QUIMICA INDUSTRIAL.

 Asignatura:

Química Inorgánica l. 

 Equipo 1 

HALOGENOSFlúor y Cloro.Flúor y Cloro.

HALOGENOS: Halógenos (del griego hals, 'sal'; genes, 'nacido').

En química son cinco los elementos químicamente activos, estrechamente relacionados: flúor, cloro, bromo, yodo y ástato, que forman el grupo 17 (o VIIA) del sistema periódico. El nombre halógeno, o formador de sal, se refiere a la propiedad de cada uno de los halógenos de formar, con el sodio, una sal similar a la sal común (cloruro de sodio). Todos los miembros del grupo tienen una valencia de -1 y se combinan con los metales para formar halogenuros (también llamados haluros), así como con metales y no metales para formar iones complejos. Los cuatro primeros elementos del grupo reaccionan con facilidad con los hidrocarburos, obteniéndose los halogenuros de alquilo.

Propiedades generales: La reactividad o capacidad de combinación con otros elementos es tan

grande en los halógenos que rara vez aparecen libres en la naturaleza. Se encuentran principalmente en forma de sales disueltas en el agua de mar, o en extensos depósitos salinos originados en épocas geológicas antiguas por evaporación de mares interiores.

El estado físico de los halógenos en condiciones ambientales normales oscila entre el gaseoso del flúor, cloro y el sólido del yodo y el ástato; el bromo por su parte es líquido a temperatura ambiente.

Otras propiedades físicas, como los puntos de fusión y ebullición, la densidad y el radio medio del átomo, varían en orden creciente del flúor al yodo. El calor especifico definido como cantidad de calor que a de absorber 1gramo de sustancia para aumentar 1ºC, y su temperatura disminuye en la misma relación.

La característica química fundamental de los halógenos es su capacidad oxidante, por la que arrebatan electrones o unidades elementales de carga a otros elementos y moléculas de signo eléctrico negativo para formar iones también negativos denominados aniones de haluro. La energía de oxidación de los halógenos es máxima en el flúor y se debilita hasta el yodo. Los iones haluros son relativamente grandes e incoloros, poseen una alta estabilidad, en especial en el caso de los fluoruros y cloruros.

FLÚOR: HISTORIA:Descubridor: Henry Moissam.Lugar de descubrimiento: Francia.Año de descubrimiento: 1886Origen del nombre: Palabra latina “fluere”, que significa

fluir.

PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS: El flúor no existe libre en la naturaleza, pero si en combinaciones en gran

número de rocas respectivamente en: la fluorita CaF, que se encuentra en Groelandia, la criolita AlF3.

Símbolo F, Número atómico 9, Miembro de la familia de los halógenos con el número y peso atómico más bajo, el flúor es el elemento más electronegativo, y por un margen importante, el elemento no metálico más energético químicamente.

Este cuerpo tiene mayores y más potentes afinidades que el cloro. Es un gas amarillo verdoso, del color menos intenso que el cloro, de densidad 1.3, que se licua en forma de líquido amarillo claro que hierve a -187º y solidifica a -233º.

Valencia -1 Electronegatividad   4,0 Configuración electrónica 1s22s22p5 Masa atómica (g/mol) 18,9984

ISOTOPOS:

El flúor tiene un solo isótopo natural el 19F.. Este isótopo tiene un número quántico de espín nuclear de ½ y se puede emplear en espectroscopia de resonancia magnética nuclear. Se suele emplear como compuesto de referencia el triclorofluorometano CFCl3.

ESTADO NATURAL:

Frecuencia natural: se estima que se haya en un 0.065% en la corteza terrestre; es casi tan abundante como el carbono, nitrógeno o el cloro, mucho más que el cobre y el plomo, aunque mucho menos que el hierro, aluminio. Los compuestos cuyas moléculas contienen átomos de flúor están ampliamente distribuidos en la naturaleza. Muchos minerales contienen cantidades pequeñas del elemento, y se encuentra tanto en rocas ígneas como en sedimentarias. El flùor esta presente en la corteza terrestre de forma natural, pudiendo ser encontradas en rocas, Carbón y Arcilla. Los fluoruros son liberados al aire cuando el viento arrastra el suelo.

OBTENCION:

El flúor se puede obtener mediante la electrolisis de Fluoruro ácido de potasio anhídrido (KF * 3HF), fundido a temperaturas entre 70 – 130ºC. También como subproducto en la síntesis de Acido Fosforito y Superfosfatos.

APLICACIONES EN LA INDUSTRIA: Los compuestos que contienen flúor se utilizan para incrementar

la fluidez del vidrio fundido y escorias en la industria vidriera y cerámica. El espato Flúor (fluoruro de calcio) se introduce dentro del alto horno para reducir la viscosidad de la escoria en la metalurgia de Fe.

Los derivados del flúor tienen una notable importancia en el ámbito de la industria. Entre ellos destacan los hidruros fluorados, como el anticongelante freón y la resina teflón, lubricante de notables propiedades mecánicas. Los fluoruros son útiles como insecticidas además, pequeñísimas cantidades de flúor añadidas al agua potable previenen la caries dental.

EFECTOS AMBIENTALES:Los procesos de combustión de las industrias pueden liberar

fluoruro de H al aire. Los fluoruros que se encuentran en el aire acabaran depositándose en el suelo o en el agua.

