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 metalli che hanno sette elettroni sul guscio più esterno.
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, 18, 7; I =2, 8, 18, 18. 7
Mentre gli ioni negativi (ioni alogenuro) hanno strutture:
Cl¯ = 2, 8, 8 = Ar; Br¯ = 2, 8, 18, 8 = Kr ; I¯ = 2, 8, 18, 18, 8 = 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 uno 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 acquista un elettrone.
Affinità elettronica ed energia di ionizzazione dipendono ambedue da acquisti e cedimenti di elettroni ad altri atomi in fase gassosa. liberi.
Il potere ossidante di una specie, in volt, indica la tendenza della forma ridotta ad acquistare elettroni da altre sostanze chimiche, trasformandosi nella forma ridotta.
SCHEMATIZZAZIONE A BLOCCHI DELLE OPERAZIONI PRINCIPALI
Sciogliere i sali --> fare i test con gli ossidanti nelle provette.
DATI IN INGRESSO E OSSERVAZIONI
| |
cloruro |
bromuro |
ioduro |
| Cloro |
- |
a |
b |
| Bromo |
c |
- |
d |
| Iodio |
e |
f |
- |
| |
TEST |
O S S E R V A Z I O N I D E T T A G L I A T E |
| a |
cloro + bromuro |
il liquido diventa giallo, si è formato bromo |
| b |
cloro + ioduro |
diventa marrone, si è formato iodio |
| c |
bromo + cloruro |
il liquido rimane giallo |
| d |
bromo + ioduro |
diventa marrone, si è formato iodio |
| e |
iodio + cloruro |
rimane marrone |
| f |
iodio + bromuro |
rimane marrone |
in giallo: sono interpretazioni, non osservazioni.
ELABORAZIONI, INTERPRETAZIONI
| |
TEST |
INTERPRETAZIONI (equazioni di reazione, scrivere NR quado non si ritiene vi sia stata reazione chimica) |
| a |
cloro + bromuro di sodio |
Cl2+2Br¯>2Cl+Br2 (si forma bromo) |
| b |
cloro + ioduro di sodio |
Cl2+2I¯-->2Cl¯+I2 (si forma iodio) |
| c |
bromo + cloruro di sodio |
nr |
| d |
bromo + ioduro di sodio |
Br2+2I¯-->2Br¯+I2
(si forma iodio)
|
| e |
iodio + cloruro di sodio |
nr |
| f |
iodio + bromuro di sodio |
nr |
CONCLUDIAMO CHE, VISTO CHE ....
il cloro ha ossidato su tutti e due gli altri alogenuri, quindi esso è l' alogeno che ha maggiore energia di ionizzazione, affinità elettronica e potene ossidante, mentre lo iodio è quello che ne ha di meno.
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:
| |
E.A. |
1st I.E. |
Erid (V) |
| Cl |
-349 kJ/mol |
|
+1.36 |
| Br |
-325 kJ/mol |
|
+1.09 |
| I |
-295 kJ/mol |
|
+0.53 |
2. Che valori avranno le energie di ionizzazione di Cl¯, Br¯ e I¯ ?
Risposta:+349,+325,+295 (valori 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 diversi metalli, o anche sullo stesso metallo, soluzioni di cloruro e bromuro, per vedere in quale caso l'ossidazione è maggiore 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, ilo 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 è lo zinco e l'ossidante è il cloro.
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