GRUPO VI A ( 16) O, S, Se ,Te ,Po

Reciben el nombre de calcogenos ( formadores de minerales ).

Los no metales del grupo ( O,S ), el Se y Te se les considera como semimetales

y el Polonio como metal.

Presentan formas alotrópicas.

El Oxigeno : (2) y

tiene isotopos: Ejm:(16O = 99,763% , 17O = 0,037% , 18O = 0,200)

El azufre muchos alotropos.

Las formas estables del selenio y teluro son semiconductoras.

El polonio es un conductor metálico.

I.-Caracteristicas Generales.(presentados en la Tabla 1.)

Sus estructuras varían desde pequeñas moléculas en el oxigeno.

Tabla 1

Electronegatividad: O=3,5; S=2,5; Se=2,4 ; Te=2,1 ; Po=1,76El S,Se,Te pueden formar hasta 6 enlaces covalentes mediante la ampliación del nivel de valencia por inclusión de los orbitales “d” Ej:SF6 ,SeF6 yTeF6 .

Primera energía de ionización(kJ/mol-1 ): 1310 ;1000 , 941 , 870, 812

Afinidad electrónica * (kJ/mol-1 ) : 141 200 195 190 183 -844 -532.

Referencia:Shriver& AtKins “Química Inorgánica”

*el primer valor : X (g) +e- X-(g) y

el segundo X- (g) +e- X2- (g)

Tabla N°2 .Métodos de Preparación –extracción.Oxigeno :A nivel industrial

2.-Electrolisis del agua.

1.-destilacion fraccionada del aire liquido

El proceso de licuación del aire conlleva tres procesos

primarios.

1.) Refrigeración del aire hasta conseguir su licuación.(-

200°C)

2.) Purificación del aire (lavar el aire para eliminar el CO2 )

y 3.) Separación de los diferentes gases utilizando para ello

sus diferencias en el punto de ebullición.(O2 liq -183°C ,N2 liq -

196°C ).

A nivel de Laboratorio : A partir de muchos compuestos oxigenados

1.- 2KCℓO3(s) +MnO2(s) 2KCℓ (s) + 3O2(g)

2.- 2KNO3(S) ∆ 2KNO2 (s) + O2

3.-2H2O2 (l) luz 2H2O(l) +O2

4.-2Ag2O (s) ∆ 4 Ag +O2

5.- 2HgO (s) ∆ 2Hg + O2

6.-PbO2 ∆ PbO + 1/2 O2

7.-2Na2O2 +2H2O 2Na+ + 4OH- +O2

8.-H2O2 + ClO- O2 + H2O + Cl-

9.- 5H2O2 + 2 KMnO4 +3 H2SO4 5 O2 + 8 H2O + K2SO4 + 2MnSO4

OBTENCION DEL AZUFRE A GRAN ESCALA

1.-Metodo de Frasch.

2.-Horno de Claus.Se quema acido sulfhídrico, el proceso de combustión es en dos etapas.1°:Se oxida una tercera parte del acido a dióxido de azufre. H2S+ 1,5 O2 SO2 +H2O +124Kcal2° este dióxido reacciona con el resto del ácido sulfhídrico. SO2 +2 H2S catalizador bauxita 3S + 2H2 O +35 Kcal

Obtención del Azufre en pequeña escala.

1.- H2S (g,ac) + X2 S + 2HX x = Halogeno

2.-FeS2 (s) S (s) + FeS

3.- 6Na2S2O3 (ac) + 12HCl (ac) S6 (s) +6SO2 (g) +12 NaCl (ac)+6 H2O

4.-2H2S + SO2 2H2O +3S

5.-FeS + CO2 FeO +S +CO

6. MgSO4 +3C MgO +S +3CO

7.- CaSO4 +SiO2 +3C CaSiO3 +3CO +S

Laboratorio : Na2S2O3 + HCl S + SO2 + NaCl + H2O

coloidal

Obtención del Selenio y Teluro

El selenio elemental se recupera como subproducto de la reaccion de obtencion del

acido sulfurico en las camaras de plomo., estos residuos se tratan con KCN(ac) para

Extraer selenio, se filtran y este filtrado se trata con exceso de HCl (ac) con lo que

Precipita selenio

Rx : a) KCN+ Se (residuo) KSeCN

+

HCl(ac) Se +HCN +KCl

El Teluro ,se obtiene de los residuos depositados en los lodos anodicos,en la refinación

electrolítica del cobre.

PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS.

OXIGENO

-Gas ,incoloro, inodoro e insípido, poco soluble en agua

El oxigeno tiene 2 alotropos:

dioxigeno (estable ) O2 es paramagnético (g,l y s).

Energía de disociación :alta 496 kJ/mol el liquido y solido es de

color azul pálido.

Se puede dimerizar oxozono : 2 O2 O4 ∆ H = -0,54 kJ/mol

Fueron descubiertas por medidas de susceptibilidad magnética del

oxigeno iq, disuelto en nitrógeno liquido y por datos

espectroscópicos.

Es requerido industrialmente para la fabricación de acero, en la cual

reacciona exotérmicamente con el coque para producir CO.tambien

es requerido para la producción del pigmento blanco TiO2.,se usa

también en muchos procesos de oxidación

Todos los elementos del sistema periodico, con excepcion de algunos gases nobles, Forman OXIDOS y las propiedades de estos compuestos varian en forma regular ,Según la posición del elemento en la tabla periódica y según el estado de oxidaciónDel elemento

OXIDOS

NORMALES

O.NEUTROS O.BASICOS ACIDOS

PEROXIDOS MIXTOS

ANFOTERO

Es un poderoso agente oxidante.

el ozono (O3 )

Es un gas incoloro termodinámicamente inestable, diamagnético con olor penetrante,

extremadamente toxico.

Ptofusion =-249,6°C Pto eb. = -112,3 molécula : simetrica angular..

(densidad= 1,71mg/mL (90K).

Obtención: 3O2 +descarga eléctrica 2O3

Tiene poder oxidante mas fuerte que el O2 y se transforma en oxigeno O3 3/2 O2 ∆ H -34,2 Kcal

Ejm: Ag +O2 no reacciona2Ag + O3 O2 +O + 2Ag O2 + Ag2O

Hg + O3 HgO + O2

Aplicaciones.:-Las reacciones de oxidación con el oxigeno del aire tiene importancia en el Proceso de combustión.-El ozono sirve como desinfectante y agente blanqueador

El peróxido de hidrógeno (H2O2), también conocido como agua oxigenada,

dioxogeno o dioxidano, es un compuesto químico con características de un

líquido altamente polar, ligeramente más viscoso que el AGUA.

Es conocido por ser un poderoso oxidante.

COMPUESTOS DEL OXIGENO

Propiedades:

A temperatura ambiente es un líquido incoloro con sabor amargo

El punto de fusión es de –0,4 °C, y su punto de ebullición normal es de 151.4 °C

densidad de 1,47 g/cm3 a 0 °C

Aunque no es inflamable, es un agente oxidante potente que puede causar

combustión espontánea cuando entra en contacto con materia orgánica o

algunos metales, como el cobre, la plata o el bronce.

• 2 H2O2 (l) → 2 H2O (l) + O2 (g) ΔHº = −196,0 kJ/mol

Es inestable y se descompone lentamente en oxígeno y agua con liberación

de calor. Su velocidad de descomposición puede aumentar mucho en

presencia de catalizadores.

La estructura molecular del peróxido de hidrógeno es muy peculiar y se

muestra en la figura:

La distancia O - O es la de un enlace simple (149 pm )

El ángulo diedro (α) es muy variable y depende de la magnitud

en que se formen los puentes de hidrógeno

• sólido = 90o

• líquido = 93,5o

• gaseoso = 111,5o

Antiguamente el agua oxígenada era preparada por electrolisis de una solución acuosa de ácido sulfúrico o ácido de bisulfato de amonio (NH4HSO4), seguida por la hidrólisis

(NH4 )2SO4

A -20°C

H2 S2O 8

+H2O H2 SO4 H2 SO 5+

Acido peroximonosulfurico

H2 SO4 + H2O2 +H2O

Se logra separarPor destilacionAl vacio

Obtención industrial

En la actualidad el peróxido de hidrógeno se obtiene casi exclusivamente por la

autoxidación de un alquil antraquinol en un solvente organico como las

alquilbencenos en un proceso llamado 'proceso antraquinona.

C2H5

2-etil antraquinona

Purifica

2-etilantraquinol Purificada

Se extrae con agua y la solucionObtenida es del 20-40%.

