Posição dos elementos do VII grupo principal da tabela periodica - cloro como representante

O termo “halogênios” vem do grego e significa produtor ou “formador de sal”. Todos esses elementos desse grupo reagem diretamente com os metais formando sais, e também são muito reativos, o Flúor é o elemento mais reativo conhecido.^1;4

O grupo conhecido hoje como família 7A da tabela periódica é o grupo dos halogênios, que nas tabelas mais antigas correspondia ao grupo 17. Esse grupo necessita de apenas um elétron na camada de valência para se estabilizar á gás nobre, A principal característica desse grupo é a de agir como agente oxidante, e é essa característica que facilita a ganha do elétron, seus compostos com metais são iônicos, enquanto que os compostos com os não-metais são covalentes. Os componentes que formam essa família são o Flúor; Cloro; Bromo; Iodo; Astato.²

O Cloro é um elemento do grupo dos halogênios (formadores de sal), possui uma massa atômica de 35, 45u com ponto de fusão de -101°C, ponto de ebulição de -35°C, densidade de 3,2g/mL e número atômico 16, com máxima energia para remover um elétron de elementos. Combina-se com quase todos os elementos. Como todo halogênio, a molécula é biatômica (Cl₂). ^2;4

O Flúor é o elemento mais eletronegativo e reativo. O gás tem aspecto amarelo pálido e reage com a maioria das substâncias orgânicas e inorgânicas, possui uma massa atômica de 19,00u seu ponto de fusão é de -220°C, ponto de ebulição de -188,1°C, densidade de 1,7g/mL e número atômico 9. A molécula é biatômica (F₂), Partículas de metais, vidro, cerâmica, carbono queimam no flúor com uma chama brilhante. Reage explosivamente com o hidrogênio, mesmo em baixas temperaturas. Pode inclusive formar compostos com alguns gases nobres (criptônio, xenônio, radônio). Com água, forma facilmente o ácido fluorídrico (HF).^4;14

O Iodo é um halogênio, sólido brilhante, de cor azul escuro. Em temperaturas usuais, volatiliza-se em um gás azul-violeta de odor irritante, possui uma massa atômica de 126,90u e número atômico 53, com ponto de fusão de 114°C e de ebulição de 182°C com densidade de 4,94g/mL. Combina-se com muitos outros elementos, mas é menos ativo que os demais halogênios, que o removem dos iodetos. Exibe algumas propriedades de metais. Facilmente solúvel em clorofórmio, tetracloreto de carbono e dissulfeto de carbono, formando uma solução de cor violeta. É pouco solúvel em água ^4;15.O Bromo pertence ao grupo dos não metais halogênios, sendo o único líquido na temperatura ambiente. É um líquido pesado, de boa fluidez, marrom avermelhado, possui uma massa atômica de 79,90u e número atômico 35, seu ponto de fusão é de -7°C e de ebulição de 58°C com densidade de 3,1g/mL. É volátil na temperatura ambiente, produzindo um vapor de odor bastante desagradável. Facilmente solúvel em água e em dissulfeto de carbono. Quimicamente menos ativo que o cloro e mais que o iodo. Combina-se facilmente com muitos elementos e tem uma ação branqueadora. ⁵

Em condições normais o Flúor (F₂) é um gás amarelo; o Cloro (Cl₂) é um gás amarelo-esverdeado; o Bromo (Br₂) é liquido castanho que se volatiza facilmente a vapor; o Iodo (I₂) substância sólida de cor violeta-escuro; Astato (At) sólido de aparência metálica, as cores decorrem da absorção de luz quando um elétron do estado fundamental é promovido para um estado maior de energia.³

Esses elementos são os não metálicos mais reativos, altamente eletronegativos, ou seja, são compostos que tem grande capacidade de reagirem com outros elementos químicos, compostos de componentes químicos muito semelhantes. Utilizados desde antigamente como conservantes de alimentos, raramente são encontrados livres na natureza.⁴

Diversos produtos químicos halogenados são de interesse econômico e são produzidos em grande escala. Entre eles estão o Cl_2, HCl, HF, Br₂ , ClO₂.¹

OBTENÇÃO E APLICAÇÕES

O principal método de obtenção do flúor é pelo tratamento com ácido sulfúrico ou método de Moissan, porém tem suas desvantagens, encontrado na água do mar.

Os minerais mais abundantes em flúor são fluorita, fluorapatita e a criolita. Décimo sétimo elemento químico mais abundante no mundo na forma de íon fluoreto tem várias aplicações importantes, uma delas é na indústria dentária, quem fez essa descoberta do uso do flúor para higiene oral foi Frederick MacKay, jovem dentista americano, em 1901. Com o passar dos anos algumas companhias tentaram aplicar o flúor ao elixir oral, e após muitos estudos essas companhias optaram por diferentes compostos como: fluoreto de estanho; fluoreto de sódio ou monoflurofosfato de sódio. ^5;6

A ação do flúor em nossos dentes é impedir a destruição do esmalte e ou promover a mineralização em áreas do esmalte dos dentes que estejam pouco afetadas pelo ataque de ácidos. Esses ácidos são resultados da degradação de resíduos de alimentos pelas bactérias da boca. O flúor, que nos produtos de higiene é solúvel em água libera o íon fluoreto F^-que combina com o esmalte do dente e forma uma camada protetora. Maior parte do combustível produzido pelas indústrias é utilizado para o processamento de combustível nuclear onde o flúor é utilizado na forma de um sólido volátil UF^6, utilizado na fabricação d CFCs^5;6

Outra aplicação é a do ácido fluorídrico, sua reação de obtenção é: H₂SO₄ + CaF₂ -> CaSO₄ + 2HF. É utilizado para gravar vidros e retirar sílica (areia) de aços especiais⁸.

