Tarea 1 Para Entregar-1

Problema 1 a) Explique por qué, en general, no pueden obtenerse los metales alcalinos por electrólisis de soluciones acuosas de sus sales.

Una de las principales propiedades de los alcalinos es que son altamente reactivos en estado puro, al realizar la electrólisis se obtiene el metal libre y debido a la propiedad de estos, reaccionan inmediatamente con el agua y forman hidróxidos, resultando imposible obtener metales alcalinos por electrólisis de soluciones acuosas de sus sales. b) ¿Qué técnica se utiliza para su obtención industrial? ¿Qué factores inciden en su precio de venta? Para su obtención industrial se utiliza la electrólisis de sus sales fundidas, por la cual se puede realizar la reducción de los cationes de los metales alcalinos. La dificultad de obtención de sus sales incide en su precio de venta.

c) ¿Cómo deben conservarse estos metales? Deben guardarse en líquidos apolares anhidros, pues reaccionan con el vapor de agua del aire o con la humedad de la piel. Líquidos apolares son aquellos cuyas moléculas no presentan polarización, siendo de este modo hidrófugos (no se mezclan con el agua). Apolares son, por ejemplo, el aceite y el metano.

Problema 2 Escriba las ecuaciones correspondientes a la reacción de las siguientes sustancias con el agua. Peróxido de potasio 2K2O2 + 2H2O 4KOH + O2  Superóxido de potasio 4K2O + 2H2O 4KOH + 3O2  Óxido de litio LiO2 + H2O 2LiOH Nitruro de litio Li3N + 3H2O 3LiOH + NH3  

Problema 3 Se quema en presencia de aire una muestra de Na, obteniéndose una mezcla compuesta de 5% de óxido y 95% de peróxido. Los productos de combustión se tratan con exceso de agua, generándose 125 ml de O2 (medidos sobre agua) a 25 °C y 778,0 mmHg de presión. ¿Cuál era el peso de la muestra de sodio? 8Na + 3O2

2NaO + 2Na2O2

2Na2O + 2Na2O2 + 4H2O

PV= NRT ≈

PV N= RT

8NaOH + O2

=

778 mmHg x 0.125 L mmHg x L 62.36 x 298 K mol x K

g de Na = 0.0052 mol de O2 x

= 0.0052 moles de O2

2 mol Na2 O2 8 mol Na 23 g de Na x x 1mol O2 2 mol Na2 O2 1 mol Na

= 0.9568 g de

Na Problema 4 Aun cuando la energía necesaria para la formación de la formación del

+¿ Mg¿ es menor que la necesaria para

2+¿ 2+¿ ¿ ¿ Mg , la gran mayoría de los compuestos contienen al ion Mg .

Justifique este hecho, cuantitativamente, usando el cloruro de magnesio como ejemplo. Busque en las tablas los datos que necesite. Esto puede ser explicado utilizando el ciclo de Born-Haber para calcular la entalpia de formación de MgCl2 comparando el resultado con la entalpia de formación de MgCl

ΔHf = Ur + ΔHsub + EI +

Ur =ΔHf - ΔHsub - EI En el caso del Mg+

1 2 ΔHdis + AE

1 2 ΔHdis – AE

Ur = 641.8 −14.6

kJ mol

- 146,1

kJ mol

- 736,3

kJ mol

– 122

kJ mol

- (-348

kJ mol

)=

KJ mol

Problema 5 Discuta las propiedades químicas el berilio, comparativamente con los demás del grupo: 

Reacción en agua o álcali: El berilio pertenece a la familia de los alcalinotérreos. Este metal tiene la tendencia de formar enlaces apolares, lo que le proporciona la característica de ser hidrófobo, lo que significa que no se mezcla con el agua.



Reacción en medio ácido: La reacción que se propicia entre un metal y un ácido (una sal metálica) se ha de llamar reacción de desplazamiento, por la razón de que el ión en solución se ve desplazado, por un elemento que se oxida.



Reacción del BeF 2 en exceso de fluoruros: El BeF 2 se conoce por ser muy soluble en agua en cambio, los fluoruros del resto de los alcalinotérreos son poco solubles.



Estructuras de BeO y de BeS: Son tetraédricas.



