso formado cede su oxigeno) Las propiedades qumicas del bromo son anlogas a las del cloro aunque menos energticas. Con los metales forma los bromuros de los cuales algunos son usados como medicamentos sedantes.En el caso de los haluros de plata, debido a que la Ag+ es un d10, no hay electrones desapareados; con lo cual dichos haluros sern diamagnticos (no son atraidos por un campo magntico).CONCLUSIONESEn las reacciones del agua de cloro se producen reacciones desplazamiento donde el ion cloro desplaza a los iones yoduro y por lo cual se liberan los aniones yoduro, los cuales se reconocen porque la solucin se tie de un color pardo.En las pruebas de solubilidad de yodo, se dan reacciones de reconocimiento de solubilidad en donde el yodo solido reacciona con la alcohol etlico generando un halogenuro de alquilo, el yodo tambin tiene cierta solubilidad en agua y se genera el agua de yodo hacindolo reaccionar con yoduros.En las pruebas de solubilidad del bromo, donde el agua de bromo reacciona con compuestos orgnicos como el tetracloruro de carbono y la acetona, genera en algunos casos una fase orgnica ya que los halgenos desplazan a un tomo de hidrogeno y de esa forma se genera el halogenuros de alquilo como el bromo acetona.

BIBLIOGRAFIA

QUIMICA INORGANICA Principios de estructura y reactividad cuarta edicin James E. Huheey Ellen A. Keiter Richard L. Keiter ANALISIS QUIMICO CUANTITATIVO V.n. Alexeiev Editorial Mir Moscu QUIMICA ANALITICA CUALITATIVA sptima edicin Editorial Kapelusz Arthur I. Vogel ENCICLOPEDIA ESTUDIANTILTEMATICA, Larousse, pag 61-66 QUIMICA GENERAL, Guillermo Garzn, segunda edicin, editorial presencia Ltda. Pag 101 http://www.t3quimica.com/pdfs/65i_potasi_bromur.pdf http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Potassium_bromide http://www.salud.com/medicamentos/yoduro_potasio_oral.asp http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Potassium_iodide http://www.lenntech.es/periodica/elementos/sb.htm http://grupos.emagister.com/debate/el_agua_de_bromo/6714-293648 http://www.iestiemposmodernos.com/diverciencia/la_qc/fichas_qc/qccoloyodo.htm http://www.facmed.unam.mx/bmnd/gi_2k8/prods/PRODS/Cloruro%20de%20sodio%20Iny.htm http://enciclopedia.us.es/index.php/Cloruro_de_sodio http://www.fichasdeseguridad.com/bromuro_sodio.htm http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Sodium_iodide http://www.textoscientificos.com/quimica/inorganica/halogenos1