profil

Właściwości chemiczne oraz metody otrzymywania

poleca 44% 125 głosów

Fluor w związkach występuje wyłącznie na –I stopniu utlenienia; jest najaktywniejszym niemetalem. Pozostałe fluorowce mogą występować również na dodatnich stopniach utlenienia.

Fluor gwałtownie reaguje z wodą. Powstaje wtedy HF i wydziela się tlen.

Reakcja fluoru z wodą

Chlor otrzymuje się w laboratorium w następujących reakcjach chemicznych:

Otrzymywanie chloru

Na skalę przemysłową chlor otrzymywany jest w wyniku elektrolizy roztworu wodnego NaCl lub jego formy stopionej.

Chlor i brom dobrze rozpuszczają się w wodzie, tworząc wodę chlorową Cl2(aq) (bezbarwna) oraz wodę bromową Br2(aq) (o brunatnej barwie). Jod nie rozpuszcza się w wodzie, ale np. w alkoholu. 3% roztwór jodu w alkoholu etylowym to jodyna.

Rozpuszczające się w wodzie chlor i brom wchodzą z nią w reakcje chemiczne, które przebiegają obok procesu rozpuszczania, a w roztworze ustala się równowaga.

Rozpuszczanie się chloru i bromu w wodzie

W wyniku rozpuszczania powstają kwasy chlorowodorowy (HCl) i bromowodorowy (HBr) oraz kwasy tlenowe: kwas chlorowy(I) (HClO) i bromowy(I) (HBrO). Pod wpływem światła kwasy HClO i HBrO ulegają rozkładowi, w wyniku którego powstaje atomowy tlen.

Rozkład kwasów HclO i HBrO

Chlor jak i fluor reagują z wodorem po zainicjowaniu reakcji przez światło, np.:

Reakcja chloru z wodorem

Gazowy chlorowodór jest gazem cięższym od powietrza, o charakterystycznym, drażniącym zapachu. Gaz ten dobrze rozpuszcza się w wodzie, tworząc kwas chlorowodorowy (solny). Kwas solny należy do kwasów mocnych. Ma zastosowanie w przemyśle włókienniczym, spożywczym, a także do produkcji barwników. W przemyśle chemicznym służy m.in. do produkcji chlorków metali, a także do syntez wybranych związków organicznych.

HCl jest substancją obecną w organizmie człowieka.Wydzielany w żołądku ma znaczenie we wstępnych fazach trawienia pokarmu. Nadmiar kwasu chlorowodorowego powoduje tzw. zgagę.

Brom i jod również reagują z wodorem, tworzą czwiązki, które po rozpuszczeniu w wodzie tworzą mocne kwasy. Wśród kwasów beztlenowych  w grupie fluorowców tylko kwas HF jest słabym kwasem, pozostałe są mocne. Moc tych kwasów rośnie w grupie wraz ze wzrostem liczby atomowej fluorowca.

Chlor reaguje z wieloma pierwiastkami. Między innymi z sodem, który spalany w chlorze tworzy chlorek sodu. Popularny chlorek sodu (NaCl, sól kuchenna) jest używany w wielu gałęziach przemysłu i gospodarki. Chlor w pewnych warunkach tworzy tlenki, w których występuje na I, III, IV, VI i VII stopniu utlenienia.

Tlenki chloru mają charakter kwasowy i stąd w określonych warunkach reagują z zasadami, np.:

Reakcja tlenku chloru z zasadami

Spośród związków tlenu z fluorowcami na uwagę zasługują także tlenowe kwasy tych związków, np. kwasy tlenowe chloru, bromu:

nazwa systematyczna wzór sumaryczny
kwas chlorowy(I) HClO
kwas chlorowy(III) HClO2
kwas chlorowy(V) HClO3
kwas chlorowy(VII) HClO4
kwas bromowy(I) HBrO
kwas bromowy(III) HBrO2
kwas bromowy(V) HBrO3
kwas bromowy(VII) HBrO4

Kwasy chloru i bromu, w których pierwiastki te występują na I i III stopniu utlenienia, są nietrwałymi, słabymi kwasami istniejącymi tylko w roztworach wodnych. Praktyczne zastosowanie mają jedynie niektóre sole tych kwasów, np. chloran(I) sodu stosowany jest jako środek bielący. Podczas ogrzewania chlorany(I) i bromiany(I)ulegają dysproporcjonowaniu:

Dysproporcjonowanie chloranu(I)

Kwasy tlenowe z chlorem i bromem na V stopniu utlenienia są mocnymi, ale nietrwałymi kwasami. Trwałe są sole tych kwasów, które podczas ogrzewania ulegają rozkładowi:

Rozkład soli kwasów tlenowych

Ogrzewane w obecności katalizatora, służą do otrzymywania tlenu:

Otrzymywanie tlenu z kwasów tlenowych

Mocne i trwałe kwasy to kwas chlorowy(VII) i kwas bromowy(VII). Kwas chlorowy(VII) jest oleistą cieczą, łatwo wybuchającą. Otrzymywany jest w wyniku działania kwasem siarkowym(VI) na chlorany(VII).

poleca 53% 44 głosów

Wykrywanie jonów Cl–

Reakcją charakterystyczną dla wykrycia jonów Cl – w roztworze jest reakcja z jonami Ag + . Aktywność chemiczna fluorowców maleje ze wzrostem liczby atomowej. Im mniejszy jest promień atomowy fluorowca, tym silniej elektrony są przyciągane przez jądro i tym łatwiej tworzy się anion X – . Aktywność chemiczna fluorowców zmienia się więc w szeregu. Fluorowiec bardziej aktywny wypiera fluorowiec mniej aktywny z jego soli. W grupie fluorowców ze wzrostem liczby atomowej...

Podoba się? Tak Nie

Materiał opracowany przez eksperta

Czas czytania: 5 minut

Spis treści
Właściwości chemiczne oraz metody otrzymywania