Общая характеристика галогенов и их соединений с ионами щелочных металлов

Обновлено: 30.06.2024

2. С цинкуранилацетатом выпадает желтый кристаллический осадок.

K +

1. Окрашивает пламя в фиолетовый цвет.

2. С раствором винной кислоты в присутствии ацетата натрия и спирта.

COOH-(CHOH)₂-COOH + KBr COOK-(CHOH)₂-COOH¯ + HBr

Ацетат натрия добавляют для связывания минеральных кислот.

CH₃COONa + H + CH3COOH + Na +

Этиловый спирт добавляют для уменьшения растворимость осадка. Но если спирта много, то в осадок выпадает винная кислота.

Осадок растворим в минеральных кислотах:

COOK-(CHOH)₂-COOH¯ + HСl à COOH-(CHOH)₂-COOH + KCl

В щелочах (образуется синьетова соль):

COOK-(CHOH)₂-COOH¯ + NaOH à COONa-(CHOH)₂-COOK

3. С раствором кобальтонитрита натрия, он же гексанитрокобальтат натрия выпадет желтый кристаллический осадок.

Качественные реакции на анионы-галогениды

Все другие соли серебра, кроме галогенидов растворяются в азотной кислоте.

AgCl¯ – белый творожистый осадок, легко растворим в растворе аммиака (10%).

AgBr¯ - светло-желтый, творожистый, трудно растворим в растворе аммиака (10%).

AgI¯ - желтый творожистый осадок, нерастворим в растворе аммиака (10%)

Br -

1. С раствором хлорамина Б.

цвет хлороформного слоя – желто-бурый, желто-оранжевый

2. Реакция с KMnO₄ (не фармакопейная).

хлороформ окрашивается в желто-бурый цвет.

I -

1. Он более сильный восстановитель, используют слабые окислители.

2. I - при нагревании с серной кислотой образуется йод, который обнаруживают по образованию фиолетовых паров.

Количественное определение галогенидов

Метод Мора - NaCl, KCl, NaBr, KBr - ГФ X

Точную навеску препарата растворяют в воде и титруют 0,1М AgNO₃ с индикатором K₂CrO₄ при pH=6-8 до оранжево-желтого окрашивания.

Ограничения: в кислой среде CrO₄ 2- à Cr₂O₇ 2- и обр. осадок Ag₂Cr₂O₇¯ другого цвета. Метод пригоден только для бесцветных растворов. Метод не используется для I - , т.к. AgI¯ образует коллоидный раствор, затрудняющий осаждение в точке эквивалентноси, мешают SO₄ 2- , S 2- , PO₄ 3- , AsO₄ 3- , BO₃ 3- , взаимодействующие с Ag + с образованием осадков. Мешают также Hg 2+ , Pb 2+ , Ba 2+ , из-за образования осадков с индикатором.

Среда для титрования нейтральная или слабощелочная, т.к. в сильнощелочной среде выпадает черный осадок:

Ag + + OH - à AgOH à Ag₂O¯

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

© cyberpedia.su 2017-2020 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

Щелочные металлы. Химия щелочных металлов и их соединений

Щелочные металлы расположены в главной подгруппе первой группы периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева (или просто в 1 группе в длиннопериодной форме ПСХЭ). Это литий Li, натрий Na, калий K, цезий Cs, рубидий Rb и франций Fr.

Электронное строение щелочных металлов и основные свойства

Электронная конфигурация внешнего энергетического уровня щелочных металлов: ns 1 , на внешнем энергетическом уровне находится 1 s-электрон. Следовательно, типичная степень окисления щелочных металлов в соединениях +1.

Рассмотрим некоторые закономерности изменения свойств щелочных металлов.

В ряду Li-Na-K-Rb-Cs-Fr, в соответствии с Периодическим законом, увеличивается атомный радиус , усиливаются металлические свойства , ослабевают неметаллические свойства , уменьшается электроотрица-тельность .

Физические свойства

Все щелочные металлы — вещества мягкие, серебристого цвета. Свежесрезанная поверхность их обладает характерным блеском.

Кристаллическая решетка щелочных металлов в твёрдом состоянии — металлическая. Следовательно, щелочные металлы обладают высокой тепло- и электропроводимостью. Кипят и плавятся при низких температурах. Они имеют также небольшую плотность.