Reacción de BeCl2 en agua: Este compuesto no es soluble en agua. La reacción que sucede entre el BeCl2 y H2O no tiene como resultado una disociación de los iones.

Problema 6.En relación a las propiedades del litio: a) Justifique por qué el LiOH es base más débil que NaOH. El litio (Li) y el sodio (Na) pertenecen al mismo grupo. En la tabla periódica, el Li se encuentra arriba del Na, y sabiendo que las fuerzas de la base de los compuestos aumenta en dirección hacia abajo, se justifica el porqué de que el NaOH es una base más fuerte que el LiOH. b) Justifique por qué el fluoruro y el fosfato de litio son pocos solubles. Son poco solubles debido a que se derivan de la roca fosfórica llamada fluorapatita o apatita. Esta roca es insoluble en agua, por lo que sus derivados conservan esta insolubilidad. c) Por qué el cloruro es un hidrato (y los otros alcalinos no), se hidroliza ligeramente en solución acuosa y además se disuelve en solventes orgánicos.

Se caracteriza por la higroscopia, y además, porque sus enlaces covalentes le permite disolverse en solventes orgánicos. d) El carbonato se descompone fácilmente al calentar. A medida de que avanza el grupo, los carbonatos de los metales del grupo 1 son más propicios cada vez a mantenerse estables durante el proceso de descomposición térmica. e) Escriba las reacciones de disolución de litio en alcoholes (ROH) y en amoníaco. LiCL.4NH3 LiCl. 3NH3 + NH3

Problema 7.¿Qué especies predominantemente covalentes formarán los metales alcalinos y alcalinotérreos (a parte de las moléculas de M2)?  BeCl2  (BeCl2)2  BeH2 BeEt 2 ¿ ₂  (

Problema 8 a) ¿Cuál es la estructura reticular de los hidruros alcalinos? Los hidruros alcalinos tienen la estructura de tipo “redes tridimensionales”, las cuales son comúnmente iónicas. El NaCl (Cl- se intercambia por el H-). Los alcalinotérreos (dejando a un lado el BeH2 (se conoce por su estructura de compuesto polimérico con estructura en cadena) y el MgH2 (el cual tiene la estructura del Rutilio) , han de adoptar la estructura del PbCl2. b) ¿Cuáles son sus reacciones frente al agua y al aire? Aire: Rápidamente, los hidruros alcalinos tienden a recubrirse con una capa de hidróxido. Agua: Reaccionan de manera violenta, lo que hace que se libere hidrógeno a consecuencia del calor que se desprendió. Reaccionan también con el vapor de agua en el aire y la humedad de la piel. NaH(s) + H2O (l) → Na+(ac) + H2(g) + OH-(ac) Problema 9.

a) Busque información acerca de la forma en que los halógenos aparecen en los distintos reservorios, y de sus abundancias relativas. Información Ningún halógeno se encuentra en su forma elemental en la naturaleza, sino como haluros, un haluro es un compuesto binario en el cual una parte es un átomo halógeno y la otra es un elemento, catión o grupo funcional que es menos electronegativo que el halógeno. Según el átomo halógeno que forma el haluro éste puede ser un fluoruro, cloruro, bromuro o yoduro. Todos los metales del Grupo 1 forman haluros con los halógenos, los cuales son sólidos blancos. A menudo se encuentran en soluciones, ya sea en mares y océanos, en salmueras subterráneas o como sólidos en la corteza terrestre. Siendo los más comunes el fluoruro de calcio insoluble y los cloruros solubles de Sodio y Potasio, bromuros y Yoduros En su forma elemental, los halógenos existen como moléculas diatómicas (X2), pero como tienen una vida efímera en la naturaleza. Son mucho más comunes en laboratorios e industrias. Abundancias relativas

