Grupo dos Calcogênios

Shriver Cap. 11p. 422-438

Lee Cap. 14p. 267-292

Brown Cap. 22

p. 819-827

Atkins & Jones Cap. 15

p. 673-680

Russel v2 Cap. 21p. 977-9801001-1012

Kotz Cap. 21p. 287-289

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Grupo do calcogênios 16/VIAOxigênio, Enxofre, Selênio, Telúrio, Polônio

gás ametal semi-metal semi-metalametal

TODOS ELEMENTOS DO GRUPO 16/ VIA

[GÁS NOBRE] ns2 np4

calcogênio significa

“gerador de minério”

número de oxidação -2 com metal e hidrogênio;

números de oxidação +2, +4 e +6 com outros

elementos do próprio grupo ou do grupo 17.

Os O S Se mais importantes são não metais;

Polônio é radioativo.

Os estados de oxidação variam desde -2 a +6

E o grupo que contém o elemento mais importantepara vida o oxigênio, no entanto, os demais elementosdeste grupo são muito tóxicos. O oxigênio como oenxofre possuem formas alotrópicas, gás oxigênio eozônio; do enxofre as mais conhecidas sãomonoclínico e ortorrômbico.

Grupo dos calcogênios 16/VIA

Ocorrência

PbS HgS FeS ZnS

Valores de

eletronegatividade

Raios atômicos x raios iônicos(Reparem na unidade = picômetro = 1 pm = 10-12 m)

Propriedadesperiódicas

Cargas mais comuns

✓ Ao descermos no grupo, o caráter metálico aumenta

(o O2 é um gás, o Te é um metalóide, o Po é um metal).

✓ Há duas formas importantes de oxigênio: O2 e ozônio (O3).

O ozônio pode ser preparado a partir do oxigênio:

3O2(g) 2O3(g)H = 284,6 kJ.

✓ O ozônio possui um cheiro pungente e é tóxico.

Grupo 6A: O, S, Se, Te, Po

✓ O oxigênio (ou dioxigênio, O2) é um agente de oxidação potente,

uma vez que o íon O2- tem uma configuração de gás nobre.

✓ Existem dois estados de oxidação para o oxigênio:

-2 (por exemplo, H2O) e -1 (por exemplo, H2O2).

✓ O enxofre é outro importante membro desse grupo.

✓ A forma mais comum do enxofre é o S8 amarelo.

✓ O enxofre tende a formar S2- nos compostos (sulfetos).

Grupo 6A: O, S, Se, Te, Po

Líquido, O2

é paramagnético. Ozônio, O3 obtido pela

passagem de O2 através de

uma descarga elétrica.

Alótropos de oxigênio

O oxigênio é também amplamente utilizado para enriquecimento do ar

em fornos,

Os íons clorato (ClO3-), perclorato (ClO4

-), cromato (CrO42-),

dicromato (Cr2O72-), permanganato (MnO4

-) e nitrato (NO3-) são

fortes agentes oxidantes

O2 se condensa em um líquido

azul pálido à -183 oC

Grupo 6A: O, S, Se, Te, Po

S8 é um sólido amarelo que se

polimeriza facilmente.

✓A forma alotrópica maisestável de enxofre é um anelde 8 átomos.

Alótropos de enxofre

✓Rômbica (blocos) x monoclínico (agulhas)

Alótropos de enxofre

✓Aquecimento doenxofre até sua fusãocausa a abertura doanel para uma formaalotrópica polimérica.

Polímeros de enxofre

✓Depósitos de enxofre são encontrados emgrandes quantidades no Canadá e U.S.A.

Ácido sulfúrico

H2SO4

SO2 é produzido

pela queima de

enxofre ao ar.

