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QUÍMICA GENERAL III – TEMA 3. LOS HALÓGENOS.

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X- haluros.

Química de los halógenos X2 halógenos moleculares

X+ EjEjEjEjssss: : : : ClF3, ClF5, BrF5

ICN, ICl, etc.

Halógeno molecular

Características Pto. de fusión (°C)

Pto. de ebullición

(°C)

Abundancia en la

naturaleza

F2

Gas amarillo pálido, venenoso. Olor desagradable y

penetrante.

-219

-188

Lugar

17

Cl2 Gas amarillo verdoso, veneno.

-101 -34 Lugar

20

Br2 Líquido rojo oscuro, volátil,

venenoso.

-7 59 Muy abundante

I2 Sólido negro azulado, veneno.

Sublima.

114 185 Lugar

62


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4

Complejos de transferComplejos de transferComplejos de transferComplejos de transferencia de carga.encia de carga.encia de carga.encia de carga.

Se forman en presencia de un solvente dador de densidad electrónica.

Puede simbolizarse la interacción como:

S X2 X = Br, I

Evidencia experimental de la formación de este tipo de complejo:

distancias de enlace:

en el Me3N I2 N I = 2.27 Å

I I = 2.83 Å

distancia de enlace en el I2 2.67 Å


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Mientras mayor sea la capacidad dadora del solvente S la transición Π* σ* será de mayor energía.

Soluciones de I2

Solvente Color Máximo de absorción

CCl4 violeta 520-540 nm

Hidrocarburos aromáticos

rosado-rojo

490-510 nm

Alcoholes, aminas

marrón 450-480 nm

Formación de haluros.Formación de haluros.Formación de haluros.Formación de haluros.

a) Metal + X2 MXn

ejemplos importantes:ejemplos importantes:ejemplos importantes:ejemplos importantes:

KCl CaCl2 ScCl3 TiCl4

iónicos molecular volátil

PbCl2, UF4 PbCl4, UF6

iónicos covalentes


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b) No Metal + X2 M’Xn

Ejemplo:Ejemplo:Ejemplo:Ejemplo:

1/2 N2(g) + 3/2 F2(g) NF3(g) ∆H = -109 kJ/mol

Formación de ácidos hidrohálicos.Formación de ácidos hidrohálicos.Formación de ácidos hidrohálicos.Formación de ácidos hidrohálicos.

Los haluros moleculares se hidrolizan para producir ácidos hidrohálicos.

Ejemplos:Ejemplos:Ejemplos:Ejemplos:

BCl3 + 3H2O B(OH)3 + 3H+ + 3Cl-

PBr3 + 3H2O HPO(OH)2 + 3H+ + 3Br-

SiCl4 + 4H2O Si(OH)4 + 4H+ + 4Cl-

Formación de oxoácidos.Formación de oxoácidos.Formación de oxoácidos.Formación de oxoácidos.

Se obtienen por tratamiento del halógeno en agua.


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Flúor Cloro Bromo Iodo

HOF HOCl HOBr HOI

--- HOClO HOBrO ---

--- HOClO2 HOBrO2 HOIO2

--- HOClO3 HOBrO3 HOIO3

Los equilibrios más importantes son:

X2(g,l,s) X2(ac) K1

X2(ac) + H2O H+ + X- + HOX K2

Constantes de equilibrio

Halógeno K1 K2

Cl2 0.062 4.2 x 10-4

Br2 0.21 7.2 x 10-9

I2 0.0013 2.0 x 10-13

PotenciaPotenciaPotenciaPotenciales estándar para las reacciones de los halógenos.les estándar para las reacciones de los halógenos.les estándar para las reacciones de los halógenos.les estándar para las reacciones de los halógenos.


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Diagramas de Latimer (en Voltios).

O2 H2O

F2 HF

ClO4-

ClO3- HClO2 HOCl Cl2 Cl-

1.19 1.21 1.65 1.63 1.36

3.06

1.23

BrO3-

HOBr Br2 Br-1.50 1.60 1.07

H5IO6 IO3-

HOI I2 I-1.60 1.14 1.45 0.54

AtO3- HOAt At2 At-

1.40 0.70 -0.20

Solución ácida

O2 H2O

F2 HF

BrO3- Br2 Br-

IO3-

I2 I-0.54

AtO3- At2 At-

-0.20

0.40

2.87

ClO4-

ClO3- Cl2 Cl-

0.36ClO2

-0.33ClO-0.66 0.89 1.36

BrO-0.46 0.76 1.07

H3IO62- 0.70

IO-0.13 0.49

0.50AtO- 0.00

Solución básica

Formación de óxidos.Formación de óxidos.Formación de óxidos.Formación de óxidos.