El flúor es más abundante en la corteza terrestre (0.065%) que el cloro (0.055%), ocupando el 17º lugar en orden de abundancia en la misma. El flúor se presenta en la naturaleza en forma combinada como fluorita (CaF2), criolita (Na3AlF6) y fluorapatita (Ca5(PO4)3F). El flúor también se presenta como fluoruros en el agua del mar, ríos, y en formas minerales, en los tallos de ciertos pastos y en los huesos y dientes de animales. El cloro es el 20º elemento en orden de abundancia de la corteza terrestre. Además de los grandes depósitos naturales de sal común, NaCl, existen reservas ingentes de cloro en el océano, con un 3.4% en peso de sales, de las cuales, el 1.9% son sales de iones cloruros. El bromo es sustancialmente menos abundante que el cloro o el flúor en la corteza terrestre. Como el cloro, la mayor fuente natural del bromo está en los océanos (en concentraciones de 65 mg/ml). La relación de masas del Cl:Br en el agua del mar es de 300:1. El yodo es considerablemente menos abundante que los halógenos anteriores, tanto en la corteza terrestre como en la hidrosfera. Se encuentra en forma de yodatos, como los depósitos naturales de laurita (Ca(IO3)2) y dietzeita (7Ca(IO3)2x8CaCrO4). También se encuentra como yodo elemental en los yacimientos de nitrato de Chile. El contenido de yodo en agua es demasiado bajo como para poder explotar estos yoduros desde el punto de vista industrial. El astato recibe su nombre del griego "inestable". De hecho, es un elemento radioactivo. El astato se origina en la serie radioactiva del 235U. b) Busque información acerca de los principales usos del fluor, cloro, bromo, yodo. Flúor El 70-80 % del F2 elemental que se produce al nivel mundial se emplea en la fabricación de UF6, que se utiliza para producir energía nuclear. Para ello se necesita 235U, que es el isótopo radioactivo. Como el uranio presenta varios isótopos, es necesario enriquecer este compuesto en 235U. Para llevar a cabo esto se emplea el método de la difusión gaseosa. El uranio se transforma en UF6; debido a que el flúor sólo tiene un isótopo, por lo que el número de compuestos isotópicos de UF6 será igual a número de isótopos del uranio. El hexafluoruro de uranio es un compuesto sólido que sublima fácilmente, y en estado gaseoso puede difundirse a través de membranas porosas un gran número de veces, El compuesto más ligero pasa antes de manera que UF6 se puede enriquecer en 235U. Otras aplicaciones importantes de F2 son la preparación de SF6 que se emplea como dieléctrico y la fabricación de agentes fluorantes más versátiles como el ClF3, BrF3 y IF5.

Las tres aplicaciones más importantes del cloro son: a) Producción de compuestos orgánicos clorados como clorometano, cloroetano, etc, y sobre todo el cloruro de vinilo, monómero del PVC. El 70% de la producción del Cl2 se emplea con este fin. b) Como blanqueante en las industrias del papel y textil; para la desinfección sanitaria de aguas, piscinas y en el tratamiento de aguas residuales. El 20% de la producción del Cl2 se emplea para este uso. c) En la fabricación con compuestos inorgánicos como el HCl, Cl2O, HClO, NaClO3, PCl3, PCl5, etc. El 10% de la producción del Cl2 se emplea en esta síntesis de productos inorgánicos. Bromo El principal uso industrial del Br2 ha sido la preparación del compuesto 1,2-dibromoetano, que se empleaba como aditivo de las gasolinas. Este compuesto y el 1,2-dicloroetileno actúan eliminando el Pb que proviene del PbEt4. Pero, debido a la legislación medioambiental, el uso de Pb en gasolinas está disminuyendo, y el bromo empleado en aquel aditivo ha pasado del 70% al 50% actual. Otro gran porcentaje (20%) de la producción de Br2 se emplea en la preparación de MeBr, que se emplea como agente desinfectante, como pesticida. También los compuestos derivados del bromo (10%) se usan como agentes retardadores de fuego y se suelen añadir a fibras que se emplean para la fabricación de alfombras y plásticos (antes o después de su fabricación). El más empleado es el tris(dibromopropil)fosfato (Br2C3H5O)3PO. El Br2 también se emplea en la desinfección de aguas y en la síntesis de compuestos inorgánicos como el AgBr, que se emplea en fotografía, el HBr, y bromuros y bromatos de metales alcalinos (10%). Yodo 50% de la producción del I2 se emplea para formar compuestos orgánicos yodados. Cerca de un 15% se usa como I2 y otro 15% en la producción de KI. El resto se utiliza para obtener otros compuestos inorgánicos. Las aplicaciones fundamentales de los derivados de yodo son: catalizadores para la fabricación de gomas sintéticas (yoduro de titanio), colorantes, desinfectantes, industria fotográfica (AgI), farmacia. Los yodatos y los yoduros se emplean como reactivo estándar en el análisis cuantitativo volumétrico.

