PROBLEM SOLVING 20
Avendo a disposizione i tre alogenuri di sodio (sali solidi): cloruro, bromuro e ioduro, cioè NaCl(s), NaBr(s) e NaI(s), e soluzioni acquose dei tre alogeni cloro, bromo e iodio, (Cl2(aq), Br2(aq) e I2(aq), dovete scoprire quale dei tre alogeni ha maggiori energia di ionizzazione, affinità elettronica e potere ossidante (e quale dei tre ha questi parametri inferiori).
CONOSCENZE RILEVANTI
Gli alogeni sono elementi tipicamente non-metallici in quanto hanno configurazione elettronica esterna e tendono a formare ioni negativi (Cl-, Br-,I-) che in natura si trovano nei sali,per esempio quelli disciolti in acque marine.
Le strutture elettroniche del cloro (Z = 17) del bromo (Z = 35) e dello iodio (Z = 53) sono i numeri atomici
Cl = 2, 8, 7; Br =2,8,8,17 ; I =2,8,8,18,17
Mentre gli ioni negativi (ioni alogenuro) hanno strutture:
Cl¯ = 2, 8, 8 = Ar; Br¯ = 2, 8, 18, 8 =Kr ; I¯ =2,8,8,18,18=Xe
L'Energia di ionizzazione di un atomo è definita come l'energia minima necessaria per allontanare un elettrone da un atomo isolato e in fase gassosa ,con conseguente formazione di ione positivo , anch'esso in fase gassosa.
L'Affinità elettronica di un atomo è definita come l'energia scambiata da un atomo in fase gassosa quando aquista un elettrone.
Affinità elettronica ed energia diionizzazione dipendono ambedue da dipendono entrambi dall'aquisto e dal cedimento di elettroni liberi. dalla capacità di legare elettroni.
Il potere ossidante di una specie, in volt, indica indica la tendenza della forma ridotta ad acquistare elettroni da altre sostanze trasformandosi nella forma ridotta.
SCHEMATIZZAZIONE A BLOCCHI DELLE OPERAZIONI PRINCIPALI
DATI IN INGRESSO E OSSERVAZIONI
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cloruro
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bromuro
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ioduro
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Cloro
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-
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a
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b
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Bromo
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c
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-
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d
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Iodio
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e
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f
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-
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TEST
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O S S E R V A Z I O N I D E T T A G L I A T E
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a
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cloro + bromuro
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è diventato giallo ha reagito si è formato iodio
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b
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cloro + ioduro
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è diventato marrone ha reagito si è formato iodio
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c
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bromo + cloruro
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non ha reagito è rimasto giallo
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d
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bromo + ioduro
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è diventato marrone scuro ha reagito si è formato iodio
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e
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iodio + cloruro
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non hanno reagito è rimasto marrone
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f
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iodio + bromuro
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non hanno reagito è rimasto marrone scuro
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ELABORAZIONI, INTERPRETAZIONI
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TEST
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INTERPRETAZIONI (equazioni di reazione, scrivere NR quado non si ritiene vi sia stata reazione chimica)
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a
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cloro + bromuro di sodio
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Cl2+2Br¯>2Cl+Br2 (si forma bromo)
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b
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cloro + ioduro di sodio
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Cl2+2I¯-->2Cl¯+I2 (si forma iodio)
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|
c
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bromo + cloruro di sodio
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Nr
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d
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bromo + ioduro di sodio
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Br2+2I¯-->2Br¯+I2
(si forma iodio)
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e
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iodio + cloruro di sodio
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Nr
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f
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iodio + bromuro di sodio
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Nr
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CONCLUDIAMO CHE, VISTO CHE
Il cloro ossida tutti gli alogenuri quindi è l'alogeno con più energia di ionizzazione ,affinità elettronica e potere ossidante , mentre lo iodio ne ha meno di tutti gli altri alogenuri.
DOMANDE & RISPOSTE
1. Trova i valori di affinità elettronica degli atomi di bromo, cloro e iodio a pag. 214, i valori delle energie di prima ionizzazione dei tre atomi da www.webelements.com e i poteri ossidanti (o potenziali di riduzione) in volt delle tre sostanze elementari a pag. 440.
Risposte in tabella:
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E.A.
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1st I.E.
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Erid (V)
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Cl
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-349 kj/mol
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+1.36
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Br
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-325 kj/mol
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+1.09
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I
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-295 kj/mol
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+0.53
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2. Che valori avranno le energie di ionizzazione di Cl¯, Br¯ e I¯ ?
Risposta:+349 , +325 , +295 (in kj/mol)
3 Come fareste per trovare quale elemento ha maggiore potere ossidante tra ossigeno, cloro e bromo, avendo a disposizione acqua ossigenata come fonte di ossigeno?
Risposta: proveremo l' acqua ossigenata, il cloro e il bromo su soluzioni di cloruro e bromuro, per vedere in quale caso l'ossidazione si verifica.
4. Perché nell'esperimento non avete unito il cloro col cloruro, il bromo col bromuro e lo iodio con lo ioduro?
Risposta:perchè mischiando il cloro con il cloruro, il bromo con il bromuro, lo iodio con lo ioduro non ci sarebbe stata nessuna reazione.
5. Anche i metalli danno reazioni di trasferimento elettronico, dal riducente all'ossidante. Scrivete lo schema di reazione tra zinco elementare e acido cloridrico e individuate il riducente (che cede elettroni) e l'ossidante (che li acquista).
Risposta:Zn + 2HCl --> Zn++ + 2Cl¯ il riducente in questo caso è lo zinco e l'ossidante è il cloro.
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