12.9 Prediga se cada um dos seguintes compostos poderá ser perigosamente explosivo em contato com
e justifique sua resposta:
Passo 1
O enunciado pede que eu preveja se o composto dado vai ser perigosamente explosivo em contato com
e que eu justifique a resposta. O composto fornecido é:
-
.
Informações relevantes dadas (explicitamente pelo enunciado):
- Reagir
com e avaliar risco de explosão.
Passo 2
Explicando, sem pressa, o que são essas substâncias e por que isso importa para a reatividade.
-
: é o gás flúor elemental. É o oxidante químico mais forte que existe entre os elementos comuns; reage de forma muito vigorosa com a maior parte das substâncias (metais, não metais, compostos orgânicos, etc.). Em termos simples: adora ganhar elétrons e, ao fazer isso, libera muita energia. -
: é o trifluoreto de bromo. É um agente fluorante/oxidante muito forte também; é capaz de doar flúor a outras substâncias e de ser reagido por outros agentes fluorantes para formar fluoretos de bromo com maior número de flúor. Comercialmente/experimentalmente é conhecido por reagir violentamente com muitas substâncias.
Comentário didático curto: quando dois oxidantes extremos se encontram, pode haver transferência de flúor entre eles ou oxidação adicional de um halogênio (mudar o número de oxidação), com liberação grande de energia — daí o risco de reação violenta/explosiva.
Passo 3
Verificação de possíveis produtos por mudanças óbvias de número de oxidação.
- Em
, o bromo tem número de oxidação (cada flúor é : ). - Existe um composto comum e estável onde o bromo está em
: . - O flúor elemental tem estado de oxidação
em e tende a passar para ao formar ligações com outros elementos.
Logo, uma transformação química plausível é a fluorinação adicional do bromo:
Essa equação já está balanceada em número de átomos: à esquerda há
átomos de flúor, e à direita há 5.
Passo 4
Interpretação redox simples e por que isso tende a ser violento.
- Na reação proposta, o bromo passa de
para : isso é uma oxidação (o bromo perde elétrons). - O flúor em
passa de para : é reduzido (ganha elétrons). Portanto é uma reação redox entre e . - Formam-se novas ligações Br–F (duas ligações adicionais por átomo de bromo no produto
). A quebra da ligação F–F (em ) mais a formação de fortes ligações Br–F costuma liberar muita energia líquida. - Além disso, a ligação F–F é relativamente fraca comparada às ligações MF (M = halogênio ligado ao F), de modo que a dissociação do
é energeticamente favorável quando leva à formação de múltiplas ligações M–F fortes.
Conclusão química: a conversão de
em
por adição de
é exotérmica e pode ser rápida — condições que favorecem reações violentas ou explosões se não controladas.
Passo 5
Considerações práticas de risco e comportamento ao misturar as substâncias.
-
é um gás muito reativo; contato com (líquido) provavelmente iniciaria reação na interface gás–líquido, com liberação rápida de calor e possível vaporização e decomposição adicional — isto é uma situação típica de reação violenta. - Ambos são agentes fluorantes/oxidantes fortes; a formação de
(um produto sólido ou líquido volátil dependendo da temperatura) libera energia suficiente para causar explosão ou detonação local, especialmente em presença de contaminações ou se a mistura for confinada. - Em laboratórios e indústrias, a manipulação conjunta de
com outros fluoretos reativos é tratada como extremamente perigosa e evitada ou feita sob condições muito controladas (diluentes inertes, baixas temperaturas, equipamentos especiais).
Passo 6
Resposta final pedagogicamente formulada (resumindo a lógica para decorar na prova).
- Possível reação:
. - Mudança de nº de oxidação:
de para ; de para . - Energia: formação de ligações Br–F adicionais e quebra do F–F liberam muita energia → reação fortemente exotérmica.
- Risco: mistura altamente perigosa; contato tende a ser violento/explosivo.
Resposta
Sim. Reage violentamente formando
pela equação
; é uma reação redox fortemente exotérmica e pode ser perigosamente explosiva.