Problema 10. a) ¿Por qué el I2 es prácticamente insoluble en agua pero se disuelve fácilmente en CCl 4? El agua es una molécula de geometría angular, con enlaces polares, que es globalmente polar (los dipolos de sus enlaces H-O no se anulan por geometría) por lo que forma dipolos permanentes que se unen entre ellos por enlaces de hidrógeno. El tetracloruro de carbono (CCl4). Aunque los enlaces C-Cl serán polares, ya que el cloro es más electronegativo que el carbono, la molécula tendrá una geometría tetraédrica (un átomo central rodeado de cuatro pares enlazantes), y los momentos dipolares de los cuatro enlaces se anularán entre sí, por lo que se trata de una molécula globalmente apolar por geometría. El yodo está formado por moléculas diatómicas de I2, totalmente apolares, ya que se trata de dos átomos idénticos. Esto hará que las únicas fuerzas intermoleculares que se puedan dar entre distintas moléculas de yodo sean dipolo instantáneo-dipolo inducido, es decir, fuerzas de dispersión o de London. Al ser esta una molécula apolar, solo podrá disolverse en solventes apolares. b) ¿Por qué la solubilidad del I2 en agua se incrementa sensiblemente por agregado de KI? El yodo (I2) es muy poco soluble en agua. En una solución de yoduro de potasio (KI), la solubilidad es dramáticamente aumentada, debido a la formación del ion [I3] -. KI + I2 K  + [I3]Esta mezcla se conoce como la solución de Lugol o tinción de yodo, que consiste en 5g de I2, 10g de KI en 85 mL de agua destilada. Problema 11. a) HF presenta el punto de fusión y ebullición más alto que otros haluros. Explique. Debido a la formación de enlaces de hidrógeno en el HF, este compuesto tiene los mayores puntos de fusión y de ebullición de la serie HX. Del HCl al HI, el punto de ebullición aumenta en ese orden. Esto es debido al creciente número de electrones en las moléculas que a su vez lleva a un incremento en la frecuencia y la fuerza de las fuerzas de Van der Waals. b) Represente la estructura del ( HF )6 .

c) La reacción entre el flúor e hidrógeno gaseosos es extremadamente exotérmica y produce la temperatura más alta conocida para una llama. Vincule este hecho con las energías de enlace involucradas (las energías de enlace H-H, F-F y H-F son respectivamente 436, 151 y 568kJ/mol). Proponga una interpretación a la tendencia observada en las mismas. La energía de enlace es la energía necesaria para romper dicho enlace de 1 mol al estado gaseoso de la sustancia, entonces, para formar 1 mol del mismo tipo de molécula, la energía necesaria es igual pero de signo contrario, por lo tanto se libera. A mayor energía de enlace, mayor será la liberada, aumentando así la temperatura de la llama. d) Los puntos de ebullición del HF y del HCl son 19.5 y -84.9 C, respectivamente. Justifique con bases moleculares. Ver en la respuesta (a) del mismo problema, para puntos de ebullición del HF. Los valores de lo puntos de ebullición de la combinación de hidrógeno con los halógenos y los anfígenos se muestran a continuación: HF = 19,5ºC; HCl = -85ºC; HBr = -67ºC; HI = -35ºC H2O = 100ºC; H2S = -60ºC; H2Se = -41ºC; H2Te = -1ºC El hecho de que los dos compuestos más ligeros de cada serie, el fluoruro de hidrógeno, HF, y el agua, H2O, sean los que presentan los mayores puntos de ebullición, cuando en principio deberían ser los que tuviesen menor punto de ebullición por tener la menor masa molecular, se debe a su capacidad para formar enlaces de hidrógeno. Recordemos que el enlace de hidrógeno se da cuando tenemos enlaces polarizados en moléculas covalentes polares (que no se anulan por geometría) y estos enlaces están formados por hidrógeno y un átomo pequeño y electronegativo, como flúor, nitrógeno u oxígeno. Los restantes compuestos de la serie sí que siguen la tendencia de aumentar el punto de ebullición a medida que aumenta la masa molecular, ya que las fuerzas intermoleculares que estos presentan son fuerzas dipolo permanente – dipolo permanente o fuerzas de van der Waals. Problema 12.a) Algunos halógenos pueden obtenerse en el laboratorio a partir de sus haluros mediante un oxidante como MnO2. Indique cual/es no podrían obtenerse por este método. Justifique. Escriba las ecuaciones completas y balanceadas. La afinidad de los halógenos por el oxígeno va decreciendo desde el yodo al flúor con el cual no se combina sino a muy altas temperaturas, al encontrarse parte del oxigeno al estado atómico. Por esta razón de afinidad el yodo desaloja al bromo y al cloro de las combinaciones oxigenadas. El flúor se obtiene invariablemente por electrolisis de fluoruros. Se obtienen en el laboratorio: Cloro: En el laboratorio se prepara comúnmente por acción de un agente oxidante (MnO 2, KMnO4, PbO2, KClO3 o HNO3) sobre HCl concentrado o sobre NaCl + H2SO4. MnO2 (s) + 2 Cl- (aq) + 4H+ (aq) Mn  ++ (aq) + Cl2 (g) + 2H2O (l) 2MnO4- (aq) + 10Cl - + 16H+ 2Mn  ++ (aq) + 5Cl2 (g) + 8H2O (l)

