Chemia Liceum Gimnazjum Testy Matura

Powrót

Fluorowce

Własności fizyczne

Pierwiastek F fluor Cl chlor Br brom I jod At astat
 Stan skupienia, wygląd   żółtozielony gaz o ostrym zapachu  ciemoczerwona ciecz w temp. pokojowej ciemnoszara substancja krystaliczna o metalicznym połysku
łatwo sublimuje* pierwiastek promieniotwórczy
Rozpuszczalność w wodzie reaguje z wodą rozpuszcza się, tworzy wodę chlorową rozpuszcza się, tworzy wodę bromową  bardzo słabo  rozpuszcza się w wodzie, dobrze rozpuszcza się w roztworze jodków litowców  
Konfiguracja powłoki elektronowej ns2p5 atomy mają tendencję do przyłączania 1 elektronu i tworzenia jonu X

*Sublimacja - przejście ze stanu stałego bezpośrednio w stan gazowy (z pominięciem stanu ciekłego).
Resublimacja - przejście ze stanu gazowego bezpośrednio w stan stały.

Barwa wody bromowej do zadań:
rozcieńczone roztwory - żółta do pomarańczowej,
stężone roztwory - brunatna.


Otrzymywanie chloru do celów laboratoryjnych
Reakcja stężonego kwasu solnego z MnO2 lub KMnO4
4HCl + MnO2 → MnCl2 + 2H2O + Cl2 
16HCl + 2KMnO4 → 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O + 5Cl2 

Elektroujemność i aktywność fluorowców.

Fluor - najbardziej elektroujemny pierwiastek - 4,0 w skali Paulinga. 

Pierwiastek F Cl Br I At
Elektroujemność maleje wraz ze wzrostem liczby atomowej
łatwość przyłączania elektronu zmniejsza się
reaktywność zmniejsza się
Własności utleniające silne  —————————— słabe
zmniejszają się własności utleniające

 


 

Wypieranie mniej aktywnego fluorowca ze związku z innym fluorowcem

Doświadczenie: Reakcja Cl2 z NaBr i KI

Odczynniki: roztwór NaBr, roztwór NaI, woda chlorowa, heksan (lub chloroform lub inny rozpuszczalnik organiczny)
Rozpuszczalnik organiczny pozwala na odróżnienie bromu i jodu - mają inną barwę. Warstwa chloroformu znajduje się na dole (gęstość większa od gęstości wody), warstwa heksanu - na górze (ma gęstość mniejszą od gęstości wody).

Do dwóch naczyń zawierających wodę chlorową dodano heksan i silnie wstrząsano. Utworzyły się dwie warstwy (warstwa heksanu - górna). Obie warstwy są bezbarwne.
woda chlorowa

Do naczynia I dodano NaBr i zawartość wstrząśnięto
Obserwacje. Warstwa heksanu zabarwiła się na kolor pomarańczowy (czerwonobruntny), warstwa wodna na brązowy
2NaBr + Cl2 → 2NaCl + Br2  

woda chlorowa reakcje z NaBr i NaI

Do naczynia II dodano NaI i zawartość wstrzaśnięto
Obserwacje. Warstwa heksanu zabarwiła się na kolor fioletowy, warstwa wodna na brązowy
2NaI + Cl2 → 2NaCl + I2  

 Doświadczenie: Reakcja Br2 z NaCl i NaI
Odczynniki: roztwór NaCl, roztwór NaI, woda bromowa, heksan (lub chloroform lub inny rozpuszczalnik organiczny)

Do dwóch naczyń zawierających wodę bromową dodano heksan i silnie wstrząsano. Utworzyły się dwie warstwy (warstwa heksanu - górna)
Warstwa heksanu (górna): pomarańczowa. Warstwa wodna żółtobrązowa.
woda bromowa

Do pierwszego naczynia dodano NaCl i zawartość wstrząśnięto
Obserwacje. Brak objawów rekcji
NaCl + Br2 → reakcja nie zachodzi

woda bromowa reakcje  z NaCl i NaI

Do drugiego naczynia dodano NaI i zawartość wstrzaśnięto
Obserwacje. Warstwa heksanu zabarwiła się na kolor fioletowy, warstwa wodna na brązowy
2NaI + Br2 → 2NaBr + I2  

Chlor jest bardziej aktywny niż brom i jod, brom jest bardziej aktywny niż jod

Cl2 + 2Br  → 2Cl  + Br2         Cl2 - utleniacz, Br  - reduktor
Br2 + 2I  → 2Br  + I2                 Br2 - utleniacz, I  - reduktor

(W doświadczeniach używa się heksanu ponieważ brom i jod jako związki niepolarne lepiej rozpuszczają się w rozpuszczalnikach niepolarnych.)

 


 Połączenia z wodorem

Fluorowce tworzą z wodorem związki kowalencyjne o wzorze ogólnym HX - fluorowcowodory.
H2 + X2 →2 HX
np. HCl  chlorowodór, HBr bromowodór

Temperatury wrzenia:  HF +19,5oC , HCl  -85oC,  HBr  -67oC,  HI  -35oC.
Tak duża różnica w temp. wrzenia HF jest spowodowana obecnością silnych wiązań wodorowych, przez co w ciekłym HF znajdują się kilkucząsteczkowe asocjaty. Tworzą sie silne wiązania wodorowe.

W roztworach wodnych mają one właściwości kwasowe i powstają odpowiednie kwasy fluorowcowodorowe.
np. roztwór HCl to kwas chlorowodorowy (solny)

Moc tych kwasów wzrasta wraz ze zwiększaniem się liczby atomowej fluorowca.

HF  HCl   HBr  HI
———————→

Jest to spowodowane tym, że zwiększa się promień atomu, wiązanie H-X jest coraz słabsze i wodór może łatwiej się oderwać. 
HX + H2O → H3O+ + X

Beztlenowe kwasy fluorowcowodorowe tworzą sole o wspólne nazwie halogenki.
np. NaCl chlorek sodu, KI jodek potasu.

Reakcje chloru z metalami

Cu + Cl2 → CuCl2    chlorek miedzi(II)    (związek kowalencyjny)
2Na +Cl2 → 2NaCl  chlorek sodu (zwiazek jonowy)

Chlor jest bardzo silnym utleniaczem - potrafi utlenić żelazo od razu do jonów Fe+3.
2Fe + 3Cl2  → 2FeCl3

Reakcje z wodą.

Chlor i brom rozpuszczają się w wodzie tworząc odpowiednio bezbarwną wodę chlorową i brunatną wodę bromową. Niezależnie od procesu rozpuszczania w wodzie fluorowce wchodzą z nią w reakcję
Cl2 + H2O →  HCl + HClO
Br2 + H2O →  HBr + HBrO
Reakcje te zachodzą powoli.
Woda chlorowa ma własności utleniające dzięki powstawaniu w niej silnie utleniającego kwasu chlorowego(I) HClO

Fluor reaguje z wodą gwałtownie (wydziela się HF i wolny tlen).

Tlenki i kwasy chloru

Stopień utlenienia Tlenki Kwasy
−I   HCl kwas chlorowodorowy
I Cl2O tlenek chloru(I)  HClO kwas chlorowy(I)
III Cl2O3 tlenek chloru(III) HClO2 kwas chlorowy(III)
IV ClO2 tlenek chloru(IV)  
V   HClO3 kwas chlorowy(V)
VI Cl2O6 tlenek chloru(VI)  
VII Cl2O7 tlenek chloru(VII) HClO4 kwas chlorowy(VII)

Moc kwasów fluorowców

Dla kwasów mających ten sam atom centralny:
najsłabszy     HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4   najmocniejszy
Mocniejszy jest ten kwas, którego atom centralny jest na wyższym stopniu utlenienia.

Dla kwasów o różnych atomach centralnych:
Im bardziej elektroujemny atom centralny tym silniejszy kwas
HClO3 > HBrO3 > HIO3 .... (F nie tworzy kwasów tlenowych)
Silnie elektroujemny atom centralny mocno odciąga elektrony od atomu tlenu i proton może łatwiej oddysocjować.

 


Jod -  przydatne do zadań

Roztwór jodu w CCl4 lub CHCl3 posiada zabarwienie fioletowe (jak jego pary).
Roztwór jodu w wodzie lub alkoholu ma barwę brunatną lub żółtą (tworzy połączenia z czasteczkami rozpuszczalnika).
Roztwór jodu w jodku potasu (KI) - barwa brunatna. Czysty roztwór KI jest bezbarwny.

Przekaż darowiznę
Załóż konto | Zaloguj się

Copyright 2011-2019Chem24.pl Ta strona internetowa wykorzystuje pliki cookies. Możesz określić metody zapisywania oraz dostępu do cookies w swojej przeglądarce internetowej lub w konfiguracji usługi.