X-PDF

Получение галогенов

Поделиться статьей

Все галогены (кроме фтора и астата) получают в промышленных масштабах.

Фтор получают электролизом безводной (т.к. фтор реагирует с водой) HF в расплаве гидрофторида калия KHF2:

,

или термолизом:

,

Хлор в лаборатории получают окислением концентрированной соляной кислоты:

В промыш ленности – электролизом раствора хлорида натрия:

Есть 2 способа осуществления электролиза – диафрагменный и мембранный.

Мембранный метод производства хлора наиболее энергоэффективен, однако сложен в организации и эксплуатации.

В современных электролизёрах катодное и анодное пространства разделены полимерной анионообменной мембраной. Мембрана позволяет катионам Na+ переходить из анодного пространства в катодное. Переход катионов поддерживает электронейтральность в обеих частях электролизёра, так как в течение электролиза отрицательные ионы удаляются от анода (превращение 2Cl в Cl2) и накапливаются у катода (образование OH). Перемещение OH в противоположную сторону могло бы тоже поддерживать электронейтральность, но ион OH реагировал бы с Cl2 и сводил на нет весь результат.

В анодное пространство поступает поток раствора соли, а в катодное — деионизированная вода. Из катодного пространства вытекает поток обедненного анолита, содержащего так же примеси гипохлорит- и хлорат-ионов и выходит хлор, а из анодного — щелочи и водород, практически не содержащие примесей и близкие к товарной концентрации, что уменьшает затраты энергии на их упаривание и очистку.

Питающий раствор соли (как свежий, так и оборотный) и вода предварительно максимально очищается от любых примесей. Такая тщательная очистка определяется высокой стоимость полимерных катионообменных мембран и их уязвимость к примесям в питающем растворе.

В промышленности бром и йод добывают хлорированием морской воды (также воды некоторых соленых озер):

,

в лаборатории (редко) получают, окисляя хлориды и бромиды:

или вытеснением хлором из солей:

Химические свойства галогенов

Фтор химически чрезвычайно активен, он сильнейший окислитель. В атмосфере фтора горят даже стекло и вода, асбест и кирпич:

.

Одним из продуктов горения является кислород, т.е. фтор является более сильным окислителем, чем кислород.

Фтор окисляет «благородные» газы:

.

Хлор также сильный окислитель, восстановительные свойства проявляет лишь с фтором. Может диспропорционировать:

Взаимодействие галогенов с простыми веществами:

Взаимодействие галогеном с важнейшими реагентами:

Бром и хлор, растворяются в воде, и, частично реагируя с ней, образуют так называемую «хлорную воду» и «бромную воду».

Йод практически в воде не растворим и не способен ее окислять даже при нагревании . по этой причине не существует «йодной воды».

Галогеноводороды.

Галогеноводороды HHal – газы (кроме HF), хорошо растворимы в воде.

Общая характеристика галогеноводородов:

Водородные соединения HF HCl HBr HI
Внешний вид при н.у. Бесцв. дымящая жидкость Бесцветные газы  
Тпл, oC -83 -114,2 -86,9 -50,8
Ткип, oC 19,52 -85,08 -66,8 -35,4
Длина связи Э-Н, пм        
Энергия связи ЭН, кДж/моль        
КА 7,2∙10-4 107 109 1,6∙1011
Растворимость в воде, л HЭ/л воды      
μ, D 1,83 1,11 0,83 0,45

В ряду HF-HCl-HBr-HI прочность связи Н-Э уменьшается, сила кислот увеличивается, восстановительная способность увеличивается.

В ряду HF-HCl-HBr-HI дипольный момент уменьшается, но поляризуемость молекул увеличивается, поэтому температуры плавления и кипения повышаются.

Представленная информация была полезной?
ДА
58.94%
НЕТ
41.06%
Проголосовало: 777

Молекула HF сильно полярна (), образует ассоциаты за счет водородный связей. Поэтому HF в отличие от других галогеноводородов является жидкостью. Даже в газообразном состоянии HF состоит из полимеров (HF)n, n=2-6.

Из-за сильного межмолекулярного взаимодействия молекула HF диссоциирует по схеме:

H-F∙∙∙H-F∙∙∙H-F↔ [H-F-H]+ + [F-H-F]

или H-F∙∙∙H-F∙∙∙H-F ↔

фтороний-ион фторогидрогенат-ион

Способы получения галогеноводоров:

HF получают из плавикового шпата действием концентрированной серной кислоты:

HCl в промышленности получают синтезом из простых веществ:

В лаборатории HCl получают из хлоридов:

HBr получают по реакции:

,

HI получают гидролизом иодида фосфора PI3 и по реакции:

Химические свойства:

При взаимодействии HF c щелочами образуются дифториды:

.

Фтороводород и плавиковая кислота разрушают кварц и стекло:

,

.

Жидкий фтороводород является хорошим растворителем, растворяет воду, фториды, сульфаты и нитраты s-элементов I группы и чуть хуже s-элементы II группы.

— сильные кислоты (кроме HF, она является сильной только в чистом виде)

HF-HCl-HBr-HI

Значения степеней диссоциации α в 0,1М растворах кислот при 18 оС:

HF HCl HBr HI
10% 92,6% 93,5% 95%

— восстановители (кроме HF):

HF-HCl-HBr-HI

Сl2 при нагревании

,

,

,

.

HF HCl HBr HI

, кДж/моль 460 105 25 -68

  HF(г) HCl(г) HBr(г) HI(г) F2(г) Cl2(г) Br2(г) I2(г) SO2(г) H2SO4(ж) H2O(ж)
, кДж/моль -275,41 -95,3 -53,43 1,58       19,39 -300,2 -690,14 -237,24

Поделиться статьей
Автор статьи
Анастасия
Анастасия
Задать вопрос
Эксперт
Представленная информация была полезной?
ДА
58.94%
НЕТ
41.06%
Проголосовало: 777

или напишите нам прямо сейчас:

Написать в WhatsApp Написать в Telegram

ОБРАЗЦЫ ВОПРОСОВ ДЛЯ ТУРНИРА ЧГК

Поделиться статьей

Поделиться статьей(Выдержка из Чемпионата Днепропетровской области по «Что? Где? Когда?» среди юношей (09.11.2008) Редакторы: Оксана Балазанова, Александр Чижов) [Указания ведущим:


Поделиться статьей

ЛИТЕЙНЫЕ ДЕФЕКТЫ

Поделиться статьей

Поделиться статьейЛитейные дефекты — понятие относительное. Строго говоря, де­фект отливки следует рассматривать лишь как отступление от заданных требований. Например, одни


Поделиться статьей

Введение. Псковская Судная грамота – крупнейший памятник феодального права эпохи феодальной раздробленности на Руси

Поделиться статьей

Поделиться статьей1. Псковская Судная грамота – крупнейший памятник феодального права эпохи феодальной раздробленности на Руси. Специфика периода феодальной раздробленности –


Поделиться статьей

Нравственные проблемы современной биологии

Поделиться статьей

Поделиться статьейЭтические проблемы современной науки являются чрезвычайно актуальными и значимыми. В связи с экспоненциальным ростом той силы, которая попадает в


Поделиться статьей

Семейство Первоцветные — Primulaceae

Поделиться статьей

Поделиться статьейВключает 30 родов, около 1000 видов. Распространение: горные и умеренные области Северного полушария . многие виды произрастают в горах


Поделиться статьей

Вопрос 1. Понятие цены, функции и виды. Порядок ценообразования

Поделиться статьей

Поделиться статьейЦенообразование является важнейшим рычагом экономического управления. Цена как экономическая категория отражает общественно необходимые затраты на производство и реализацию туристского


Поделиться статьей

или напишите нам прямо сейчас:

Написать в WhatsApp Написать в Telegram
Заявка
на расчет