Cuando el flúor se fija en partículas muy pequeñas puede permanecer en el aire durante un largo periodo de tiempo. Cuando el flúor del aire acaba en el agua se instala en los sedimentos. Cuando acaba en los suelos el flúor se pega fuertemente a las partículas del suelo.

Los animales que ingieren plantas que contienen flúor pueden acumular grandes cantidades de flúor en sus cuerpos. El flúor se acumula principalmente en los huesos. Como consecuencia los animales expuestos a elevadas concentraciones de flúor sufren de caries y degradación de los huesos. Demasiado flúor también puede provocar la disminución de la cantidad de alimento tomado por el estomago y puede alterar el desarrollo de las garras. Por último puede provocar bajo peso al nacer.

TOXICIDAD:El flúor es un elemento muy tóxico y reactivo. Muchos de

sus compuestos en especial los inorgánicos, son también tóxicos y pueden causar quemaduras y profundas. Hay que tener cuidado para prevenir que líquidos o vapores entren en contacto con la piel y los ojos.

Las industrias liberan la forma gaseosa del flúor. Este gas es muy peligroso ya que en elevadas concentraciones puede causar la muerte. En bajas concentraciones puede causar irritaciones de los ojos y la nariz.

Es muy peligroso por que afecta la piel, ojos y las vías respiratorias; de 500 a 1000 parte por millón disueltas en el aire son fatales y 40-60ppm son peligrosas en exposiciones de más de 1 hora. El máximo tolerado es 0.1ppm disueltas en aire. Las industrias que lo procesas tienen que tener controles estrictos para casos de derrames y venteos. Se recomienda minimizar el uso de naftas que lo contengan en forma de adhesivos.

CLORO:HISTORIA:Descubridor: Carl William Scheele.Lugar de descubrimiento: Suecia.Año de descubrimiento: 1774.Origen del nombre: De la palabra griega

“chloros”, que significa verde pálido, reflejado en color del gas.

PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS:Es un gas amarillo verdoso que puede

licuarse fácilmente bajo una presión de 6,8 atmósferas a 20 ºC. El gas tiene un olor irritante, y muy concentrado es peligroso; fue la primera sustancia utilizada como gas venenoso en la I Guerra Mundial.

El cloro tiene un punto de fusión de -101 ºC, un punto de ebullición de -34,05 ºC a una atmósfera de presión, y una densidad relativa de 1,41 a -35 ºC; la masa atómica del elemento es 35,453.

ISOTOPOS:

• El cloro tiene dos isótopos estables. Uno de masa 35uma, y el otro de 37uma con las proporciones relativas de 3:1 respectivamente, lo que da un peso atómico para el cloro de 35.5uma. El cloro tiene 9 isótopos con masas desde 32uma hasta 40uma solo 3 de estos se encuentran en la naturaleza: el 35Cl, estable y una abundancia del 75.77%, el 37Cl también estable y con una abundancia de 24.23%, el isótopo radioactivo 36 Cl. La relación de 36Cl con el cloro estable en el ambiente es de aproximadamente de 700x10-15 :1.

ESTADO NATURAL:

El cloro se disuelve cuando se mezcla con el agua. También puede escaparse del agua e incorporarse al aire bajo ciertas condiciones. La mayoría de las emisiones de cloro al medio ambiente y a las aguas superficiales.

Una vez en el aire o en el agua el cloro reacciona con otros compuestos químicos. Se combina con material inorgánico en el agua para formar sales de cloro, y con materia orgánico para formar compuestos orgánicos clorinados.

Debido a su radioactividad no es probable que el cloro se mueva a través del suelo y se incorpore a las agu8as subterráneas

APLICACIONES A LA INDUSTRIA:Potabilizar y depurar el agua para consumo humano.Producción de papel, colorante, textil,

productos derivados del petróleo, antisépticos etc.

En grandes cantidades, el cloro es consumido para: productos sanitarios, blanqueantes, desinfectantes y productos textiles.

Producción de ácido clorhídrico, cloratos, cloroformo y tetracloruro de carbono.

En la extracción de bromo.

EFECTOS AMBIENTALES:Las plantas y los animales no suelen

almacenar el cloro. Sin embargo estudios de laboratorio muestran que la exposición repetida a cloro en el aire puede afectar al sistema unitario, a la sangre, al corazón y al sistema respiratorio de los animales.

El cloro provoca daños ambientales a bajos niveles, el cloro es especialmente dañino para organismos que viven en el agua y en el suelo.

TOXICIDAD:Los efectos del cloro en la salud humana dependen de

la cantidad de cloro presente, y del tiempo y la frecuencia de exposición. Los efectos también dependen de la salud de la persona y de las condiciones del medio cuando la exposición tuvo lugar.

El cloro es un gas tóxico extremadamente cáustico. Los síntomas de intoxicación posterior a la inhalación son irritación de las mucosas de las vías respiratorias con dificultada para respirar y pulso lento.

La respiración de pequeñas cantidades de cloro durante cortos periodos de tiempo afecta negativamente al sistema respiratorio humano. Los efectos van desde tos y dolor pectoral hasta retención de agua en los pulmones. El cloro irrita la piel, los ojos y el sistema respiratorio. No es probable que estos efectos tengan lugar a niveles de cloro encontrados normalmente en la naturaleza. Generalmente el cloro se encuentra solamente en instalaciones industriales.

Cotton y Wilkinson “Química inorgánica avanzada”, Limusa, 2001.

Huheey, J.E., “Química inorgánica: principios de estructura y reactividad”, Harla, 1997.

BIBLIOGRAFIA: