Explorando los Halógenos: Propiedades, Reacciones y Obtención de Cloro, Flúor, Bromo y Yodo
El Cloro (Cl): Propiedades y Obtención
El cloro (Cl) se encuentra en la naturaleza. Combinado con el hidrógeno (H), forma ácido clorhídrico (HCl), que se encuentra en las emanaciones volcánicas. El cloro es un gas amarillo verdoso, de olor sofocante, más denso que el agua. Para poder obtener cloro, es necesario oxidar el HCl:
2HCl + O → H₂O + Cl₂
Otra manera es tratando el dióxido de manganeso (MnO₂) con ácido clorhídrico concentrado (HCl (cc)). Se forma tetracloruro de manganeso (MnCl₄) que, al calentarse, se descompone dando cloro:
MnO₂ + 4HCl → MnCl₄ + 2H₂O
MnCl₄ → MnCl₂ + Cl₂
Combinaciones del Cloro con Hidrógeno
El cloro con el hidrógeno (H) forma gas cloruro de hidrógeno (HCl). Se forma directamente por la unión de ambos elementos. A la luz solar y considerando chispas eléctricas, la combinación se hace instantáneamente.
La solución acuosa del gas es el ácido clorhídrico (HCl). Para obtenerlo, se descompone el cloruro de sodio (NaCl) con ácido sulfúrico (H₂SO₄). Según se empleen 1 o 2 moléculas de NaCl por cada H₂SO₄, las reacciones resultantes son:
NaCl + H₂SO₄ → HCl + NaHSO₄
2NaCl + H₂SO₄ → 2HCl + Na₂SO₄
También se recoge el HCl fuertemente impurificado en la fabricación del jabón, aunque la reacción proporcionada describe la producción de cloro a partir de ácido nítrico y HCl:
2HNO₃ + 6HCl → 4H₂O + 2NO + 3Cl₂
Los Halógenos: Características Generales
Todos los elementos de este grupo son no metales monovalentes y electronegativos con gran tendencia a formar aniones. Por ser de los elementos más electronegativos, tienen gran facilidad para formar sales cuando se combinan con los metales.
Compuestos Hidrogenados de los Halógenos
Las reacciones de los halógenos con hidrógeno para formar sus respectivos hidrácidos varían en velocidad y condiciones:
F₂ + H₂ → 2HF
(reacción muy rápida en frío)Cl₂ + H₂ → 2HCl
(reacción rápida en frío)Br₂ + H₂ → 2HBr
(reacción rápida en caliente)I₂ + H₂ → 2HI
(reacción muy lenta con mucho calor)
El Flúor (F): Propiedades y Obtención
El flúor (F) es una sustancia simple que se presenta como un gas de color levemente amarillo verdoso, de olor picante. Este es el elemento más electronegativo que se conoce. En el agua se descompone en frío, dando oxígeno y ácido fluorhídrico (HF):
2F₂ + 2H₂O → O₂ + 4HF
El fluoruro de calcio (CaF₂) tratado con ácido sulfúrico concentrado (H₂SO₄ (cc)) produce ácido fluorhídrico (HF), que es incoloro y muy soluble en agua:
CaF₂ + H₂SO₄ → CaSO₄ + 2HF
El Bromo (Br): Propiedades y Reacciones
El bromo (Br) es un líquido de color rojizo pálido. Su densidad es 3 veces mayor que la del agua. A temperatura ambiente, desprende vapores rojizos de olor sofocante que atacan a las mucosas nasales. Es algo soluble en agua, a la que transfiere su color rojo (agua de bromo), y actúa de la misma manera que el cloro (Cl), como oxidante indirecto:
Br₂ + H₂O ⇌ HBr + HBrO
El ácido hipobromoso (HBrO) luego se descompone, liberando oxígeno naciente:
HBrO → HBr + [O]
El Yodo (I): Propiedades y Usos
El yodo (I) se presenta como una sustancia simple, un sólido gris con un cierto brillo metálico. Al calentarse, desprende vapores de color violeta. En el agua es aún menos soluble que el cloro (Cl) y el bromo (Br), con propiedades más débiles que las de los demás halógenos. En el alcohol se disuelve con facilidad, dando un color pardo oscuro, usándose como antiséptico y desinfectante.