Химические свойства. Хлор, способы получения, химические свойства

Получение

Хлор, способы получения, химические свойства.

Распространение в природе и физические свойства галогенов

Из галогенов в земной коре наиболее распространены хлор и фтор. Массовые доли галогенов в земной коре составляют: хлора -0,045%, фтора-0,027%, брома-l,6.I0^-4 %, йода 3-10^-5 %. Астат встречается в очень незначительных количествах в продуктах распада природных радиоактивных веществ.

Важнейшими фторсодержащими минералами являются флюорит CaF₂, криолит Nа₃[АlF₆] и фторапатит Са₅(РО₄)₃F. Хлор входит в состав каменной соли (галита) NaCl, сильвинита KCl ∙ NaCl и других природных соедине­ний. Много хлора (в виде различных хлоридов) содержится в морской воде. Основными природными источникам брома и йода являются вода озер и морская вода. Соединения йода имеются также в буровых водах, сопутствующих нефти.

Физические свойства:

Ядовиты, с резким запахом

фтор F₂ – бледно-желтый газ,

хлор Cl₂ - желто-зеленый газ, легко сжижающийся

бром Br₂ – тяжелая красно-бурая жидкость

йод I₂ - серо-фиолетовые кристаллы с металлическим блеском

Растворимость галогенов в воде в подгруппе сверху вниз уменьшается. Фтор разлагает воду. Хлор и бром сравнительно растворимы в воде, раствор хлора в воде называется хлорной водой, раствор брома в воде - бромной водой. Йод в воде очень мало растворим. Бром и йод хорошо растворяются в органических растворителях - спирте, бензоле и др. Йод также хорошо растворяется в растворах собственных солей, например, в растворе иодида калия.

1. электролиз водного раствора или расплава хлорида натрия

2NaCl (электрический ток) → 2Na + Cl₂

2. в лаборатории

4НСl(конц.) + МnО₄ = МnC1₂+ Cl₂ + 2Н₂О

16HCI(конц) + 2KMnO₄ =2КСl + 2MnCl₂ + 5Cl₂ + 8Н₂О (рассмотреть как ОВР)

Все галогены относятся к неметаллам и являются наиболее типичными представителями этого класса.

1. взаимодействие с металлами.

2Na + Cl₂ = 2NaCl

2. взаимодействие с неметаллами (водородом, фосфором, серой и др.) например:

Н₂ + Cl₂ =2HCl

Реакция хлора с водородом сильно ускоряется при нагревании смеси реагентов или под воздействием света.

Эта реакция протекает в несколько стадий с образова­нием радикалов (радикал – атом с непареным электроном). Под воздействием света или при нагревании молекулы распадаются на радикалы хлора: Cl₂ → 2Cl^-

Радикалы хора реагируют с молекулами водорода с образованием; радикала водорода, который затем реагирует с молекулой хлора с образованием радикала хлора:

Cl^. + Н₂ = НСl + H^.

Н^. + Cl₂ = НСI + Cl^.

Механизм таких реакций называется цепной свободнорадикальный.

3. взаимодействие с водой

Cl₂ + H₂O = НСl + НClO

4. взаимодействие со щелочами (ОВР диспропорционирования)

При пропускании хлора через раствор гидроксида калия, протекает реакция

Cl₂ + 2КОН = КСl + КСlO + Н₂О

Если раствор щелочи нагреть до l00⁰С, то в продуктах реакции появляется хлорат калия KСlO₃:

ЗСl₂ + 6КОН = 5КСl + КСlOз + 3 Н₂О

2Сl₂ + 2Са(ОН)₂ = СаСl₂ + Са(СlO)₂ + 2Н₂О

«хлорная известь»

5. окислительные свойства.

Свободные галогены - сильные окислители, что видно на примерах их реакций с металлами и неметаллами. Окислительная способность галогенов снижается в ряду фтор F₂ → хлор С1₂ → бром Вr₂ → иод I_2.

Поэтому галоген может замещать другие галогены, стоящие правее в ряду, из их соединений с металлами.

2КВr + Сl₂ = Br₂ + 2KCl

2КI + Сl₂ = I₂ + 2KCl

2 KI + Br₂ = I₂ + 2KCl

Галогены с более сильной окислительной способностью могут окислять галогены менее сильные окислители, например, хлор выступает как окислитель, а бром, как восстановитель в следующей реакции:

Br₂+ 5Cl₂ + 12KOH = 2KBrO₃ + 10KCl + 6 H₂O

Дата добавления: 2014-01-04