PbO2 (s) + 4H+ (aq) + 2Cl- (aq) Pb  ++ (aq) + Cl2 (g) + 2H2O (l) Bromo: Puede obtenerse oxidando los bromuros que se encuentran en la naturaleza con cloros libres. Cl2 (g) + 2Br - (aq) Br  2 (g) + 2Cl - (aq) Yodo: Se obtiene tratando el yodato de sodio, que se encuentra en los depósitos de nitrato de Chile, con un reductor como bisulfito de sodio. 2IO3- (aq) + 5HSO3- (aq) 5SO  42- (aq) + 3H+ (aq) + I2 (aq) + H2O (l) b) El bromo puede obtenerse a partir de bromuros usando acido sulfúrico concentrado, en caliente. Escriba las ecuaciones correspondientes. Demuestre termodinámicamente la factibilidad de este proceso. Pequeñas cantidades de bromo se pueden obtener mediante la reacción entre el bromuro de sodio (NaBr) y concentraciones de acido sulfúrico (H 2SO4). En un principio el gas bromuro de hidrogeno (HBr) se forma. El gas se oxida por medio del acido sulfúrico en bromo y dióxido de sulfuro. NaBr (s) + H2SO4 (l) HBr  (g) + NaHSO4 (s) 2HBr (g) + H2SO4 (l) Br  2 (g) + SO2 (g) + 2H2O (l)

Problema 13.Ordene los oxácidos del cloro según acidez creciente. Interprete la tendencia, en términos de efecto inductivo y de resonancia. 1- Ácido Hipocloroso: Cl₂O + H₂O → 2HClO 2- Ácido Cloroso: Cl₂O₃ + H₂O → 2HClO₂ 3- Ácido Clórico: Cl₂O₅ + H₂O → 2HClO₃ 4- Ácido Perclórico. Cl₂O₇ + H₂O → 2HClO₄ El grado de acidez aumenta con la electronegatividad, el número de oxidación y el número de oxígenos unidos al halógeno. Oxácido Número de Oxidación del Cloro HClO4 +7 HClO3 +5 HCl2 +3 HClO +1 Por su efecto inductivo atrae electrones. Por su efecto de resonancia libera electrones. Mientras mayor sea el número de oxidación del cloro, mayor será la atracción de electrones. Mientras menor sea el número de oxidación del cloro, mayor será la liberación de electrones. Problema 14.-Calcular la masa de KClO3 que se puede obtener de la reacción de 50 litros de Cl2 (g) medidos a 25 C y 1 atm, con KOH (aq) caliente y concentrado. b) ¿Qué masa de KClO3 se podría obtener empleando la misma cantidad de Cl2 con KOH (aq) diluido y frío? c) Explique la naturaleza diferente de las reacciones en a) y b) al hacer reaccionar el cloro en medio alcalino. Use el diagrama de potenciales apropiado para explicar cada reacción y busque que pasaría en medio ácido o neutro. El KOH es un compuesto inorgánico cuya fórmula química es (KOH), es una base fuerte de uso común. Absorbe agua de la atmósfera, por lo que termina en el aire libre. Por ello, el hidróxido de potasio contiene cantidades variables de agua. Debido a que disolución en agua se considera altamente exotérmica, la temperatura de la disolución aumenta, llegando incluso, a veces, al punto de ebullición. El hidróxido de potasio se produce por la electrólisis de la salmuera de cloruro de potasio en celdas electrolíticas. Cuando se introduce la salmuera de cloruro de potasio en la celda electrolítica, el proceso resulta en una solución de hidróxido de potasio y productos conjuntos de cloro e hidrógeno.

