No Slide Title - Aqui Tem Química

Grupo dos
Calcogênios
Shriver Cap. 11
p. 422-438
Lee Cap. 14
p. 267-292
Russel v2 Cap. 21
p. 977-980
1001-1012
Brown Cap. 22
p. 819-827
Kotz Cap. 21
p. 287-289
Atkins & Jones
Cap. 15
p. 673-680
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Grupo do calcogênios 16/VIA
Oxigênio, Enxofre, Selênio, Telúrio, Polônio
gás
ametal
ametal
semi-metal semi-metal
TODOS ELEMENTOS DO GRUPO 16/ VIA
[GÁS NOBRE]
ns2 np4
calcogênio significa
“gerador de minério”
número de oxidação -2 com metal e hidrogênio;
números de oxidação +2, +4 e +6 com outros
elementos do próprio grupo ou do grupo 17.
2
Grupo dos calcogênios 16/VIA
Os O S Se mais importantes são não metais;
Polônio é radioativo.
Os estados de oxidação variam desde -2 a +6
E o grupo que contém o elemento mais importante
para vida o oxigênio, no entanto, os demais elementos
deste grupo são muito tóxicos. O oxigênio como o
enxofre possuem formas alotrópicas, gás oxigênio e
ozônio; do enxofre as mais conhecidas são
monoclínico e ortorrômbico.
Ocorrência
PbS
HgS
FeS
ZnS
3
Valores de
eletronegatividade
Propriedades
periódicas
Raios atômicos x
raios iônicos
(Reparem na unidade = picômetro = 1 pm = 10-12 m)
Cargas mais comuns
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Grupo 6A: O, S, Se, Te, Po
 Ao descermos no grupo, o caráter metálico aumenta
(o O2 é um gás, o Te é um metalóide, o Po é um metal).
 Há duas formas importantes de oxigênio: O2 e ozônio (O3).
O ozônio pode ser preparado a partir do oxigênio:
3O2(g)  2O3(g)H = 284,6 kJ.
 O ozônio possui um cheiro pungente e é tóxico.
Grupo 6A: O, S, Se, Te, Po
 O oxigênio (ou dioxigênio, O2) é um agente de oxidação potente,
uma vez que o íon O2- tem uma configuração de gás nobre.
 Existem dois estados de oxidação para o oxigênio:
-2 (por exemplo, H2O) e -1 (por exemplo, H2O2).
 O enxofre é outro importante membro desse grupo.
 A forma mais comum do enxofre é o S8 amarelo.
 O enxofre tende a formar S2- nos compostos (sulfetos).
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Alótropos de oxigênio
Líquido, O2
é paramagnético.
Ozônio, O3 obtido pela
passagem de O2 através de
uma descarga elétrica.
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7
O oxigênio é também amplamente utilizado para enriquecimento do ar
em fornos,
Os íons clorato (ClO3-), perclorato (ClO4-), cromato (CrO42-),
dicromato (Cr2O72-), permanganato (MnO4-) e nitrato (NO3-) são
fortes agentes oxidantes
Grupo 6A: O, S, Se, Te, Po
O2 se condensa em um líquido
azul pálido à -183 oC
S8 é um sólido amarelo que se
polimeriza facilmente.
8
Alótropos de enxofre
A forma alotrópica mais
estável de enxofre é um anel
de 8 átomos.
Alótropos de enxofre
 Rômbica (blocos)
x monoclínico (agulhas)
9
Polímeros de enxofre
Aquecimento
do
enxofre até sua fusão
causa a abertura do
anel para uma forma
alotrópica polimérica.
Ácido sulfúrico
H2SO4
Depósitos de enxofre são encontrados em
grandes quantidades no Canadá e U.S.A.
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SO2 é produzido
pela queima de
enxofre ao ar.
