Cоединения галогенов

Наиболее важными соединениями галогенов в степени окисления -1 являются галогеноводороды, галогеноводородные кислоты и их соли.

Галогеноводороды, кроме HF, представляют собой токсичные газы с резким удушающим запахом. Молекулы фтороводорода сильно ассоциированы за счет прочных водородных связей, по этой причине HF имеет аномально высокую температуру кипения (19,6 °С). Фтороводород получают действием концентрированной серной кислоты на фториды. Эта же реакция используется для лабораторного получения хлороводорода. В промышленности хлороводород получают прямым синтезом, бромоводород и иодоводород - гидролизом тригалогенидов фосфора, которые получают непосредственно в реакторе:

t

2P + 3Br2 + 6H2O = 2H3PO3 + 6HBr

Жидкий фтороводород является прекрасным ионизирующим растворителем, в котором многие вещества ведут себя как основания, поскольку взаимодействуя с HF, увеличивают концентрацию отрицательных ионов растворителя:

 

2HF H+ + HF2-

HNO3 + 2HF NO3H2+ + HF2-

основание

Кислотами в жидком фтористом водороде являются акцепторы фторид-аниона, например, фториды некоторых металлов:

 

SbF5 + HF H+ + [SbF6]-

Галогеноводороды хорошо растворимы в воде, образуя растворы соответствующих кислот: HF - фтороводородная или плавиковая кислота, HCl - хлороводородная или соляная кислота, HBr - бромоводородная и HI - иодоводородная кислоты. Плавиковая кислота - кислота средней силы (К = 7×10-4), остальные галогеноводородные кислоты - сильные, при переходе от HCl к HI сила кислоты увеличивается.

Концентрированная соляная кислота обычно представляет собой 37% раствор хлороводорода.

Бромистоводородная и иодистоводородная кислоты напоминают соляную, но менее устойчивы к окислению. Иодистый водород окисляется уже кислородом воздуха:

 

4HI + O2 = 2I2 + 2H2O

Фтороводород, а также плавиковая кислота энергично разрушают стекло, поэтому кислоту хранят в пластиковой или парафинированной посуде:

 

SiO2 + 6HF = H2[SiF6] + 2H2O

Плавиковая кислота и фториды металлов токсичны, кислота при попадании на кожу вызывает сильные и долго не заживающие ожоги. Большинство солей плавиковой кислоты в воде плохо растворимы. Хорошо растворимы фториды натрия, калия, алюминия, олова и серебра. В отличие от других галогеноводородных кислот, плавиковая кислота образует кислые соли - производные димера H2F2, например, KHF2 или KF×HF.

Большинство хлоридов (солей соляной кислоты) хорошо растворимы в воде. Малорастворимы AgCl, PbCl2, CuCl, Hg2Cl2. Образование белого творожистого осадка хлорида серебра используется как качественная реакция на хлорид-анион:

 

Ag+ + Cl- = AgCl¯

Хлорид натрия применяется для консервации и как пищевкусовая добавка. Хлорид калия используется в качестве удобрения. Бромиды натрия и калия используют в медицине в качестве транквилизаторов. Иодид калия применяют при лечении заболеваний щитовидной железы. Бромид серебра используется в фотоделе в качестве светочувствительного материала.

Из кислородсодержащих соединений галогенов наибольший интерес представляют фториды кислорода, оксиды и кислородсодержащие кислоты хлора.

Газообразный OF2 получают, пропуская фтор через разбавленный раствор гидроксида натрия при охлаждении:

2NaOH + 2F2 = 2NaF + H2O + OF2­

При пропускании через смесь фтора и кислорода электрического разряда образуется O2F2 - желто-оранжевое кристаллическое вещество. Фториды кислорода - сильные окислители и фторирующие реагенты.

Из оксидов хлора наиболее устойчивы оксид хлора(I) - Cl2O, оксид хлора(IV) - ClO2 и оксид хлора(VII) - Cl2O7. Все эти вещества нестабильны, сильнейшие окислители, типичные кислотные оксиды.

Cl2O + H2O = 2HClO

2ClO2 + H2O = HClO2 + HClO3

Cl2O7 + H2O = 2HClO4

Хлор образует четыре кислородсодержащие кислоты.

 

C.О. хлора Формула кислоты Название кислоты Соли
+1 HClO хлорноватистая гипохлориты
+3 HClO2 хлористая хлориты
+5 HClO3 хлорноватая хлораты
+7 HClO4 хлорная перхлораты

 

С увеличением степени окисления сила кислоты и ее устойчивость увеличивается. Хлорноватистая и хлористая кислота - слабые кислоты, хлорная - одна из самых сильных минеральных кислот. В свободном виде выделена только хлорная кислота (очень неустойчива и взрывоопасна), остальные кислоты существуют только в разбавленных растворах. Хлорноватистая кислота и гипохлориты - очень сильные окислители. При переходе к хлорной кислоте и перхлоратам окислительная способность соединений уменьшается.

Из солей кислородсодержащих кислот хлора наибольшее применение находит хлорная известь - смешанный гипохлорит- хлорид кальция, Ca(ClO)Cl.

Литература: [1] с. 338 - 359, [2] с. 415 - 423, [3] с. 270 - 296






Дата добавления: 2017-10-04; просмотров: 665; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2020 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей. | Обратная связь
Генерация страницы за: 0.009 сек.