Что такое получение и применение галогенов?
В природных соединениях галогены содержатся (за редким исключением) в виде отрицательно заряженных ионов, поэтому почти все способы получения свободных галогенов сводятся к окислению их ионов.
Это осуществляется или при помощи различных окислителей, или путем воздействия электрического тока.
Получение галогенов
Это процесс в результате которого образуется в свободном (чистом) состоянии определенный галоген, например для того чтобы получить хлор в свободном состоянии нужно проделать реакцию гипохлорита натрия с соляной кислотой:
NaClO + HCl → NaCl + Cl2↑ + H2O
Как известно, процесс электролиза сопровождается переходом электронов с катода на положительно заряженные ионы и с отрицательно заряженных ионов на анод. Следовательно, у катода происходит процесс восстановления, у анода — процесс окисления.
Таким образом, окисление или восстановление может быть осуществлено не только путем воздействия одного вещества на другое, но и при помощи электрического тока.
Электрический ток — наиболее мощное средство для окисления и восстановления.
Интересные факты о галогенах: все галогены без исключения в свободном состоянии токсические вещества, при вдыхании которых могут вызывать удушья, аллергические реакции, ожоги слизистых тканей дыхательных путей.
Получение фтора
Фтор, вследствие огромного сродства к электрону, может быть выделен из своих соединений исключительно электролитическим путем.
Впервые он был получен в 1886 г. путем разложения электрическим током безводного жидкого фтористого водорода HF, к которому было прибавлено около 20% фтористого калия KF.
Разложение производилось в приборе, выполненном из меди, на которую фтор не действует (после того, как медь покроется слоем фтористой меди). Электроды были сделаны из платины.
Метод, использованный для выделения элементарного фтора, осуществляется в настоящее время и при промышленном получении этого вещества.
Разложению электрическим током подвергают расплав состава KF • 2HF (темп. пл. 70° С). Электролиз ведут в стальных ваннах, пользуясь угольными электродами.
Получение хлора
Хлор получают в настоящее время в больших количествах путем электролиза водных растворов хлористых солей натрия или калия. Хлор выделяется у анода, а у катода образуется соответственно едкий натр или едкое кали. О получении хлора электролизом водного раствора хлористого натра.
Хлор в свободном состоянии можно получить при взаимодействии HCl и KClO3.
Интересные факты о галогенах: хлор считается микроэлементом, нехватка его в крови приводит к нарушении работы органов человека.
Недостаток хлорида натрия ведет к нарушению обмена веществ в организме, так как эта соль неотъемлемая часть жизнедеятельности всего организма.
Получение брома и иода
Бром и иод могут быть получены аналогично хлору окислением НВr и HJ различными окислителями. В промышленном масштабе их обычно получают из бромистых или йодистых солей металлов, действуя на растворы последних хлором.
Таким образом, получение брома и иода тоже основано на окислении их ионов, только в качестве окислителя применяется хлор. Например:
2Br’ + Cl2 = 2Сl’ + Br2
2J’ + Сl2 = 2Сl’ + J2
В СНГ бром добывают из воды Сакского озера (в Крыму), содержащей довольно большое количество бромистых солей, и из «рапы» (насыщенного раствора) залива Кара-Богаз-Гол.
Освоено также получение брома из буровых вод.
Главным источником получения иода в СНГ служат воды буровых скважин. Для извлечения из этих вод иода к концу первой пятилетки были выстроены два больших завода в Сураханах и в Нефге-Чале, производительность которых вполне обеспечивает потребность нашей страны в иоде.
Применение галогенов
Галогены, особенно хлор, широко применяются в химической промышленности. Применение галогенов в жизни человека напрямую связана с его средой обитания, а также сего жизнедеятельностью.
Например для получения более больших урожаев применяют хлорсодержащие минеральные вещества хлорид натрия и хлорид калия.
Также человек научился применять галогены и в других отраслях:
Фтор
Фтор используется в настоящее время для получения некоторых очень ценных фторпроизводных углеводородов, обладающих уникальными свойствами.
Например, смазочные вещества, выдерживающие высокую температуру, пластмасса, устойчивая по отношению к химическим реагентам (тефлон), жидкости для холодильных машин (фреоны) и др.
Хлор
Хлор служит для приготовления многочисленных неорганических и органических соединений. Он применяется в производстве соляной кислоты, хлорной извести, гипохлоритов и хлоратов, хлористой серы и др.
Большое количество хлора, как в свободном состоянии, так и в виде белильных солей, используется для отбелки тканей и целлюлозы, идущей на изготовление бумаги.
Хлор применяется также для стерилизации питьевой воды и обеззараживания сточных вод. В цветной металлургии его используют для получения некоторых металлов путем хлорирования их руд.
Особенно большое значение приобрели за последнее время различные хлорорганические продукты.
Хлорсодержащие органические растворители — дихлорэтан, четыреххлористый углерод и др. — широко применяются для экстракции жиров и обезжиривания металлов.
Хлорорганические препараты — ДДТ, гексахлоран и др. — служат эффективным средством борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур.
На основе хлорорганических продуктов изготовляются различные пластические массы, синтетические волокна, высококачественные каучуки, заменители кожи.
С развитием техники область применения хлорорганических продуктов все время расширяется; это ведет к непрерывному увеличению производства хлора.
Широкое использование хлора в различных отраслях народного хозяйства, а также масштабы его производства и потребления позволяют отнести хлор, наряду с серной кислотой, аммиаком и содой, к числу важнейших продуктов, выпускаемых химической промышленностью.
Бром
Бром необходим для выработки различных лекарственных веществ, некоторых красителей, а также бромистого серебра, потребляемого в больших количествах фотографической промышленностью.
Йод
Иод широко применяется в медицине в виде так называемой йодной тинктуры (10%-ный раствор иода в спирте), превосходного антисептического и кровеостанавливающего средства.
Кроме того, иод входит в состав ряда фармацевтических препаратов.
Справочно:
Материалы подготовлены Федеральным образовательным сервисом «ИнПро»® – Лицензия Минобрнауки 22Л01 № 0002491.
Готовим детей к школе, а также подтягиваем по школьной программе по всей России в 40+ центрах и онлайн, в том числе в Вашем городе.
Бесплатная горячая линия: 8 800 250 62 49 (с 6 до 14 по Мск).
Следите за новостями в социальных сетях:
- «Вконтакте»:
- «Одноклассники»:
- «YouTube»:
