Галогениды

Галогенидами называют бинарные соединения галогенов с другими элементами общей формулы ЭHal_x^-1 (где х – чаще всего целые числа от 1 до 7).

Галогениды типичных металлов – ионные соединения (соли); галогениды неметаллов – ковалентные соединения.

Физические свойства солей MeHal_x.

Наиболее распространенными и практически важными являются соединения галогенов с активными металлами (щел., и щел.-зем. Ме). Эти вещества представляют собой типичные соли: они тугоплавки, малолетучи, х. р. в воде и полностью диссоциируют на ионы как в растворах, так и в расплавах.

Химические свойства

Идентификация различных галогенид-ионов в водных растворах

Ионные фториды, хлориды, бромиды и йодиды по химическим свойствам во многом также сходны. Часто возникает необходимость распознать эти соли в растворе, то есть провести качественный анализ. В зависимости от конкретной задачи применяют один из следующих способов:

Групповой реактив для обнаружения ионов Hal¯ в растворе и отличия их друг от друга – р-р AgNO₃. Анализ основан на различной растворимости и различной окраске галогенидов серебра AgHal:

F¯ + Ag⁺ = AgF (соль х.р. в воде)

Cl¯ + Ag⁺ = AgCl ↓(белый творожистый осадок)

Br¯ + Ag⁺ = AgBr ↓(желто-белый осадок)

I¯ + Ag⁺ = AgI ↓(желтый осадок)

Важным свойством AgCl, AgBr, AgI является их нерастворимость не только в воде, но и кислотах.

Анионы Br¯ и I¯ можно обнаружить с помощью какого-либо окислителя, например при пропускании газообразного Cl₂ через водный раствор бромида или йодида:

2Br¯ + Cl₂ = 2Cl¯ + Br₂ (бурый цвет)

2I¯ + Cl₂ = 2Cl¯ + I₂ (красно-бурый цвет)

Выделяющийся I₂ можно также определить очень чувствительной йод крахмальной реакцией.

Идентификация твердых галогенидов с помощью конц. H₂SO₄.

Анализ основан на летучести HHal и различной восстановительной активности анионов Hal¯.

1. Под действием конц. H₂SO₄ из твердых фторидов и хлоридов вытесняются HF и HCl:

2KF + H₂SO₄ K₂SO₄ + 2HF ↑

2KCl + H₂SO₄ K₂SO₄ + 2HCl ↑

2. Из бромидов и йодидов соответствующие галогеноводороды под действием конц. H₂SO₄ не выделяются, так как окисляются далее до свободных галогенов.

Электролиз расплавов галогенидов

Это очень важный процесс, который используют для получения щел. и щел.-зем. металлов. промышленный и основной лабораторный метод получения F₂ - электролиз расплавов KHF₂.

Электролиз водных растворов NaCl и KCl

Этот процесс широко используется в промышленности для одновременного производства щелочей NaOH и KOH, водорода и хлора:

2MeCl₂ + 2H₂O 2MeOH + Cl₂ ↑ + H₂ ↑

Биологическая роль

Фтор более распространен в природе, чем другие галогены. Фтор в количестве 0,01% входит в состав эмали зубов (соединение фтора в эмали по химическому характеру близко к апатиту) и в состав костей. Колебания в содержании фтора в питьевой воде (норма около 1мг/л) приводят к различным заболеваниям зубов (кариес при недостатке фтора, разрушение эмали при его избытке).

Хлор встречается в виде хлоридов натрия, калия, магния (сильвин, карналлит, галит). Хлор токсичен, вдыхание воздуха содержащего даже малую примесь этого газа, вызывает воспаление дыхательных путей, мучительный кашель, а при длительном воздействии может развиться отек легких. Предельная допустимая концентрация 0,001 мг/л.

Ионы хлора активируют некоторые ферменты, служат источником для образования соляной кислоты, влияют на электропроводность клеточных мембран. Хлорид натрия, безусловно, необходим для поддержания жизни; в организме человека содержится около 0,25% хлора (в виде ионов). Человек нуждается в 5-10 г соли ежедневно. Солевой обмен связан с водным балансом организма. Повышенное содержание хлорида натрия удерживает воду в тканях. Слишком большое количество соли вредно; можно считать доказанным, что употребление чрезмерно соленой пищи ведет к развитию гипертонии и как следствие к интенсификации процессов склероза.

Бром в чистом виде сильно раздражает слизистые оболочки носа, глаза, бронхов и легких, поэтому вдыхание брома крайне опасно. Действие брома на кожу ведет к появлению ожогов и язв.

Йод содержится в щитовидной железе и надпочечниках, его содержание составляет 10^-3- 10^-5 %. Гормон щитовидной железы – тироксин – определяет общий темп процессов жизнедеятельности и развития. При недостатке йода развивается заболевание – эндемический зоб, которое часто наблюдается в горных районах, где вода содержит недостаток йода. Введение небольших количеств йода в пищу излечивает зоб. Йод в виде 5-10% спиртового раствора применяется в медицине в качестве дезинфицирующего средства, убивая бактерии, йод в тоже время способствует быстрому заживлению ран.

В медицине применяется неорганические и органические соединения брома: бромизовая, бромистая камфара, ксероформ.

Соли – бромиды NaBr, KBr применяются при неврастении, неврозах, истерии, повышенной раздражимости, бессоннице.

Бромид натрия назначают внутрь в растворах (микстуры), таблетках, вводят также внутривенно. Бромид калия только внутрь при тех же показаниях, но в вену не вводят из-за возможного угнетающего влияния ионов калия на проводимость и возбудимость сердечной мышцы.