Нахождение в природе

Как правило, щелочные металлы в природе присутствуют в виде минеральных солей: хлоридов, бромидов, йодидов, карбонатов, нитратов и др. Основные минералы , в которых присутствуют щелочные металлы:

Поваренная соль, каменная соль, галит — NaCl — хлорид натрия

Сильвин KCl — хлорид калия

Сильвинит NaCl · KCl

Глауберова соль Na₂SO_4⋅10Н₂О – декагидрат сульфата натрия

Едкое кали KOH — гидроксид калия

Поташ K₂CO₃ – карбонат калия

Поллуцит — алюмосиликат сложного состава с высоким содержанием цезия:

Способы получения

Литий получают в промышленности электролизом расплава хлорида лития в смеси с KCl или BaCl₂ (эти соли служат для понижения температуры плавления смеси):

2LiCl = 2Li + Cl₂

Натрий получают электролизом расплава хлорида натрия с добавками хлорида кальция:

2NaCl _{(расплав)} → 2Na + Cl₂

Электролитом обычно служит смесь NaCl с NaF и КСl (что позволяет проводить процесс при 610–650°С).

Калий получают также электролизом расплавов солей или расплава гидроксида калия. Также распространены методы термохимического восстановления: восстановление калия из расплавов хлоридов или гидроксидов. В качестве восстановителей используют пары натрия, карбид кальция, алюминий, кремний:

KCl + Na = K↑ + NaCl

KOH + Na = K↑ + NaOH

Цезий можно получить нагреванием смеси хлорида цезия и специально подготовленного кальция:

Са + 2CsCl → 2Cs + CaCl₂

В промышленности используют преимущественно физико-химические методы выделения чистого цезия: многократную ректификацию в вакууме.

Качественные реакции

Качественная реакция на щелочные металлы — окрашивание пламени солями щелочных металлов .

Цвет пламени:
Li — карминно-красный
Na — жѐлтый
K — фиолетовый
Rb — буро-красный
Cs — фиолетово-красный

Химические свойства

1. Щелочные металлы — сильные восстановители . Поэтому они реагируют почти со всеми неметаллами .

1.1. Щелочные металлы легко реагируют с галогенами с образованием галогенидов:

2K + I₂ = 2KI

1.2. Щелочные металлы реагируют с серой с образованием сульфидов:

2Na + S = Na₂S

1.3. Щелочные металлы активно реагируют с фосфором и водородом (очень активно). При этом образуются бинарные соединения — фосфиды и гидриды:

3K + P = K₃P

2Na + H₂ = 2NaH

1.4. С азотом литий реагирует при комнатной температуре с образованием нитрида:

Остальные щелочные металлы реагируют с азотом при нагревании.

1.5. Щелочные металлы реагируют с углеродом с образованием карбидов, преимущественно ацетиленидов:

1.6. При взаимодействии с кислородом каждый щелочной металл проявляет свою индивидуальность: при горении на воздухе литий образует оксид, натрий – преимущественно пероксид, калий и остальные металлы – надпероксид.

Цезий самовозгорается на воздухе, поэтому его хранят в запаянных ампулах. Видеоопыт самовозгорания цезия на воздухе можно посмотреть здесь.

2. Щелочные металлы активно взаимодействуют со сложными веществами:

2.1. Щелочные металлы бурно (со взрывом) реагируют с водой . Взаимодействие щелочных металлов с водой приводит к образованию щелочи и водорода. Литий реагирует бурно, но без взрыва.

Например , калий реагирует с водой очень бурно:

2K 0 + H₂ + O = 2 K + OH + H₂ 0

Видеоопыт: взаимодействие щелочных металлов с водой можно посмотреть здесь.

2.2. Щелочные металлы взаимодействуют с минеральными кислотами (с соляной, фосфорной и разбавленной серной кислотой) со взрывом. При этом образуются соль и водород.

Например , натрий бурно реагирует с соляной кислотой :

2Na + 2HCl = 2NaCl + H₂↑

2.3. При взаимодействии щелочных металлов с концентрированной серной кислотой выделяется сероводород.

Например , при взаимодействии натрия с концентрированной серной кислотой образуется сульфат натрия, сероводород и вода:

2.4. Щелочные металлы реагируют с азотной кислотой. При взаимодействии с концентрированной азотной кислотой образуется оксид азота (I):

С разбавленной азотной кислотой образуется молекулярный азот:

При взаимодействии щелочных металлов с очень разбавленной азотной кислотой образуется нитрат аммония:

2.5. Щелочные металлы могут реагировать даже с веществами, которые проявляют очень слабые кислотные свойства . Например, с аммиаком, ацетиленом (и прочими терминальными алкинами), спиртами , фенолом и органическими кислотами .

Например , при взаимодействии лития с аммиаком образуются амиды и водород:

Ацетилен с натрием образует ацетиленид натрия и также водород:

Н ─ C ≡ С ─ Н + 2Na → Na ─ C≡C ─ Na + H₂

Фенол с натрием реагирует с образованием фенолята натрия и водорода:

Метанол с натрием образуют метилат натрия и водород:

Уксусная кислота с литием образует ацетат лития и водород:

2СH₃COOH + 2Li → 2CH₃COOLi + H₂↑

Щелочные металлы реагируют с галогеналканами (реакция Вюрца).

Например , хлорметан с натрием образует этан и хлорид натрия:

2.6. В расплаве щелочные металлы могут взаимодействовать с некоторыми солями . Обратите внимание! В растворе щелочные металлы будут взаимодействовать с водой, а не с солями других металлов.

Например , натрий взаимодействует в расплаве с хлоридом алюминия :

3Na + AlCl₃ → 3NaCl + Al

Оксиды щелочных металлов

Оксиды щелочных металлов (кроме лития) можно получить только к освенными методами : взаимодействием натрия с окислителями в расплаве:

1. О ксид натрия можно получить взаимодействием натрия с нитратом натрия в расплаве:

2. Взаимодействием натрия с пероксидом натрия :

3. Взаимодействием натрия с расплавом щелочи :

2Na + 2NaOН → 2Na₂O + Н₂↑

4. Оксид лития можно получить разложением гидроксида лития :

2LiOН → Li₂O + Н₂O

Химические свойства

Оксиды щелочных металлов — типичные основные оксиды . Вступают в реакции с кислотными и амфотерными оксидами, кислотами, водой.

1. Оксиды щелочных металлов взаимодействуют с кислотными и амфотерными оксидами :

Например , оксид натрия взаимодействует с оксидом фосфора (V):

Оксид натрия взаимодействует с амфотерным оксидом алюминия:

2. Оксиды щелочных металлов взаимодействуют с кислотами с образованием средних и кислых солей (с многоосновными кислотами).

Например , оксид калия взаимодействует с соляной кислотой с образованием хлорида калия и воды:

K₂O + 2HCl → 2KCl + H₂O

3. Оксиды щелочных металлов активно взаимодействуют с водой с образованием щелочей.

Например , оксид лития взаимодействует с водой с образованием гидроксида лития:

Li₂O + H₂O → 2LiOH

4. Оксиды щелочных металлов окисляются кислородом (кроме оксида лития): оксид натрия — до пероксида, оксиды калия, рубидия и цезия – до надпероксида.

Пероксиды щелочных металлов

Свойства пероксидов очень похожи на свойства оксидов. Однако пероксиды щелочных металлов, в отличие от оксидов, содержат атомы кислорода со степенью окисления -1. Поэтому они могут могут проявлять как окислительные , так и восстановительные свойства.

1. Пероксиды щелочных металлов взаимодействуют с водой . При этом на холоде протекает обменная реакция, образуются щелочь и пероксид водорода:

При нагревании пероксиды диспропорционируют в воде, образуются щелочь и кислород:

2. Пероксиды диспропорционируют при взаимодействии с кислотными оксидами .

Например , пероксид натрия реагирует с углекислым газом с образованием карбоната натрия и кислорода:

3. При взаимодействии с минеральными кислотами на холоде пероксиды вступают в обменную реакцию. При этом образуются соль и перекись водорода:

При нагревании пероксиды, опять-таки, диспропорционируют:

4. Пероксиды щелочных металлов разлагаются при нагревании, с образованием оксида и кислорода:

5. При взаимодействии с восстановителями пероксиды проявляют окислительные свойства.

Например , пероксид натрия с угарным газом реагирует с образованием карбоната натрия:

Пероксид натрия с сернистым газом также вступает в ОВР с образованием сульфата натрия:

6. При взаимодействии с сильными окислителями пероксиды проявляют свойства восстановителей и окисляются, как правило, до молекулярного кислорода.

Например , при взаимодействии с подкисленным раствором перманганата калия пероксид натрия образует соль и молекулярный кислород:

Гидроксиды щелочных металлов (щелочи)

1. Щелочи получают электролизом растворов хлоридов щелочных метал-лов:

2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + H₂ + Cl₂

2. При взаимодействии щелочных металлов, их оксидов, пероксидов, гидридов и некоторых других бинарных соединений с водой также образуются щелочи.

Например , натрий, оксид натрия, гидрид натрия и пероксид натрия при растворении в воде образуют щелочи:

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

Na₂O + H₂O → 2NaOH

2NaH + 2H₂O → 2NaOH + H₂

3. Некоторые соли щелочных металлов (карбонаты, сульфаты и др.) при взаимодействии с гидроксидами кальция и бария также образуют щелочи.