La primera reacción sera de dismutacion, es decir que el cloro gaseoso simultáneamente se oxida y se reduce. La oxidación del cloro produce clorato, ClO3(-), y la reducción produce cloruro, Cl(-). En un medio acido los átomos de O que se pierdan en la reducción serán transferidos al agua. Mientras que en un medio alcalino el cloro molecular se disolverá en el agua. Problema 15.- Describa el proceso de obtención electrolítica del flúor, precisando la materia prima, la especie activa en el proceso, y el fundamento de c/u de las condiciones de trabajo. El flúor es el elemento químico de número atómico 9 situado en el grupo de los halógenos (grupo 17) de la tabla periódica de los elementos. Se identifica con el símbolo F. El flúor se obtiene mediante electrólisis donde se produce la oxidación de los fluoruros: 2F- → F2 + 2e-. El proceso de electrolisis está marcado por que da lugar a una reacción de oxidaciónreducción, donde la fuente de alimentación eléctrica se encarga de aportar la energía necesaria. La electrólisis es el proceso que separa los elementos de un compuesto por la electricidad Se obtiene mediante electrólisis de una mezcla de HF y KF. KF +HF → K *HF2+ Electrólisis: HF +K*HF2+ → H2 + F2 - El HF se descompone en hidrógeno y flúor: 2HF → H 2(g)+F2(g) - El KF proporciona la conductividad del medio necesario para la electrólisis. Se obtiene mediante electrólisis de fluoruro ácido de potasio anhidro (KF · 3HF) fundido a temperaturas entre 70 - 130 ºC En el intento de aislar el fluor, el quimico Henri Moissan, de origen francés, experimentó con diversos métodos químicos (usando fluoruro de fósforo) pero fracasó por lo que decidió intentar con electrólisis. Usó fluoruro arsénico pero al comenzar a intoxicarse paso al ácido fluorhidrico, continuando la labor de su maestro con la finalidad de que se pudiera conducir la electricidad agrego fluoruro de potasio al ácido fluorhídrico puro y logró la electrólisis. Para que el flúor no ataque al electrodo positivo, usó una aleación de platino e iridio, apoyado en fluorita como aislante, y adicionalmente realizó la electrólisis a 50 grados bajo cero. Al comportarse como un agente oxidante fuerte se prepara por oxidación electroquímica de los iones de fluoruro. El flúor se obtiene electrolizando fluoruro de hidrogeno líquido que contiene fluoruro de potasio para aumentar su conductividad a 70 º C aproximadamente : Ánodo 2 F→ F2(g) + 2eCátodo 2 H+ + 2e- → H2(g)

