17-Maggio TPE-2 Alogeni: una gara di tiro alla fune

Data pubblicazione: May 17, 2011 5:8:5 AM

Gli alogeni: fluoro (F), cloro (Cl), bromo (Br), iodio (I), sono gli elementi del gruppo VIIA.

Le rispettive sostanze elementari sono formate da molecole biatomiche: F₂(g), Cl₂(g), Br₂(l), I₂(s), dove g = gassoso, l = liquido, s = solido. Queste sostanze sono riconoscibili dal loro odore "di cloro", e sono molto irritanti, ma possono essere usate in soluzione acquosa sufficientemente diluita da non essere nociva, per i nostri esperimenti.

Gli atomi degli alogeni hanno sette elettroni di valenza (dello strato più esterno), quindi una carica del nocciolo molto elevata. Ciò rende massima la loro tendenza a catturare un elettrone da altri atomi e a completare l'ottetto formando ioni alogenuro negativi: F¯ (FLUORURO), Cl¯ (CLORURO), Br¯ (BROMURO), I¯ (IODURO).

Nel cloruro di sodio NaCl, per esempio, è contenuto lo ione cloruro Cl¯, accanto allo ione sodio, Na⁺.

Prima di affrontare il problema sperimentale, ogni studente dovrà disegnare gli atomi dei quattro elementi formati da nòccioli di diversa dimensione e dall'orbita più esterna, senza indicare gli elettroni interni, ma indicando semplicemente la carica del nocciolo.

Sotto tali disegni saranno indicati i simboli degli elementi in notazione Lewis (elettroni di valenza come puntini intorno al simbolo) seguendo le indicazioni a pag. 227-228.

Sulla base dei modelli atomici disegnati ogni gruppo farà quindi una previsione su quale atomo avrà la maggiore affinità per l'elettrone (energia che si libera nel catturare un elettrone e misura appunto la tendenza di un atomo a togliere elettroni ad altri atomi), quindi disporrà gli atomi dei quattro alogeni in sequenza decrescente di affinità per l'elettrone.

L'esperimento consiste nel verificare la vostra previsione teorica della sequenza di affinità elettronica avendo a disposizione: soluzioni acquose diluite di cloro, bromo e iodio (Cl₂(aq), Br₂(aq), I₂(aq)), sali di sodio dei tre alogenuri: cloruro di sodio NaCl(s), bromuro di sodio NaBr(s), ioduro di sodio, NaI(s).

Il tiro alla fune si riferisce alla combinazione degli atomi di un alogeno con quelli di un alogenuro diverso. L'ottavo elettrone dell'alogenuro sarà conteso tra i due nòccioli atomici e potremo riconoscere il vincitore della competizione perché potrà avvenire o non avvenire la reazione in cui il primo sottrae elettroni al secondo, facendolo diventare a sua volta alogeno elementare. Ciò sarà possibile perché due delle tre soluzioni acquose degli alogeni sono colorate a causa della presenza dell'alogeno, mentre i sali alogenuri sono incolori. Quindi le reazioni saranno sempre riconoscibili dalla comparsa o scomparsa di un colore.