Hay otro proceso: Oxidación del isopropanol a acetona y Peroxido en fase gas o liquidoEntre 15 y 20 atm y 100°C

+ H2O2

[O2]

Obtención en el Laboratorio

BaO2 + H2SO4 H2O2 + BaSO4

Propiedades Químicas

• es capaz de actuar ya sea como agente oxidante o como reductor. Las

ecuaciones que se muestran a continuación presentan las

semirreacciones en medio ácido:

• 2 H+ (aq) + H2O2 (aq) + 2 e− → 2 H2O (l) Eored = 1,77 V

• H2O2 (aq) → O2 (g) + 2 H+ + 2 e− Eooxid = -0,67 V

Es un fuerte agente oxidante en soluciones acidas o basicas

Fe ++ + H2O2 +H+ Fe +++ + H2O

KI + H2SO4 + H2O2 I2 +K2SO4 + H2O

NaCrO2 +H2O2 + NaOH NaCrO4 + H2O

Prop.Reductoras:

KMnO4 + H2SO4 + H2O2 O2 + K2SO4 + MnSO4 + H2O

Usos

• El peróxido de hidrógeno se encuentra en bajas concentraciones (3 a

9%) en muchos productos domésticos para usos medicinales y como

blanqueador de vestimentas y el cabello. En la industria, el peróxido de

hidrógeno se usa en concentraciones más altas para blanquear telas y

pasta de papel, y al 90% como componente de combustibles para

cohetes y para fabricar espuma de caucho y sustancias químicas

orgánicas. En otras áreas, como en la investigación, se utiliza para medir

la actividad de algunas enzimas, como la catalasa.

AGUA

El punto de ebullición del agua (y de cualquier otro líquido) está directamente

relacionado con la presión atmosférica

La densidad del agua líquida es muy estable y varía poco con los cambios de

temperatura y presión. A la presión normal (1 atmósfera), el agua líquida tiene una

mínima densidad (0,958 kg/l) a los 100 °C. Al bajar la temperatura, aumenta la

densidad (por ejemplo, a 90 °C tiene 0,965 kg/l) y ese aumento es constante hasta

llegar a los 3,8 °C donde alcanza una densidad de 1 kg/litro.

Calor de vaporizacion Kcal/mol = 9,719 ( es un valor alto ,por lo que se utiliza como

Medio refrigerante.

Constante dielectrica E= 81,8 ( 18 °C) ,indica la pobre capacidad en el proceso de

Conduccion de la corriente electrica.

Kw a 25°C = 1 ,0 x 10-14

• Geometría y polaridad de la molécula de agua

Comportamiento del Agua.

Va asociada a su capacidad para reaccionar como agente oxidante o como agente

Reductor y como acido o como base.

Propiedades oxidantes: esta representada por los pares:-Medio Neutro o débilmente acido (agua liq es oxidante.)H+ (10 -7 M) + e- ½ H2 E° red = -0,41 v

.Medio básico: el agua podra ser reducida cuando el agente reductor tenga potencialesMas positivo que este valor

H2O + 1 e- ½ H2 + OH- E° red.= -0,828

Propiedades reductoras :Medio neutro : ½ O2 + 2 H+ (10 -7 M) + 2e- H2 O E° red = +0,83 vEjm: F2 + H2O 2HF +1/2 O2

H2O (ℓ) + H2O (ℓ) H3O+ (ac) + OH- (ac)

Comportamiento acido-base.

Formas de presentarse el agua en compuestos inorganicos.

Agua de constitucion.-Se puede presentar en forma de grupos oxhidrilo , se separan Calentando.

Mg(OH)2 MgO + H2O∆

Agua coordinada o agua de coordinación.-Esta asociada en proporción estequiometricaCon los cationes y suele decirse esta enlazada mediante enlaces coordinados comoLIGANDOS. FeCl3.6H2O

[Fe(H2O)6]+++ + 3 Cl-

Agua de cristalizacion.-su presencia esta en el cristal,afectan a la energia reticular del Cristal y por ello influyen en la solubilidad de la sal.

Acuo-clatratos.-Algunos hidratos de gases, líquidos y sales orgánicas son clatratos en

las que el agua constituye la base del enrejado de moléculas en el que están alojados

los átomos, las moléculas o los iones de las sustancias correspondientes.

Agua interlaminar e intersticial.- algunas sustancias cristalinas e estructura laminar

,como silicatos pueden retener cantidades relativamente grandes de agua sin que las

Características fundamentales de la red cristalina de la sustancia se alteren.

El proceso de hidratación es reversible. Aquí las moléculas de agua, introducen en las

Cavidades (inverso de acuo-clatratos.)