Reacción global 2 HF(l) → H29g) + F2(g En el cátodo se descarga hidrógeno, por lo que es necesario evitar que entren en contacto estos dos gases para que no haya riesgo de explosión. En principio la operación debía realizarse en una temperatura de 24 C. Problema 16. -El cloruro de sodio es utilizado en diversos procesos industriales: producción de sal de mesa., elaboración de alimentos de consumo humano, elaboración de alimentos para animales, proceso Downs, proceso cloro-sosa. Describa el proceso Downs de electrólisis de NaCl (l): a) Escriba las semirreacciones correspondientes, indique cuáles son las materias primas, cuáles son los productos, y qué otros compuestos intervienen en el proceso. b) Describa las condiciones de trabajo del proceso. c) ¿Por qué se trabaja con la sal fundida? ¿Qué rol cumple el agregado de KCl al medio? d) ¿Cuál es el interés de este proceso de producción? El sodio es un elemento químico de número atómico 11, descubierto por Sir Humpry. Es un metal alcalino blando, untuoso, de color plateado, muy abundante en la naturaleza, encontrándose en la sal marina y el mineral halita. Es muy reactivo, arde con llama amarilla, se oxida en presencia de oxígeno y reacciona violentamente con el agua. El sodio está presente en grandes cantidades en el océano en forma iónica. El sodio como metal plateado que conocemos, se obtiene por fabricación mediante el proceso Downs, en el cual el cloruro de sodio se electroliza en el estado de fundición. Dicha electrolisis se lleva a cabo en una celda cilíndrica que posee un ánodo central de grafito y un cátodo de acero circundante. Para lo anterior se utiliza una mezcla de cloruro de calcio junto con cloruro de sodio para atenuar el punto de fusión con la finalidad de reducir la temperatura de trabajo en la celda. A pesar de que el cloruro de calcio tiene un solo punto de fusión de unos 772ºC, cuando se mezcla un 67% de éste con un 33% de cloruro de calcio, el punto de fusión andará en torno a los 580ºC. En este momento se puede utilizar lo obtenido de forma comercial. Ambos electrodos se encuentran separados por un diafragma de forma cilíndrica con una malla de acero, de manera que el sodio que se va fundiendo, flotará sobre el compartimento del cátodo, manteniéndose aislado por lo tanto, del cloro en forma de gas que se formará en el ánodo.

Na^+ ( NaCl) + e^- → Na (l) 2 Cl^- ( NaCl) → Cl2 (g) + 2 e^- El sodio tipo metálico que se forma contendrá en torno a un 0.2 % de calcio metálico. Al enfriarse la mezcla de dichos metales a 110ºC, se permite que las impurezas del calcio se vuelvan sólidas y por lo tanto se hunda en el líquido. En cambio, el sodio en estado puro se mantiene en estado líquido, pudiendo incluso ser bombeado a los moldes refrigerados, donde tendrá lugar la posterior solidificación. El cloruro de sodio se consigue eliminar al lavar el titanio metálico puro. Otro uso importante del sodio metálico es como aditivo de la gasolina. Aunque el potasio es más electropositivo que el sodio, el KCl puede reducirse a metal por medio de una reacción con sodio metálico si el potasio es retirado por destilación. Este proceso es de tan elevado interés debido a que el NaCl tiene un uso comercial que a nivel económico genera grandes ganancias, lo que se ve reflejado en las grandes multinacionales que se dedican a producir sal común para luego comercializarla. Problema 17.a) Indique cuál es la materia prima para producir industrialmente bromo. Ídem para iodo b) Explique por qué en estos casos sí es posible utilizar un oxidante químico (a diferencia de la producción de cloro y de flúor), y cuál se utiliza. c) Para evitar el transporte de grandes cantidades de Br2 (l), en el proceso de obtención de bromo a partir de agua de mar, el gas se absorbe en disolución de Na2CO3 (pH aprox. 10), reaccionando químicamente. Escriba la ecuación respectiva y justifíquela con ayuda del diagrama de potenciales apropiado. d) Al acidular la solución obtenida en c), se libera bromo masivamente. Justifique también este hecho. La mayor parte del bromo se encuentra en el mar en forma de bromuro, Br - donde presenta una concentración de unos 65 μg/g. El bromo molecular, Br2 se obtiene a partir de las salmueras, mediante la oxidación del bromuro con cloro, una vez obtenido éste: 2Br - + Cl2 → Br2 + 2ClEs necesario emplear un proceso de destilación para separarlo del Cl 2. En la obtención del bromuro a partir del agua de mar se emplea el cloro como agente oxidante, si se hace pasar una corriente de Cl2(g) por una solución que contiene iones bromuro provenientes del agua del mar o de salmuera se puede obtener una reacción que más tarde será separada empleando una corriente de aire que liberara el bromo para luego ser condensado. En el caso c ocurre un intercambio, del ion sulfato y el bromuro, dando lugar a la formación de sulfato de sodio ambos casos, el hidrogeno se libera y queda el Br₂, que es en si lo que se busca desde el principio.