Obtenção do H2SO4PROCESSO DE CONTATO

Ar (O2) S

Mistura de SO2 + O2

T= 400-500ºC P=200atm

Catalisador V2 O5

Gás que

não reagiuSO3

+H2SO4

Dissolver

em águaH2SO4

✓ Sulfetos queimados ao ar = SO2 e SO3

✓ SO3 reage com H2O H2SO4

✓ H2SO4 usado como medida de riqueza de um país

Ácido sulfúrico

H2SO4

Filtros para produção de H2SO4

FILTROS

FILTROS

✓ O SO2 é normalmente removido do combustível (petróleo e

carvão) da seguinte maneira:

✓ o calcário em pó se decompõe em CaO;

✓ o CaO reage com SO2 para formar CaSO3 em uma fornalha;

✓ o CaSO3 e o SO2 que não reagiram são passados em um

depurador de gás (câmara de purificação), onde o SO2 é

convertido em CaSO3 através de jatos de CaO;

✓ o CaSO3 é precipitado em uma pasta fluida aquosa.

Ácido sulfúrico H2SO4

H2SO4 concentrado

altamente desidratante

Minerais contendo sulfetos

As2S3Sb2S3

FeS2- pirita PbS- galena

EXTRAÇÃO DE ENXOFREPROCESSO FRASCH

1) No “processo de contato” para a produção de ácido sulfúrico, o enxofre é

primeiramente queimado, formando SO2, para posteriormente ser oxidado a

SO3 e, em contato com H2O formar o ácido sulfúrico. As restrições

ambientais impedem que mais de 0,30% deste SO2 seja liberado para a

atmosfera.

a) Se por exemplo, na planta da Elekeiroz, uma quantidade enxofre suficiente

para produzir 1,80 x 106 kg de H2SO4 anidro puro (por dia) é queimada,

qual é a quantidade máxima permitida de SO2 liberado para a atmosfera.

b) Uma das maneiras de evitar que o SO2 chegue à atmosfera é “limpar” os

gases de exaustão com cal extinta, Ca(OH)2, formando uma pasta fluida de

sulfito de cálcio, CaSO3, que posteriormente, pode ser oxidado e removido

na forma de sulfato de cálcio, CaSO4, por passagem direta em fluxo de

oxigênio, como seguem as equações balanceadas:

Ca(OH)2(s) + SO2(g) CaSO3(s) + H2O(l)

2 CaSO3(s) + O2(g) 2 CaSO4(s)

b) Que massa de Ca(OH)2(s) é necessária para remover a quantidade de SO2

calculada no item a)?

Os ozonizadores são aparelhos capazes de transformar, por meio de descargas

elétricas, oxigênio molecular (O2) gasoso, em ozônio (O3) gasoso.

O ozônio produzido é dissolvido em água e a solução gerada é empregada como

oxidante de alto poder bactericida. Um ozonizador comercial típico produz

6,00x103 mol de ozônio por hora. A partir dessas informações, é correto

afirmar:

( ) Oxigênio molecular e ozônio são formas alotrópicas do elemento químico

oxigênio.

( ) Na molécula de ozônio, os átomos de oxigênio estão em um estado de oxidação

maior que no oxigênio molecular.

( ) À medida que prossegue a reação de obtenção de ozônio, a partir de oxigênio

molecular, ocorre uma diminuição no número de moléculas no estado gasoso.

( ) A solução de ozônio produzida em 2 horas de funcionamento de um ozonizador

comercial típico, com reservatório com capacidade para 2,00 L de água,

apresenta-se com uma concentração igual a 3,00 x 103 mol.L1.

( ) A soma dos menores coeficientes estequiométricos inteiros da reação de

produção de O3 (gás), a partir de O2 (gás), é igual a 5.

( ) A molécula de O2 apresenta uma dupla ligação química e é apolar.

Um evento ocorrido com Faraday é usado até hoje como forma de

satirizar aqueles que não conseguem encontrar relevância em trabalhos

de pesquisa básica, como os realizados por Faraday. Certa vez Faraday

recebeu uma visita da rainha da Inglaterra em seu laboratório. Quando

a rainha lá chegou, Faraday logo se pôs a mostrar-lhe todas as suas

invenções e descobertas. Ao terminar a demonstração a rainha

perguntou:

- Mas para que servem todas essas coisas?

Ao que o sábio físico respondeu:

- E para que serve um bebê?

CURIOSIDADE