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Flúor PE PF

(°C)(°C)

Cloro PE PF

(°C)(°C)

Bromo* PE

(°C)

Iodo*

F2O -145 -224 Cl2O 4 -116 Br2O -18

Cl2O3

F2O2 -57 -163 ClO2 10 -5.9 BrO2

Cl2O4 44.5 -117 I2O4

Cl2O6 3.5 I2O5

I4O9

* Descomponen con calentamiento.

.- Óxidos de Flúor:

Se consideran más bien como fluoruros de oxígeno.

Aplicación: Combustible para cohetes.

F2O:

Gas amarillo, venenoso; se obtiene por electrólisis de soluciones acuosas de HF/KF.

Uso: Libera otros halógenos de sus ácidos o sales:

F2O + 4HX(ac) 2X2 + 2HF + H2O

F2O2:


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Sólido amarillo naranja.

Obtención:

descarga eléctrica

F2 + O2 F2O2

77 – 90K

Uso: Agente oxidante y agente fluorinante.

En presencia de aceptores de F- forma el catión dioxigenilo:

F2O2 + BF3 O2+BF4

- + 1/2F2

.- Óxidos de Cloro:

Los más importantes son el Cl2O y el ClO2.

Cl2O:

Gas amarillo marrón.

Obtención:

2Cl2 + 2HgO HgCl2.HgO + Cl2O

Uso: Fabricación de agentes blanqueadores según:


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Cl2O + H2O 2HOCl

Ca(OH)2 + 2HOCl Ca(OCl)2 + 2H2O

ClO2: Gas amarillo.

Obtención:

2NaClO3 + SO2 + H2SO4 2ClO2 + 2NaHSO4

.- Óxidos de Bromo:

No son estables y carecen de importancia práctica.

.- Óxidos de Iodo:

El más importante es el I2O5.

Obtención:

2HIO3 I2O5 + H2O

Uso: Agente oxidante. En la determinación analítica de CO.

5CO + I2O5 I2 + 5CO2

Formación de los interhalógenos.Formación de los interhalógenos.Formación de los interhalógenos.Formación de los interhalógenos.


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Pueden ser neutros: BrF3

catiónicos: ICl2+

aniónicos: ICl2-

Ejemplos:Ejemplos:Ejemplos:Ejemplos:

200 °C

Br2 + 3F2 2BrF3

BrF3 + F2 BrF5

Se hidrolizan con facilidad siendo altamente explosivos:

XX’ + H2O H+ + X’- + HOX

Sufren reacciones de desproporción:

3BrF BrF3 + Br2

Algunas especies son apreciablemente conductoras de electricidad debido a la autoionización:

2BrF3 BrF2+ + BrF4

-

Usos de los Halógenos:


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- Gravado de vidrios (HF) (materiales de Laboratorio,

Flúor termómetros, seguridad de los vehículos).

- Freones (CCl2F2, CClF3) líquidos refrigerantes y

propelentes (desuso).

- Separación de isótopos de 235U – 238U

- Teflón ( -CF2-CF2-)n . Aplicaciones como aislante en

sartenes y en piezas de aparatos químicos por su

resistencia al ataque químico.

- NaF, empleado en la fluoración de aguas y en pastas

dentales.

Cloro - Germicida y desinfectante.

- Preparación de otros productos químicos (Ejm: CCl4).

- Hipocloritos, empleados como agentes blanqueadores.

- Mezcla de Ca(OCl)2 y CaCl2 (germicida y desodorante).

- Cloratos y percloratos, son empleado como

explosivos y propulsores de cohetes.

- Purificación de aguas y piscinas.

- NaCl empleado en la preparación de alimentos.

Bromo - Encuentra en forma natural en algunos organismos

marinos.

- Mar concentración de Br- 1 x 10-3 M, principal fuente de

bromo.

- BrCH2CH2Br, empleado como insecticida y en

automóviles para eliminar PbBr2 (desuso). Carcinógeno

muy potente.

- AgBr empleado en fotografía.

Yodo - Tintura de yodo (50 % I2 en alcohol) antiséptico.

- Constituyente de la tiroxina (hormona tiroides).


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- Deficiencia de yodo en la dieta crea bocio. Requerimiento

es de 1 mg yodo por semana y se obtiene de la sal yodada

(KI ó NaI al 0.01 %).

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