Галогеноводороды

Кислородные соединения хлора

Все галогены, кроме фтора, образуют соединения, в которых они обладают положительной степенью окисления. Наиболее важными из них являются кислородсодержащие кислоты галогенов типа ННаlO_n (п = 1 - 4) и соответствующие им соли и ангидриды. Такие соединения наиболее характерны для хлора, для которого известны четыре кислоты

Кислородные кислоты хлора

	Степень	Название	Название	сила
Кислота	окисления	кислоты	аниона.	кислоты
	хлора
НClO	+1	Хлорноватистая	гипохлорит	очень
				слабая
HClO2	+3	Хлористая	хлорит	слабая
HClO3	+ 5	Хлорноватая	хлорат	сильная
HClO4	+7	Хлорная	перхлорат	очень
				сильная

Сила кислот изменяется весьма существенно в ряду НСlO – НСlO₄.

Для наглядности понимания такого различия рекомендуем вам изобразить структурные формулы кислот. Сила кислот зависит от способности к диссоциации по связи О-Н. В ряду НСlO – НСlO₄ число атомов кислорода, связанных с центральным атомом хлора увеличивается. Каждый раз, когда образуется новая связь кислорода с хлором, от атома хлора, а, следовательно, и от первичной связи O-CI оттягивается некоторая доля электронной плотности. В результате этого часть электронной плотности оттягивается и от связи О-Н, которая за счет этого ослабляется..

Такая закономерность - усиление кислотных свойств с возрастанием

степени окисления центрального атома - характерна не только для хлора, но и для других элементов.

Из солей кислородсодержащих кислот широко известны бертолетова соль (хлорат калия) КСlO₃ и хлорная ("белильная») известь.

Хлорную известь получают действием хлора на гидроксид кальция:

2Cl₂ + Ca(OH)₂ = CaCl₂ + Са(ОСl)₂ + 2Н₂О.

Полученную смесь солей называют хлорной известью

Галогеноводороды - фтороводород HF, хлороводород HCI, бромоводород НВг, йодоводород HI – газообразные бесцветные соединения, легко растворимы в воде.

Водные растворы являются кислотами: фтороводородная (плавиковая) HF, хлороводородная (соляная) HCI, бромоводородная НВг, йодоводородная HI.

Фтороводород и соответствующая кислота – очень едкие вещества их нельзя

хранить в стеклянных сосудах так как HF взаимодействует с оксидом кремния

(IV), который входит в состав стекла:

4HF+ SiO₂ == SiF. + 2H₂O

Фтороводородную кислоту хранят в сосудах из пластмасс или покрытых изнутри парафинам.

В ряду кислот HF – HCI – НВг – HI кислотные свойства ↑.

Сверху вниз в подгруппе галогенов с увеличением заряда ядра атома увеличиваются радиусы атомов, поэтому связь Н-Гал ослабевает. Под действием диполей воды от молекулы HI легче всего отщепляется ион водорода, поэтому из всех бескислородных кислот йодоводородная кислота самая сильная.

Фтороводород HF получают по реакции между фторидом кальция и концентрированной серной кислотой:

CaF₂+ H₂SO₄ = CaSO₄ + 2HF

Основной метод получения хлороводорода HCI в промышленности заключается в синтезе его из простых веществ – водорода и хлора:

Н₂ + Cl₂ = 2HCl

В лаборатории его можно получить действием концентрированной серной кислоты на твердый хлорид натрия:

NaCl + H₂SO₄ = NaHSO₄ + НСl

Бромоводород НВг и йодоводород HI получают в промышленности из простых веществ в присутствии катализаторов.

Хлороводородная (соляная) кислота представляет собой бесцветную жидкость. Массовая доля НСl в концентрированном водном растворе при 20⁰ С достигает 40%. В промышленности ее получают, поглощая водой хлороводород, синтезированный из простых веществ. Эта кислота обладает всеми характерными свойствами кислот, взаимодействуя со многими металлами, основными оксидами, основаниями и солями, например:

Mg + 2НСl = MgCl₂+ H₂

Na₂O + 2НСl = 2NaCl + H₂O

Сu(ОН)₂ + 2НСl = СuСl₂ + 2H₂O

Pb(NO₃)₂ + 2НСl = PbCl₂+ 2НNО₃

Все общие свойства кислот проявляют также бромоводородная и йодоводородная кислоты.

Солями галогеноводородных кислот являются галогениды металлов: фториды, хлориды, бромиды и йодиды.

Газообразные НCI, НВг, HI, а также соответствующие кислоты и их соли проявляют свойства восстановителей, причем восстановительная способность усиливается от HCI к HI. HF и фториды восстановительных свойств не проявляют.

MnO₂ + 4HCl = MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

2KMnO₄ + 10KI + 8H₂SO₄ = 2MnSO₄ + 6K₂SO₄ + 5I₂ + 8H₂O

Метод обнаружения в растворах хлорид-, бромид- и йодид-ионов (качественные реакции) основан на реакции их с нитратом серебра, в результате которой образуются малорастворимые галогениды серебра:

Cl^- + Ag⁺ = AgCl↓

Br^-+ Ag⁺= AgBr↓

I^- + Ag+ = AgI↓

Галогениды серебра выпадают в осадок характерного вида и цвета: белый творожистый для AgCl, светло-желтый для AgBr, желтый для AgI.

Контрольные вопросы для закрепления:

1. Каково строение внешнего электронного слоя галогенов? К какому электронному семейству они принадлежат?

2. Почему фтор проявляет во всех соединениях постоянную валентность?

3. Какой галогенид-ион является самым сильным восстановителем?

Рекомендуемая литература

Обязательная

Пустовалова Л.М., Никанорова И.Е. Неорганическая химия. Ростов-на-Дону. Феникс. 2005. –352с. гл. 2.1 с. 182-197

Дополнительная

1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. М.:Высшая школа, 2009.- 368с.

2. Глинка Н.Л. Общая химия. КноРус, 2009.-436 с.

3. Ерохин Ю.М. Химия. Учебник для студ. Сред проф.образ.-М.: Академия, 2006.- 384с.

Электронные ресурсы

1. Открытая химия: полный интерактивный курс химии для уч-ся школ, лицеев, гимназий, колледжей, студ. технич.вузов: версия 2.5-М.: Физикон, 2006. Электронный оптический диск CD-ROM

2..1С: Репетитор – Химия, для абитуриентов, старшеклассников и учителей, ЗАО «1С», 1998-2005. Электронный оптический диск CD-ROM

3. Химия. Основы теоретической химии. [Электронный ресурс]. URL: http://chemistry.narod.ru/himiya/default.html

4. Электронная библиотека учебных материалов по химии [Электронный ресурс]. URL: http://www.chem.msu.su/rus/elibrary/

Дата добавления: 2014-01-04