Например , карбонат калия с гидроксидом кальция образует карбонат кальция и гидроксид калия:

1. Гидроксиды щелочных металлов реагируют со всеми кислотами (и сильными, и слабыми, и растворимыми, и нерастворимыми). При этом образуются средние или кислые соли, в зависимости от соотношения реагентов.

Например , гидроксид калия с фосфорной кислотой реагирует с образованием фосфатов, гидрофосфатов или дигидрофосфатов:

2. Гидроксиды щелочных металлов реагируют с кислотными оксидами . При этом образуются средние или кислые соли, в зависимости от соотношения реагентов.

Например , гидроксид натрия с углекислым газом реагирует с образованием карбонатов или гидрокарбонатов:

Необычно ведет себя оксид азота (IV) при взаимодействии с щелочами. Дело в том, что этому оксиду соответствуют две кислоты — азотная (HNO₃) и азотистая (HNO₂). «Своей» одной кислоты у него нет. Поэтому при взаимодействии оксида азота (IV) с щелочами образуются две соли- нитрит и нитрат:

А вот в присутствии окислителя, например, молекулярного кислорода, образуется только одна соль — нитрат, т.к. азот +4 только повышает степень окисления:

3. Гидроксиды щелочных металлов реагируют с амфотерными оксидами и гидроксидами . При этом в расплаве образуются средние соли, а в растворе комплексные соли.

Например , гидроксид натрия с оксидом алюминия реагирует в расплаве с образованием алюминатов:

в растворе образуется комплексная соль — тетрагидроксоалюминат:

Еще пример : гидроксид натрия с гидроксидом алюминия в расплаве образут также комплексную соль:

4. Щелочи также взаимодействуют с кислыми солями. При этом образуются средние соли, или менее кислые соли.

Например : гидроксид калия реагирует с гидрокарбонатом калия с образованием карбоната калия:

5. Щелочи взаимодействуют с простыми веществами-неметаллами (кроме инертных газов, азота, кислорода, водорода и углерода).

При этом кремний окисляется щелочами до силиката и водорода:

Фтор окисляет щелочи. При этом выделяется молекулярный кислород:

Другие галогены, сера и фосфор — диспропорционируют в щелочах:

Сера взаимодействует с щелочами только при нагревании:

6. Щелочи взаимодействуют с амфотерными металлами , кроме железа и хрома . При этом в расплаве образуются соль и водород:

В растворе образуются комплексная соль и водород:

2NaOH + 2Al + 6Н₂О = 2Na[Al(OH)₄] + 3Н₂

7. Гидроксиды щелочных металлов вступают в обменные реакции с растворимыми солями .

С щелочами взаимодействуют соли тяжелых металлов.

Например , хлорид меди (II) реагирует с гидроксидом натрия с образованием хлорида натрия и осадка гидроксида меди (II):

2NaOH + CuCl₂ = Cu(OH)₂↓+ 2NaCl

Также с щелочами взаимодействуют соли аммония.

Например , при взаимодействии хлорида аммония и гидроксида натрия образуются хлорид натрия, аммиак и вода:

NH₄Cl + NaOH = NH₃ + H₂O + NaCl

8. Гидроксиды всех щелочных металлов плавятся без разложения , гидроксид лития разлагается при нагревании до температуры 600°С:

2LiOH → Li₂O + H₂O

9. Все гидроксиды щелочных металлов проявляют свойства сильных оснований . В воде практически нацело диссоциируют , образуя щелочную среду и меняя окраску индикаторов.

NaOH ↔ Na + + OH —

10. Гидроксиды щелочных металлов в расплаве подвергаются электролизу . При этом на катоде восстанавливаются сами металлы, а на аноде выделяется молекулярный кислород:

4NaOH → 4Na + O₂ + 2H₂O

Соли щелочных металлов

Нитраты и нитриты щелочных металлов

Нитраты щелочных металлов при нагревании разлагаются на нитриты и кислород. Исключение — нитрат лития. Он разлагается на оксид лития, оксид азота (IV) и кислород.

Например , нитрат натрия разлагается при нагревании на нитрит натрия и молекулярный кислород:

Нитраты щелочных металлов в реакциях могут выступать в качестве окислителей.

Нитриты щелочных металлов могут быть окислителями или восстановителями.

В щелочной среде нитраты и нитриты — очень мощные окислители.

Например , нитрат натрия с цинком в щелочной среде восстанавливается до аммиака:

Сильные окислители окисляют нитриты до нитратов.

Например , перманганат калия в кислой среде окисляет нитрит натрия до нитрата натрия:

Химические свойства галогенов

Все галогены проявляют высокую окислительную активность, которая уменьшается при переходе от фтора к иоду. Фтор — самый активный из галогенов, реагирует со всеми металлами без исключения, многие из них в атмосфере фтора самовоспламеняются, выделяя большое количество теплоты, например:

Без нагревания фтор реагирует и со многими неметаллами (H₂, S, С, Si, Р) — все реакции при этом сильно экзотермические, например:

При нагревании фтор окисляет все другие галогены по схеме

где Hal = Cl, Br, I, причем в соединениях HalF степени окисления хлора, брома и иода равны +1.

Наконец, при облучении фтор реагирует даже с инертными (благородными) газами:

Взаимодействие фтора со сложными веществами также протекает очень энергично. Так, он окисляет воду, при этом реакция носит взрывной характер:

Свободный хлор также очень реакционноспособен, хотя его активность и меньше, чем у фтора. Он непосредственно реагирует со всеми простыми веществами, за исключением кислорода, азота и благородных газов. Для сравнения приведем уравнения реакций хлора с теми же простыми веществами, что и для фтора:

2Al + 3Cl₂ = 2AlCl₃(кр) + 1405 кДж,

2Fe + ЗCl₂ = 2FeCl₃(кр) + 804 кДж,

Особый интерес представляет реакция с водородом. Так, при комнатной температуре, без освещения хлор практически не реагирует с водородом, тогда как при нагревании или при освещении (например, на прямом солнечном свету) эта реакция протекает со взрывом по приведенному ниже цепному механизму:

Cl₂ + hν → 2Cl,

Cl + Н₂ → HCl + Н и т. д.

Возбуждение этой реакции происходит под действием фотонов (hν), которые вызывают диссоциацию молекул Cl₂ на атомы — при этом возникает цепь последовательных реакций, в каждой из которых появляется частица, инициирующая начало последующей стадии.

Реакция между Н₂ и Cl₂ послужила одним из первых объектов исследования цепных фотохимических реакций. Наибольший вклад в развитие представлений о цепных реакциях внёс русский учёный, лауреат Нобелевской премии (1956 год) Н. Н. Семёнов.

Хлор вступает в реакцию со многими сложными веществами, например замещения и присоединения с углеводородами:

Хлор способен при нагревании вытеснять бром или иод из их соединений с водородом или металлами:

а также обратимо реагирует с водой:

Cl₂ + Н₂О = HCl + HClO — 25 кДж.

Хлор, растворяясь в воде и частично реагируя с ней, как это показано выше, образует равновесную смесь веществ, называемую хлорной водой.

Заметим также, что хлор в левой части последнего уравнения имеет степень окисления 0. В результате реакции у одних атомов хлора степень окисления стала −1 (в HCl), у других +1 (в хлорноватистой кислоте HOCl). Такая реакция — пример реакции самоокисления-самовосстановления, или диспропорционирования.

Хлор может таким же образом реагировать (диспропорционировать) со щелочами:

Cl₂ + 2NaOH = NaCl + NaClO + Н₂О (на холоде),

3Cl₂ + 6КОН = 5KCl + KClO₃ + 3Н₂О (при нагревании).

Химическая активность брома меньше, чем у фтора и хлора, но все же достаточно велика в связи с тем, что бром обычно ис­пользуют в жидком состоянии и поэтому его исходные концентрации при прочих равных условиях больше, чем у хлора.

Для примера приведем реакции взаимодействия брома с кремнием и водородом:

Являясь более «мягким» реагентом, бром находит широкое применение в органической химии.

Отметим, что бром, так же, как и хлор, растворяется в воде, и, частично реагируя с ней, образует так называемую «бромную воду», тогда как иод практически в воде не растворим и не способен её окислять даже при нагревании; по этой причине не существует «иодной воды». Но иод способен растворяться в растворах иодидов с образованием комплексных анионов:

Образующийся раствор называется раствором Люголя.

Иод существенно отличается по химической активности от остальных галогенов. Он не реагирует с большинством неметаллов, а с металлами медленно реагирует только при нагревании. Взаимодействие же иода с водородом происходит только при сильном нагревании, реакция является эндотермической и сильно обратимой:

Таким образом, химическая активность галогенов последовательно уменьшается от фтора к иоду. Каждый галоген в ряду F — At может вытеснять после­дующий из его соединений с водородом или металлами, то есть каждый галоген в виде простого вещества способен окислять галогенид-ион любого из последующих галогенов. Астат реагирует с металлами (например с литием):

Галогены. Общая характеристика галогенов

• К элементам VII группы, главной подгруппы относятся
фтор F, хлор Cl, бром Br, иод I, астат At
• Общее название - галогены (греч. «солеобразующие») большинство их соединений с металлами представляют собой
типичные соли (KCl, NaCl и т.д.).

Электронные формулы
F
1S22S22P5
2
S
CI
1S22S22P63S23P5
Br …4S24P5
I
P
5
…5S25P5
Вывод: галогены - р - элементы
На внешнем энергетическом
уровне 7 электронов, один из них
неспаренный .

Строение атомов
F
+9
CI
2
7
2
8
2
8 18 7
+17
Br
7
1) Увеличиваются заряды
атомных ядер
2) Увеличивается число
энергетических уровней
3) Увеличивается радиус
атома,сродство к электрону
уменьшается
4) Число электронов на внешнем
уровне постоянно
+35
I
+53
2
8
18 18 7
Неметаллические-окислительные
свойства ослабевают,
металлические -восстановительные
усиливаются .

• Молекулы галогенов состоят из двух атомов
•F2; Cl2; Br2; I2
Cl + Cl → Cl Cl
• Связь – ковалентная неполярная

8. Соединения хлора

10. Простые вещества - галогены

Галоген
Агрегатное
состояние
цвет
запах
F2
газ
Светложёлтый
Резкий,
раздражающий
CL2
газ
Жёлтозелёный
Резкий
удушливый
Жидкость
Краснобурый
резкий
зловонный
Тёмно-серый
резкий
Br2
I2
Твёрдое

Химические свойства галогенов
1.Взаимодействие с металлами
+1
-1
2 Na0 + CI20 = 2 NaCI
CI20 окислитель
Получаются соли:
фториды,хлориды,бромиды,иодиды.

12. Химические свойства

Сильные окислители (+е)
1. Взаимодействуют с металлами:
2Na + Cl2 = 2NaCl
Zn + Br2 =
Fe + Cl2 =
Al + I2 =

2.Взаимодействие с водородом
+1 -1
Н20 + Г20 = 2Н Г
+1 -1
Н20 + F20 = 2Н F + Q
Н20 + CI20 = 2Н CI + Q
Н20 + Br20 = 2НBr
Н20 + I20 = 2Н I - Q

15. Химические свойства

2. Взаимодействуют с неметаллами:
2S + Cl2 → S2Cl2 Возможно также получение и
других соединений серы с хлором: SCl2, SCl4.
2P + 3Cl2 = 2PCl3
2P + 5Cl2 = 2PCl5
Si + 2F2 = SiF4.
С кислородом не реагируют!

4.Взаимодействие с растворами солей
галогенов:
F2
CI2
Br2
I2
CI2 + 2NaBr = 2 NaCl + Br2
CI2 + 2NaI = 2 NaCl + I2
Br2 + 2NaI = 2 NaBr + I2

17. Химические свойства

Взаимодействуют со сложными веществами допишите возможные
уравнения реакций
а) с растворами солей
Cl2 + 2КF =
Cl2 + КBr =
Br2 + КI =
Br2 + КCl =
Окислительные свойства вниз по группе уменьшаются

3.Взаимодействие с водой
CI2 + H2O = HCI + HCIO
Соляная
кислота
Хлорноватистая
кислота
2F2 + 2Н2 О = 4НF + О2
плавиковая кислота

19. Химические свойства

в) с растворами щелочей
Cl20 +2NaOH = NaCl-1+NaCl+1O +H2O
(без нагревания)
0+6NaOH
3Cl2
хлорид натрия
=
5NaCl-1
Гипохлорит натрия
+5
+NaCl O3 + 3H2O
(при нагревании) хлорид натрия
Cl2 + CO → COCl2 фосген
хлорат натрия

1. В промышленности: электролиз расплава или
раствора хлорида натрия
2NaCl
2Na + Cl2
2NaCl + 2H2O H2 + Cl2 + 2NaOH
2. В лаборатории:
4 HСl + MnO2
16 HСl + 2KMnO4
MnCl2 + Cl2 + 2H2O
2KСl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O

Сl
F
Кровь,
желудочный сок
Кости, зубы
Br
I
Регуляция нервных
процессов
Регуляция обмена
веществ
Сафиканов А.Ф.

Тефлон
Применение
фтора
Фреон
Окислитель
ракетного
топлива
Сафиканов А.Ф.
Заменитель
крови
Фториды
в зубных
пастах

Дезинфекция
воды
Органические
растворители
Лекарственные
препараты
Применение
хлора
Получение
Производство
неорганических
HCl
хлоридов
Сафиканов А.Ф.
Отбеливатели
Хлорирование
органических
веществ
Получение
брома, йода

Лекарственные
препараты
Ветеренарные
Фотография
препараты
Применение
брома
Красители
Ингибиторы
Сафиканов А.Ф.
Присадки
к бензину

Лекарственные
препараты
Дезинфекция
одежды
Применение
Фотография
йода
Электролампы
Сафиканов А.Ф.
Красители

27. Галогеноводородные кислоты

HF
р-р
HCL
р-р
HBr
р-р
HI
р-р
Фтороводородная
(плавиковая)
Хлороводородная
(соляная)
Бромоводородная
Йодоводородная
Соли:
фториды
Соли:
хлориды
Соли:
бромиды
Соли:
иодиды
Увеличение длины связи, усиление кислотных св-в;
HIр-р – самая сильная из всех известных к-т

29. Соляная кислота

Соляная кислота (HCl)
Классификация
Соляная кислота по:
наличию кислорода:
бескислородная
основности:
растворимости в воде:
одноосновная
растворимая
летучести:
летучая
степени электролитической диссоциации:
сильная
стабильности:
стабильная

Физические свойства хлороводорода
Хлороводород – это газ с резким запахом, без цвета, очень хорошо растворим
в воде (500 объемов HCl в 1 объеме воды), на воздухе «дымит», так как взаимодействует с парами воды и образует капельки соляной кислоты. Раствор хлороводорода в воде и называют соляной кислотой.

Физические свойства соляной кислоты
Соляная кислота – бесцветная дымящаяся на воздухе жидкость
(в продажу поступает 36%-ный раствор хлороводорода в воде),
Несколько тяжелее воды (плотность 1,19 г/мл).

33. Химические свойства соляной кислоты

1. Действие соляной кислоты на индикаторы
2. Взаимодействие с металлами
3. Взаимодействие с основными оксидами
4. Реакция нейтрализации
5. Взаимодействие с солями

Действие кислот на индикаторы
Соляная кислота необратимо диссоциирует в водном растворе.
Составьте уравнение диссоциации соляной кислоты. HCl = H+ + Cl¯
Растворы кислот изменяют цвет индикаторов:
лакмуса – в
красный
метилового оранжевого – в
красный
фенолфталеина
не изменяет

1.Кислоты взаимодействуют с щелочами( а также с нерастворимыми
основаниями, если получающая соль растворима в воде) с
образованием солей и воды
( реакция нейтрализации):
• NaOH+HCl= NaCl+H20
гидроксид Na + соляная кислота= хлорид натрия+ вода
Na++OH-+H++Cl-→Na++Cl-+H20
OH- +H+→ H20
Cu(OH)2 + 2HCl →CuCl2+ 2H2O
Гидроксид цинка +соляная кислота =хлорид цинка вода
Cu(OH)2 + 2H++2Cl- →Cu2++2Cl- + 2H2O
Cu(OH)2 + 2H+→Cu2++ 2H2O

Взаимодействие соляной кислоты с основными оксидами
Составьте уравнения реакций соляной кислоты с оксидом кальция и
оксидом железа (III). Рассмотрите с т.зр. ТЭД.
2HCl + CaO = CaCl2 + H2O
2H+ +2Cl¯ +CaO =Ca2+ +2Cl¯+H2O
2H+ + CaO = Ca 2+ + H2O
6HCl + Fe2O3 = 2FeCl3 + 3H2O
6H++6Cl¯+Fe2O3=2Fe3++6Cl¯+3H2O
6H+ + Fe2O3 = 2Fe3+ + 3H2O

Взаимодействие соляной кислоты с солями
Составьте уравнения реакций соляной кислоты c карбонатом натрия
натрия. Рассмотрите с т.зр. ТЭД.
2HCl+Na2CO3=2NaCL +H2O+CO2
2H++2Cl−+2Na++CO32−=2Na++2Cl−+H2O+CO2
2H+ + CO32− = H2O + CO2
Составьте уравнение реакции соляной кислоты с раствором соли, идущей с
образованием осадка.
HCl +AgNO3 = AgCl + HNO3
Ag+ + Cl− = AgCl
Качественная реакция на хлорид-ион

В) образуется кислота в осадке
2HСl + Na2SiO3 → H2SiO3↓+ 2NaСl
соляная кислота + силикат Na =кремневая кислота + хлорид Na
2H+ + SiO3-2 → H2SiO3↓

39. Соляная кислота реагирует с металлами до водорода с вытеснением водорода

+4
-1
+2
0
МnO2 + 4HCI = MnCI2 + CI2 + 2H2O
Mn+4 + 2e → Mn+2
2CI-1 – 2e → CI20
окислитель
восстановитель,

Применение соляной кислоты
1. Получение солей
2. Производство пластмасс и других
синтетических материалов
3. Приготовление лекарств
4. При паянии
5. Очистка поверхности металлов в
гальваностегии
6. Производство красок

Галогены

Галогены (греч. hals - соль + genes - рождающий) - химические элементы VIIa группы: F, Cl, Br, I, At. Реагируют с большинством других элементов и органических соединений.

Галогены широко распространены в природе. Их химическая активность падает от фтора к астату.

Общая характеристика элементов VIIa группы

От F к At (сверху вниз в периодической таблице) происходит увеличение: атомного радиуса, металлических, основных, восстановительных свойств. Уменьшается электроотрицательность, энергия ионизация, сродство к электрону.

Все галогены относятся к неметаллам, являются сильными окислителями.

• F - 2s 2 2p 5
• Cl - 3s 2 3p 5
• Br - 4s 2 4p 5
• I - 5s 2 5p 5
• At - 6s 2 6p 5

Природные соединения

• NaCl - галит (каменная соль)
• CaF₂ - флюорит, плавиковый шпат
• NaCl*KCl - сильвинит
• 3Ca₃(PO₄)₂*CaF₂ - фторапатит
• MgCl₂*6H₂O - бишофит
• KCl*MgCl₂*6H₂O - карналлит

Простые вещества - F₂, Cl₂, Br₂, I₂

Галогены в чистом виде можно получить путем электролиза водных растворов и расплавов их солей. Например, хлор в промышленности получают электролизом водного раствора хлорида натрия.

Электролизом расплава гидрофторида калия KHF₂ в безводной плавиковой кислоте - HF - был впервые получен фтор.

Более активные галогены способны вытеснять менее активные. Активность галогенов убывает: F → Cl → Br → I.

В лабораторных условиях галогены могут быть получены следующими реакциями.

Реакции с металлами

Для галогенов характерна высокая реакционная способность. Фтор реагирует со всеми металлами без исключения, некоторые из них в атмосфере фтора самовоспламеняются.

Хлор, как и фтор, химически весьма активен. Не реагирует только с кислородом, азотом и благородными газами.

F₂ + H₂ → HF (в темноте со взрывом)

Галогены вступают в реакцию друг с другом. Чтобы определить степени окисления в получающихся соединениях, вспомните электроотрицательность ;)

Br₂ + F₂ → BrF (фтор более электроотрицателен, чем бром - F - )

Br₂ + I₂ → IBr₃ (бром более электроотрицателен, чем йод - Br - )

Реакция фтора с водой протекает очень энергично, носит взрывной характер.

Хлор реагирует с водой обратимо, образуя хлорную воду - смесь хлорноватистой и соляной кислоты. Бром вступает в те же реакции, что и хлор.

Замечу, что активность йода существенно ниже, чем у остальных галогенов. С неметаллами йод почти не реагирует, а с металлами - только при нагревании.

Cl₂ + NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

Галогены способны вытеснять друг друга из солей. Более активные вытесняют менее активные.

KBr + I₂ ⇸ (реакция не идет, так как йод менее активен, чем бром)

Галогеноводороды

• HF - фтороводород (газ), фтороводородная (плавиковая) кислота (жидкость)
• HCl - хлороводород (газ), соляная кислота (жидкость)
• HBr - бромоводород, бромоводородная кислота
• HI - йодоводород, йодоводородная кислота
• HAt - астатоводород, астатоводородная кислота

При н.у. HCl, HBr, HI - газы, хорошо растворимые в воде.

В промышленности применяют получение прямым методом: реакцией водорода с галогенами.

В лабораторных условиях галогеноводороды можно получить в реакциях обмена между галогенсодержащими солями и сильными кислотами.

HF - является слабой кислотой, HCl, HBr, HI - сильные кислоты. Металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода, способны вытеснить водород из кислоты.

Галогеноводороды реагируют с основными, амфотерными оксидами и основаниями с образованием соответствующих солей.

KOH + HCl → KCl + H₂O (реакция нейтрализации)

Реакции протекают в тех случаях, если в результате выпадает осадок, выделяется газ или образуется слабый электролит (вода).

В некоторых реакциях проявляют себя как сильные восстановители, особенно HI.

В целом взаимодействие галогеноводородов с оксидами неметаллов нехарактерно. В этой связи важно выделить реакцию SiO₂ с плавиковой кислотой.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Читайте также:

  
• Утепление металлической крыши балкона
  
• Разделительная резка металла это
  
• Оборот драгоценных металлов коап рф
  
• Металлические банки для черной икры
  
• Гравировка травлением на металле