Obtenção do H2SO4
PROCESSO DE CONTATO
Ar (O2)
S
Mistura de SO2 + O2
T= 400-500ºC P=200atm
Catalisador V2 O5
Gás que
não reagiu
H2SO4
SO3
+H2SO4
Dissolver
em água
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Ácido sulfúrico
H2SO4
 Sulfetos queimados ao ar = SO2 e SO3
 SO3 reage com H2O  H2SO4
 H2SO4 usado como medida de riqueza de um país
Filtros para produção de H2SO4
FILTROS
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Ácido sulfúrico H2SO4
FILTROS
 O SO2 é normalmente removido do combustível (petróleo e
carvão) da seguinte maneira:
 o calcário em pó se decompõe em CaO;
 o CaO reage com SO2 para formar CaSO3 em uma fornalha;
 o CaSO3 e o SO2 que não reagiram são passados em um
depurador de gás (câmara de purificação), onde o SO2 é
convertido em CaSO3 através de jatos de CaO;
 o CaSO3 é precipitado em uma pasta fluida aquosa.
H2SO4 concentrado
altamente desidratante
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Minerais contendo sulfetos
Sb2S3
FeS2- pirita
As2S3
PbS- galena
EXTRAÇÃO DE ENXOFRE
PROCESSO FRASCH
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1) No “processo de contato” para a produção de ácido sulfúrico, o enxofre é
primeiramente queimado, formando SO2, para posteriormente ser oxidado a
SO3 e, em contato com H2O formar o ácido sulfúrico. As restrições
ambientais impedem que mais de 0,30% deste SO2 seja liberado para a
atmosfera.
a) Se por exemplo, na planta da Elekeiroz, uma quantidade enxofre suficiente
para produzir 1,80 x 106 kg de H2SO4 anidro puro (por dia) é queimada,
qual é a quantidade máxima permitida de SO2 liberado para a atmosfera.
b) Uma das maneiras de evitar que o SO2 chegue à atmosfera é “limpar” os
gases de exaustão com cal extinta, Ca(OH)2, formando uma pasta fluida de
sulfito de cálcio, CaSO3, que posteriormente, pode ser oxidado e removido
na forma de sulfato de cálcio, CaSO4, por passagem direta em fluxo de
oxigênio, como seguem as equações balanceadas:
Ca(OH)2(s) + SO2(g)  CaSO3(s) + H2O(l)
2 CaSO3(s) + O2(g)  2 CaSO4(s)
b) Que massa de Ca(OH)2(s) é necessária para remover a quantidade de SO2
calculada no item a)?
Os ozonizadores são aparelhos capazes de transformar, por meio de descargas
elétricas, oxigênio molecular (O2) gasoso, em ozônio (O3) gasoso.
O ozônio produzido é dissolvido em água e a solução gerada é empregada como
oxidante de alto poder bactericida. Um ozonizador comercial típico produz
6,00x103 mol de ozônio por hora. A partir dessas informações, é correto
afirmar:
( ) Oxigênio molecular e ozônio são formas alotrópicas do elemento químico
oxigênio.
( ) Na molécula de ozônio, os átomos de oxigênio estão em um estado de oxidação
maior que no oxigênio molecular.
( ) À medida que prossegue a reação de obtenção de ozônio, a partir de oxigênio
molecular, ocorre uma diminuição no número de moléculas no estado gasoso.
( ) A solução de ozônio produzida em 2 horas de funcionamento de um ozonizador
comercial típico, com reservatório com capacidade para 2,00 L de água,
apresenta-se com uma concentração igual a 3,00 x 103 mol.L1.
( ) A soma dos menores coeficientes estequiométricos inteiros da reação de
produção de O3 (gás), a partir de O2 (gás), é igual a 5.
( ) A molécula de O2 apresenta uma dupla ligação química e é apolar.
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CURIOSIDADE
Um evento ocorrido com Faraday é usado até hoje como forma de
satirizar aqueles que não conseguem encontrar relevância em trabalhos
de pesquisa básica, como os realizados por Faraday. Certa vez Faraday
recebeu uma visita da rainha da Inglaterra em seu laboratório. Quando
a rainha lá chegou, Faraday logo se pôs a mostrar-lhe todas as suas
invenções e descobertas. Ao terminar a demonstração a rainha
perguntou:
- Mas para que servem todas essas coisas?
Ao que o sábio físico respondeu:
- E para que serve um bebê?
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