ALOGENI IN LAB

Fluoro, cloro, bromo, iodio e astato costituiscono il gruppo degli alogeni. Questi elementi devono il nome del loro gruppo al fatto che si combinano facilmente con gli altri elementi per formare sali: fluoruri, cloruri, bromuri e ioduri sono composti binari assai importanti (specie quelli dei metalli alcalini e degli elementi di transizione).

Per cloro, bromo e iodio sono noti anche composti ossigenati: ne è un esempio il clorato di potassio, KClO3, scoperto da Berthollet, che studiò la possibilità di impiegarlo nella formulazione della polvere pirica al posto del salnitro.

Il cloro fu preparato per la prima volta da Carl Wilhelm Scheele nel 1774, facendo reagire l'acido cloridrico e il biossido di manganese: lui parlava di acido muriatico e di pirolusite e chiamò "acido ossomuriatico" il gas verdognolo che si formava. Il nome attuale, cloro (dal greco chloros = giallo-verde) si deve ad Ampere e a Davy.

Lo iodio, isolato per la prima volta da Bernard Curtois nel 1811 e riconosciuto come elemento da Gay Lussac, deve invece il suo nome al fatto che allo stato elementare appare come un solido grigio che sublima liberando vapori dal colore viola.

Lo si prepara facilmente facendo reagire KI con CuSO4 in soluzione acquosa: precipita CuI e parte dello ioduro si ossida a iodio elementare, che si può estrarre con un opportuno solvente (ad esempio, io ho usato n-esano).

Nella provetta al centro vedete lo ioduro di rame purificato (ne avevo già accennato QUI); accanto la soluzione di iodio in esano e a destra la soluzione di bromo.

Il bromo (scoperto da Balard nel 1826) si prepara facilmente ossidando l'acido bromidrico, HBr.

Per reazione di KBr e acido solforico si formano HBr e solfato acido di potassio. 

Aggiungendo in situ un ossidante (es. ipoclorito di sodio) si formano bromo elementare e acido cloridrico (il quale, in eccesso di ipoclorito, si ossida a cloro elementare). Ecco, nella foto sotto, il bromo in formazione:

Anche qua, per separare il bromo dalla miscela di reazione ho sfruttato l'estrazione con solvente, usando come prima n-esano. Ecco le due fasi "fresche": sopra bromo/esano e sotto la soluzione acquosa nella quale è avvenuta la reazione.

Lasciata esposta alla luce solare, la soluzione di bromo in esano si scolora progressivamente: la luce innesca infatti la reazione che porta alla sostituzione radicalica dell'idrogeno con atomi di bromo nella molecola dell'esano e alla conseguente formazione di bromoesani e acido bromidrico.

I prodotti sono incolori e infatti la soluzione assume nel tempo un colore progressivamente più arancione, poi giallino e infine risulta perfettamente trasparente (così come appare nella foto sopra, da confrontare con quella d'apertura del post).

Per preparare quantitativamente il bromo (non fatelo, è pericoloso!), è meglio procedere all'estrazione usando come solvente il tetracloruro di carbonio (di cui non dispongo, anche perché è particolarmente tossico per il fegato oltre che inquinante e facile ad ossidarsi).

Il bromo è particolarmente reattivo, oltre che maleodorante (proprietà che gli ha meritato il nome: bromos = puzzolente). Osservate nel video sotto la reazione con l'alluminio, particolarmente esotermica.