O Cloro é obtido em laboratório pela reação de HCl com MnO₂ ou KMnO_4, ou por salmoura em eletrolise⁶ .

É um gás bastante abundante na natureza, abundante nas jazidas salinas e na evaporação da água do mar, dentre os vários compostos formados pelo cloro o que mais se destaca é o cloreto de sódio por ser encontrado em maior escala, é indispensável na dieta humana. Suas aplicações são diversas, por esse motivo deve ser aplicado em várias indústrias de diferentes produtos, ganhou o titulo de reagente mais empregado na indústria química, participa na produção de 60% de todos os produtos químicos de importância comercial e de 85% dos produtos farmacêuticos⁸.

Utilizado na fabricação de papel, para o branqueamento da polpa da celulose, faz parte da água sanitária na forma de solução aquosa de hipoclorito de sódio (NaClO), e no tratamento de águas de esgoto, tem utilização na indústria têxtil⁷.

No tratamento de águas potável para o consumo humano, o processo utilizado é a cloração, o ácido hipocloroso (HClO) que se produz dissolvendo cloro na água e eliminado todos os microorganismos patogênicos⁸.

Muito utilizado também para produção de cloreto de vinila, para obtenção de policloreto de vinila (PVC). Na produção de defensivos agrícolas é utilizado como cloroaminas orgânicas, exemplo: ácido dicloroisocianúrico, cloretos, cloratos, hipocloritos⁸.

Em metalúrgicas também tem funções interessantes como: desgaseificação de metais não ferrosos; elemento químico base para a limpeza de metais; integrante no processo de anodização de metais e banhos químicos¹².

Possui aplicação importante na síntese de compostos orgânicos e inorgânicos, como o tetracloreto de carbono (CCl₄), e o clorofórmio (CHCl₃).

Na maioria destas aplicações o cloro gera um subproduto, o ácido clorídrico ou seja ele é eliminado na forma de produtos organoclorados^11.

O Bromo é obtido a partir da água do mar e de lagos salgados, mas é mais econômico utilizar salmouras naturais mais concentradas, como a do Mar Morto, ou salmouras de fontes em Arkansas. Inicialmente o pH é ajustado para cerca de 3,5 com H₂SO₄. A seguir, Cl₂ gasoso é borbulhado na solução para oxidar o Br^- a Br₂ . Esse é um elemento de deslocamento de um elemento por outro situado mais acima na série eletroquímica. ¹

Cl₂ + 2Br^- -> 2Cl^- + Br₂

O bromo é removido com o auxílio de um fluxo de ar, pois é muito volátil, e borbulhado numa solução de Na₂CO₃. O Br₂ é absorvido por essa solução, pois reage formando uma mistura de NaBr e NaBrO₃. Finalmente, a solução é acidificada e destilada para se obter o bromo puro.

A produção mundial de bromo foi de 370.000 toneladas em 1993, em 1995, cerca de 90% do bromo produzido foi utilizado na fabricação de 1,2-dibromoetano, mas atualmente o consumo para essa finalidade é inferior a 50%. O 1,2-dibromoetano é adicionado á gasolina para remover o chumbo evitando assim a formação de depósitos de chumbo nas velas de ignição e no motor.

Cerca de 20% de bromo produzido é empregado na obtenção de derivados orgânicos, tais como brometo de metila, brometo de etila e dibromocloropropano. Esses compostos são usados na agricultura: o MeBr é um nematicida e um pesticida utilizado no controle de insetos e fungos. Os outros dois são usados como pesticidas.¹

Cerca de 10% encontram emprego na fabricação de retardantes de chamas, compostos bromados podem ser adicionados ao processo de polimerização, na fabricação de fibras acrílicas e de poliéster. É mais comum tornar os tecidos “resistentes” à chama com tris (dibromopropil) fosfato, (Br₂C₃H₅O)₃ PO. Isso pode ser feito tanto durante a fiação como após a manufatura.

Outras aplicações incluem a fabricação de emulsões fotográficas e de produtos farmacêuticos. O AgBr é sensível à luz e é usado em filmes fotográficos e, também, em filtros bactericidas para água potável e na fabricação de corantes. O KBr é usado como sedativo e como anti-convulsivo no tratamento de epilepsia.¹

Não foram encontradas referências de que o bromo seja absorvido pela pele, o grau de insalubridade a ser considerado no caso de sua caracterização deve ser máximo. A ação biológica do bromo é bastante nociva tanto no estado líquido como no gasoso. Como líquido o bromo ataca a pele provocando fortes irritações ou mesmo necroses. A exposição a vapores de bromo causa uma dolorosa irritação dos olhos bem como a inflamação do sistema respiratório.¹³

CONCLUSÃO

A pesquisa elaborada sobre a família 7A foi possível perceber que eles têm muitas aplicações, não em sua forma elementar, mas sim em seus compostos que são muito utilizados na indústria, tanto no uso doméstico quanta na medicina e na agricultura. Um deles indispensável até mesmo para a saúde do ser humano. Cada composto com sua característica marcante o cloro e o flúor são os halogênios mais abundantes, o flúor é o mais reativo.