Конспект для учителя по теме : «Химические свойства галогенов»
- Сегодня мы с нами продолжим изучать тему галогенов, и познакомимся с их химическими свойствами. Но для начала давайте вспомним какие элементы носят название галогены.
- Отлично!А знаете ли вы какие-то химические свойства галогенов?
Все галогеноводороды — бесцветные газы, с резким запахом, токсичны. Очень хорошо растворяются в воде и дымятся во влажном воздухе, так как притягивают находящиеся в воздухе водяные пары, образуя при этом туманное облако.
Растворы галогеноводородов в воде являются кислотами:
HF — фтороводородная или плавиковая кислота,
НСl — хлороводородная или соляная кислота,
НВr — бромоводородная кислота
HI — иодоводородная кислота.
Способность их к электролитической диссоциации с образованием катионов водорода увеличивается от HF к HI.
Соляная кислота представляет собой бесцветную, дымящуюся на воздухе жидкость, которая несколько тяжелее воды. Это типичная кислота, взаимодействует с металлами, оксидами и гидроксидами металлов и солями
Плавиковая кислота получила свое название из-за уникального свойства: при взаимодействии с оксидом кремния (IV), входящим в состав стекла, как бы плавить его:
SiO2 + 4HF = SiF4↑ + 2Н2O.
Галогеноводородные кислоты образуют соли: фториды, хлориды, бромиды и иодиды. Хлориды, бромиды и иодиды многих металлов хорошо растворимы в воде.
- Приведите примеры хлоридов, бромидов и иодиды?
Химическая активность галогенов увеличивается снизу вверх – от астата к фтору.
Галогены проявляют свойства окислителей. Галогены реагируют с металлами и неметаллами. Галогены не горят на воздухе. Фтор окисляет кислород с образованием фторида кислорода:
2F2 + O2 → 2OF2
При взаимодействии галогенов с серой образуются галогениды серы:
S + Cl2 → SCl2
S + 3F2 → SF6
При взаимодействии фосфора и углерода с галогенами образуются галогениды фосфора и углерода:
2P + 5Cl2 → 2PCl5
2P + 3Cl2 → 2PCl3
2F2 + C → CF4
При взаимодействии с металлами галогены проявляют свойства окислителей, образуя галогениды. Например, железо реагирует с галогенами с образованием галогенидов. При этом фтор, хлор и бром образуются галогениды железа (III), а c йодом — соединение железа (II):
3Cl2 + 2Fe → 2FeCl3
I2 + Fe → FeI2
Аналогичная ситуация с медью: фтор, хлор и бром окисляют медь до галогенидов меди (II),а йод до йодида меди (I):
Cl2 + Cu → 2CuCl2
I2 + 2Cu → 2CuI
Активные металлы бурно реагируют с галогенами, особенно с фтором и хлором (горят в атмосфере фтора или хлора). Еще пример: алюминий взаимодействует с хлором с образованием хлорида алюминия:
3Cl2 + 2Al → 2AlCl3
Водород горит в атмосфере фтора:
F2 + H2 → 2HF
С хлором водород реагирует только при нагревании или освещении. При этом реакция протекает со взрывом:
Cl2 + H2 → 2HCl
Бром также реагирует с водородом с образованием бромоводорода:
Br2 + H2 → 2HBr
Взаимодействие йода с водородом происходит только при сильном нагревании, реакция протекает обратимо, с поглощением теплоты:
I2 + H2 ↔ 2HI
Галогены реагируют с галогенами. Более активные галогены окисляют менее активные. Например, фтор окисляет хлор, бром и йод:
Cl2 + F2 → 2ClF
Со сложными веществами галогены реагируют, также проявляя преимущественно окислительные свойства. Галогены охотно диспропорционируют при растворении в воде или в щелочах. При растворении в воде хлор и бром частично диспропорционируют, повышая и понижая степень окисления. Фтор окисляет воду. Например, хлор при растворении в холодной воде диспропорционирует до ближайших стабильных степеней окисления (+1 и -1), образует при этом соляную кислоту и хлорноватистую кислоту (хлорная вода):
Cl2 + H2O ↔ HCl + HClO
При растворении в горячей воде хлор диспропорционирует до степеней окисления -1 и +5, образуя соляную кислоту и хлороватую кислоту:
Cl2 + 6H2O ↔ 5HCl + HClO3
Фтор реагирует с водой со взрывом:
2F2 + 2H2O → 4HF + O2
При растворении в щелочах хлор, бром и йод диспропорционируют с образованием различных солей. Фтор окисляет щелочи. Например, хлор реагирует с холодным раствором гидроксидом натрия:
Сl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O
При взаимодействии с горячим раствором гидроксида натрия образуются хлорид и хлорат:
3Cl2 + 6NaOH → 5NaCl + NaClO3 + 3H2O
Еще пример: хлор растворяется в холодном растворе гидроксида кальция:
2Сl2 + 2Са(OH)2 → СaCl2 + Сa(ClO)2 + 2H2O
Более активные галогены вытесняют менее активные галогены из солей и галогеноводородов. Например, хлор вытесняет йод и бром из раствора йодида калия и бромида калия соответственно:
Cl2 + 2NaI → 2NaCl + I2
Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2
Еще одно свойство: более активные галогены окисляют менее активные. Например, фтор окисляет хлор с образованием фторида хлора (I):
Cl2 + F2 → 2Cl+F–
В свою очередь, хлор окисляет йод. При этом в растворе образуется соляная кислота и йодная кислота:
Cl2 + I2 + H2O → HCl + HIO3
Галогены проявляют окислительные свойства, взаимодействуют с восстановителями. Например, хлор окисляет сероводород:
Cl2 + H2S → S + 2HCl
Хлор также окисляет сульфиты:
Cl2 + H2O + Na2SO3 → 2HCl + Na2SO4
Также галогены окисляют пероксиды:
Cl2 + H2O2 → 2HCl + O2
Или, при нагревании или на свету, воду:
2Cl2 + 2H2O → 4HCl + O2 (на свету или кип.)
