3. Галогеноводороды. Галогеноводородные кислоты. Галогениды

С водородом галогены образуют молекулярные соединения состава $HHal$. Водные растворы галогеноводородов — кислоты.

	$t$ кипения, $°C$	Физические свойства	Растворимость в воде	Название и сила кислоты
$HF$	$+19,5$	бесцветная жидкость при температуре ниже $+19,5°C$; бесцветный газ при более высокой температуре	неограниченная	фтороводородная (плавиковая), слабая
$HCl$	$-85,1$	бесцветный ядовитый газ с резким запахом, дымит во влажном воздухе	хорошая, в $1$ объёме воды растворяется около $450$ объёмов $HCl$	хлороводородная (соляная), сильная
$HBr$	$-66,8$	бесцветный ядовитый газ с резким запахом	хорошая	бромоводородная, сильная
$HI$	$-35,4$	бесцветный удушливый газ	хорошая	йодоводородная, сильная

Обрати внимание!

Фтороводород отличается по ряду свойств от остальных галогеноводородов.

1. У фтороводорода аномально высокая температура кипения, обусловленная образованием прочных водородных связей между его молекулами.

2. Фтороводород растворяется в воде неограниченно.

3. Фтороводородная кислота, в отличие от других галогеноводородных кислот, слабая; молекулы фтороводорода в водных растворах диссоциируют обратимо.

4. Фтороводородная кислота реагирует с оксидом кремния:

4 HF + {SiO}_{2} = {2 H}_{2} O + {SiF}_{4} {↑ .}^{}

Соляная, бромоводородная и иодоводородная кислоты сильные, причём их сила возрастает от $HCl$ до $HI$.

Галогеноводородные кислоты реагируют с металлами, основными и амфотерными оксидами, основаниями и солями (если образуется газ или выпадает осадок), а также с аммиаком и аминами:

Fe + 2 HCl = {FeCl}_{2} + H_{2} {↑;}^{}

ZnO + 2 HBr = {ZnBr}_{2} + H_{2} O;

{Ca (OH)}_{2} + 2 HI = {CaI}_{2} + H_{2} O;

{MgCO}_{3} + 2 HCl = {MgCl}_{2} + H_{2} O + {CO}_{2} ↑;

{NH}_{3} + HBr = {NH}_{4} Br

Обрати внимание!

В ионных уравнениях формула плавиковой кислоты записывается в молекулярном виде. Например, краткое ионное уравнение реакции плавиковой кислоты с щёлочью выглядит так:

HF + {OH}^{-} = F^{-} + H_{2} O

Для соляной, бромоводородной и иодоводородной кислот такое уравнение выглядит иначе:

H^{+} + {OH}^{-} = H_{2} O

Галогеноводороды в ОВР могут быть окислителями за счёт иона водорода (в реакциях с металлами) и восстановителями за счёт анионов. В ряду $HF$ — $HCl$ — $HBr$ — $HI$ восстановительные свойства анионов усиливаются. Так, концентрированная серная кислота не окисляет фтороводород и хлороводород, но окисляет бромоводород и иодоводород:

\overset{- 1}{2 HBr} + \overset{+ 6}{H_{2} {SO}_{4 (конц .)}} = \overset{0}{{Br}_{2}} + \overset{+ 4}{{SO}_{2}} {↑ + 2 H}_{2} O;

\overset{- 1}{2 HI} + \overset{+ 6}{H_{2} {SO}_{4 (конц .)}} = \overset{0}{I_{2}} + \overset{+ 4}{{SO}_{2}} {↑ + 2 H}_{2} O .

Получение галогеноводородов

1. Все вещества можно получить взаимодействием галогена с водородом.

2. Фтороводород и хлороводород можно получить взаимодействием твёрдых фторидов и хлоридов с концентрированной серной кислотой:

{CaF}_{2 (тв .)} + H_{2} {SO}_{4 (конц .)} \overset{t}{=} {CaSO}_{4} + 2 HF {↑;}^{}

{2 NaCl}_{(тв .)} + H_{2} {SO}_{4 (конц .)} \overset{t}{=} {Na}_{2} {SO}_{4} + 2 HCl {↑ .}^{}

Такой способ получения невозможен для бромоводорода и иодоводорода (см. выше реакции с серной кислотой).

Соли галогеноводородных кислот

Соли галогеноводородных кислот — фториды, хлориды, бромиды и иодиды. Растворимость фторидов отличается от растворимости других галогенидов.

Ионы	${Li}^{+}$	${Ba}^{2 +}$	${Ca}^{2 +}$	${Ag}^{+}$
$F^{-}$	M	M	H	P
${Cl}^{-}$	P	P	P	H
${Br}^{-}$	P	P	P	H
$I^{-}$	P	P	P	H

Для обнаружения фторид-ионов используют реакцию с растворимой солью кальция. Выпадает белый осадок фторида кальция:

{CaCl}_{2} + 2 NaF = {CaF}_{2} ↓ + 2 NaCl;

{Ca}^{2 +} + {2 F}^{-} = {CaF}_{2} {↓ .}^{}

Для обнаружения остальных галогенид-ионов проводят реакции с раствором нитрата серебра. Образуются нерастворимые соли, различающиеся цветом: хлорид серебра имеет белую окраску и выпадает в виде творожистого осадка, бромид серебра — желтоватый, а иодид серебра — жёлтый:

{Ag}^{+} + {Cl}^{-} = AgCl {↓;}^{}

{Ag}^{+} + {Br}^{-} = AgBr {↓;}^{}

{Ag}^{+} + I^{-} = AgI {↓ .}^{}

Предыдущая теория

Вернуться в тему

Следующее задание

3. Галогеноводороды. Галогеноводородные кислоты. Галогениды

Теория: