Галогеноводороды
Галогеноводороды - соединения галогенов с водородом:
- HF(г) - фтористый водород;
- HCl(г) - хлористый водород;
- HBr(г) - бромистый водород;
- HI(г) - йодистый водород.
Все галогеноводороды имеют степень окисления -1 и ковалентную полярную связь, когда находятся в газообразном состоянии.
Галогеноводороды легко растворяются в воде, образуя сильные кислоты:
- HF(ж) - плавиковая кислота;
- HCl(ж) - соляная кислота;
- HBr(ж) - бромистоводородная кислота;
- HI(ж) - йодистоводородная кислота.
В молекуле плавиковой кислоты радиус атома галогена (фтора) самый маленький, и самая маленькая длина ковалентной связи. По направлению к HI радиус атома галогена увеличивается, растет и длина связи, при этом полярность связи уменьшается, а кислотные свойства увеличиваются, что объясняется возрастанием поляризуемости связи под влиянием молекул растворителя, что приводит к тому, что диссоциация HI протекает легче, чем HF - с увеличением радиуса атома галогена связь между атомом галогена и атомом водорода ослабляется, поэтому, под действием диполей воды от молекулы HI легче всего отщепляются ионы водорода (от молекулы HF - труднее всего).
HF→HCl→HBr→HI Увеличение длины связи Увеличение поляризуемости связи Увеличение кислотных свойств Усиление восстановительных свойств
Все вышеуказанные соединения проявляют характерные для кислот свойства - реагируют с металлами, стоящими в ряду напряжений левее водорода, вытесняя его, взаимодействуют с основными оксидами, солями, основаниями:
- реакция с металлами:
Zn+2HCl = ZnCl2+H2
- реакция с основными оксидами:
Na2O+2HCl = 2NaCl+H2O
- реакция с основаниями:
NaOH+HCl = NaCl+H2O
- реакция с солями:
AgNO3+HCl = AgCl+HNO3
- реакции с кислородом (фтороводород не взаимодействует с кислородом), в которых проявляются восстановительные свойства галогеноводородов:
- реакция идет при нагревании в присутствии катализатора CuCl2:
4HCl+O2 = 2H2O+2Cl2
- реакция протекает медленно:
4HBr+O2 = 2H2O+2Br2
- реакция протекает быстро:
4HI+O2 = 2H2O+2I2
- реакция идет при нагревании в присутствии катализатора CuCl2:
- реакции, в которых галогеноводороды являются восстановителями:
HI+Br2 = 2HBr+I2 4HI+MnO2 = I2+MnI2+2H2O
Получение и применение галогеноводородов
- В промышленных целях HCl, HBr, HI получают синтезом из простых веществ:
H2+Cl2 = 2HCl H2+Br2 = 2HBr
- Хлористый водород также получают пропуская смесь хлора с водяным паром через раскаленный уголь:
2Cl2+2H2O+C = 4HCl+CO2
- В лабораторных условиях бромистый водород и йодистый водород получают гидролизом галогенидов фосфора:
PI3+3H2O = H3PO3+3HI PBr3+3H2O = H3PO3+3HBr
- хлористый водород в лаборатории получают реакцией H2SO4 концентрированной на твердый хлорид натрия:
H2SO4(конц)+NaCl = NaHSO4+HCl↑
Галогеноводороды нашли достаточно широкое применение:
- соляная кислота используется в производстве хлоридов, для травления металлов, в синтезе органических веществ, в производстве соды, в качестве катализатора;
- фтористый водород используют для получения фтора, в производстве хладона и фторопласта, его применяют, как катализатор;
- бромистый водород нужен в производстве бромсодержащих соединений, как катализатор в реакциях органических веществ;
- йодистый водород применяют в производстве йодидов, и в качестве восстановителя.
См. далее:
