Водородные соединения галогенов

В ряду HF  Hcl  HВr HI последовательно возрастает радиус атома галогена, а следовательно, уменьшаются энергия связи НХ и прочность молекулы. В этом же направлении возрастает сила кислот и их восстановительные свойства, поэтому HI  самая сильная кислота, а I^  самый сильный воccтановитель.

Плавиковая кислота (HF) намного слабее других галогеноводородных кислот за счет водородных связей, приводящих к ее существованию в виде димера H₂F₂, и даже полимера (H₂F₂)_n.

Получение галогеноводородных кислот

1) Прямой синтез из элементов:

Н₂ + Х₂  2НХ

Фтор взаимодействует со взрывом, для получения Hcl нужен свет, реакции брома и иода с водородом обратимы и идут при нагревании.

2) Взаимодействие твердых солей галогенов с концентрированной серной кислотой (используется только для получения фтороводородной и хлороводородной кислот, т.к. в случае бромидов и иодидов идут окислительно-восстанoвительные процессы):

NaF(тв.) + H₂SO₄(конц.)  HF + NaHSO₄

NaCl(тв.) + H₂SO₄ (конц.)  Hcl + NaHSO₄

2NaBr(тв.) + 2H₂SO₄(конц.)  Br₂ + SO₂ + Na₂SO₄ + 2H₂O

8NaI(тв.) + 5H₂SO₄(конц.)  4I₂ + H₂S +4Na₂SO₄ + 4H₂O

3) Взаимодействие галогенов с сероводородом:

H₂S + X₂  S + 2HX

4) Взаимодействие галогенидов фосфора с водой:

PX₃ +3H₂O  H₃PO₃ + 3HX

PX₅ + 4H₂O  H₃PO₄ + 5HX

19.2. Хлор

Получение и химические свойства хлора см. выше (“Общая характеристика галогенов”).

Хлороводород и соляная кислота

Физические свойства

Хлористый водород - бесцветный газ с резким запахом, хорошо растворяется в воде. Раствор хлороводорода в воде называется хлороводородной или соляной кислотой. Концентрированная соляная кислота содержит до 37 % HСl.

Получение см. выше (“Водородные соединения галогенов”).

Химические свойства

1) Сильная кислота, в растворах полностью распадается на ионы:

HCl  H⁺ + Cl^-

2) Реагирует с основными оксидами (а), основаниями (б), солями (в):

a) 2HCl + CaO  CaCl₂ + H₂O

б) HCl + KOH  KCl + H₂O

в) HCl + AgNO₃  AgCl + HNO₃

Ag^ + Cl^  AgCl

(последняя реакция является качественной на хлорид-ион)

3) Проявляет окислительные свойства (2Н^ + 2е  Н₂), взаимодействуя с металлами, стоящими до водорода в электрохимическом ряду напряжений:

Fe + 2HCl  FeCl₂ + H₂

4) Может быть восстановителем (2Сl^  2e  Cl₂):

16HCl + 2KMnO₄  5Cl₂ + 2MnCl₂ + 2KCl + 8H₂O

Кислородные кислоты хлора

Формула кислоты	Название кислоты	Название соли
HClO	хлорноватистая	гипохлорит
HClO2	хлористая	хлорит
HClO3	хлорноватая	хлорат
HClO4	хлорная	перхлорат

Получение

Взаимодействием хлора с водой и щелочами (см. выше: “Химические свойства галогенов”).

При нагревании кислородные соединения с промежуточной степенью окисления хлора могут подвергаться реакциям диспропорционирования.

4HClO₃ Hcl + 3HClO₄

В ряду HClO  HClO₂  HClO₃  HClO₄ устойчивость и сила кислот возрастает, а окислительная активность падает.