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Comportamento anomalo del fluoro

  |   Chimica, Chimica Generale

Il fluoro ha un comportamento anomalo rispetto agli altri alogeni e mostra una diversa reattività nei confronti di altre specie essendo il più reattivo degli altri elementi appartenenti al gruppo.

Cause

Le ragioni di questo comportamento sono dovute:

Il comportamento anomalo del fluoro può essere evidenziato in una serie di reazioni caratteristiche.

La maggior parte delle reazioni del fluoro sono esotermiche a causa dell’elevata forza di legame che il fluoro forma con gli altri elementi.

Il fluoro presenta, quando è combinato, solo numero di ossidazione – 1 mentre gli altri alogeni hanno numeri di ossidazione che vanno da -1 a +7.

A causa della sua elevata elettronegatività il fluoro quando è legato all’idrogeno forma legami a idrogeno contrariamente agli altri idracidi degli alogeni che non formano legami a idrogeno.

Il fluoro non forma ossiacidi

Reattività del fluoro

Il fluoro è il più reattivo tra gli alogeni ed alcune delle sue reazioni sono tipiche dell’elemento

Reazione con l’idrogeno

Il fluoro reagisce con l’idrogeno in assenza di luce e a bassa temperatura mentre gli altri alogeni reagiscono solo alla luce

Reazione con i metalli

Il fluoro reagisce, contrariamente agli altri alogeni, con alcuni metalli come oro e platino

Reazione con i non metalli

Il fluoro reagisce direttamente, contrariamente agli altri alogeni, con alcuni non metalli come carbonio, silicio e azoto per dare i rispettivi fluoruri:

2 F2 + C → CF4

3 F2 + N2 → 2 NF3

Reazione con l’acqua

Il fluoro reagisce con l’acqua per dare acido fluoridrico e ossigeno secondo la reazione:

2 F2 + 2 H2O → 4 HF + O2

Tuttavia, contrariamente alla reazione con l’acqua degli altri alogeni, può dar luogo alla formazione di ozono:

3 F2 + 3 H2O → 6 HF + O3

Reazione con idrossido di sodio

Il fluoro reagisce con l’idrossido di sodio per dare fluoruro di sodio, acqua e difluoruro di ossigeno:

2 F2 + 2 NaOH → 2 NaF + H2O + OF2

Gli altri alogeni reagiscono a freddo con l’idrossido di sodio secondo una reazione di dismutazione. Il cloro reagisce con l’idrossido di sodio per dare cloruro di sodio, ipoclorito di sodio e acqua:

Cl2 + 2 NaOH → NaCl + NaClO + H2O

Il cloro reagisce a caldo in presenza di idrossido di sodio concentrato per dare, secondo una reazione di dismutazione cloruro di sodio, clorato di sodio e acqua:

3 Cl2 + 6 NaOH → 5 NaCl + NaClO3 + 3 H2O

Comportamento degli idracidi

L’acido fluoridrico è liquido a temperatura ambiente mentre HCl, HBr e HI sono gassosi ed inoltre HF è l’unico acido debole ed è il più stabile di tutti.

L’acido fluoridrico, contrariamente agli altri alogeni, forma sali come il bifluoruro di sodio NaHF2.

Il fluoro forma acidi complessi come l’acido fluoroborico HBF4 e l’acido esafluorosilicico H2SiF6.

L’acido fluoridrico reagisce con il biossido di silicio per dare tetrafluoruro di silicio e pertanto attacca il vetro:

4 HF + SiO2 → SiF4 + 2 H2O

L’acido fluoridrico reagisce con i silicati per dare fluorosilicati:

6 HF + Na2SiO3 → Na2SiF6 + 3 H2O

6 HF + CaSiO3 → CaSiF6 + 3 H2O

Comportamento dei sali

Il fluoruro di argento è solubile in acqua mentre il cloruro di argento, il bromuro di argento e lo ioduro di argento sono sali poco solubili.

I fluoruri di calcio, stronzio e bario sono sali poco solubili mentre i cloruri, bromuri e ioduri di questi metalli alcalino-terrosi sono sali solubili.