ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ГАЛОГЕНІВ
Всі галогени проявляють високу окислювальну активність, яка зменшується при переході від фтору до иоду. Фтор - найактивніший з галогенів, реагує з усіма металами без винятку, багато з них в атмосфері фтору самозаймаються, виділяючи велику кількість теплоти, наприклад:
2Al + 3F 2 = 2AlF 3 + 2989 кДж, 2Fe + 3F 2 = 2FeF 3 + 1974 кДж. Без нагрівання фтор реагує і з багатьма неметалами (H 2, S, С, Si, Р) - всі реакції при цьому сильно екзотермічні, наприклад:
Н 2 + F 2 = 2HF + 547 кДж, Si + 2F 2 = SiF 4 (г) + 1615 кДж. При нагріванні фтор окисляє всі інші галогени за схемою
Hal 2 + F 2 = 2НalF де Hal = Cl, Br, I, причому в з'єднаннях HalF ступеня окислення хлору, брому і йоду рівні +1.
Хе + F 2 = XeF 2 + 152 кДж. Взаємодія фтору зі складними речовинами також протікає дуже енергійно. Так, він окисляє воду, при цьому реакція носить вибуховий характер:
3F 2 + ЗН 2 О = OF 2 ↑ + 4HF + Н 2 О 2. Вільний хлор також дуже реакционноспособен, хоча його активність і менше, ніж у фтору. Він безпосередньо реагує з усіма простими речовинами, за винятком кисню, азоту і благородних газів. Для порівняння наведемо рівняння реакцій хлору з тими ж простими речовинами, що і для фтору:
2Al + 3Cl 2 = 2AlCl 3 (кр) + 1405 кДж, 2Fe + ЗCl 2 = 2FeCl 3 (кр) + 804 кДж, Si + 2Cl 2 = SiCl 4 (Ж) + 662 кДж, Н 2 + Cl 2 = 2HCl (г) +185 кДж. Особливий інтерес представляє реакція з воднем. Так, при кімнатній температурі, без освітлення хлор практично не реагує з воднем, тоді як при нагріванні або при освітленні (наприклад, на прямому сонячному світлі) ця реакція протікає з вибухом за наведеним нижче ланцюговому механізму:
Cl 2 + h ν → 2Cl, Cl + Н 2 → HCl + Н, Н + Cl 2 → HCl + Cl, Cl + Н 2 → HCl + Н і т. д. Порушення цієї реакції відбувається під дією фотонів ( h ν ), Які викликають дисоціацію молекул Cl 2 на атоми - при цьому виникає ланцюг послідовних реакцій, у кожній з яких з'являється частка, яка ініціює початок наступної стадії.
СН 3-СН 3 + Cl 2 → СН3-СН 2 Cl + HCl, СН 2 = СН 2 + Cl 2 → СН 2 Cl - СН 2 Cl. Хлор здатний при нагріванні витісняти бром або йод з їхніх сполук з воднем або металами:
Cl 2 + 2HBr = 2HCl + Br 2, Cl 2 + 2HI = 2HCl + I 2, Cl 2 + 2KBr = 2KCl + Br 2, а також оборотно реагує з водою:
Cl 2 + Н 2 О = HCl + HClO - 25 кДж. Хлор, розчиняючись у воді і частково реагуючи з нею, як це показано вище, утворює рівноважну суміш речовин, звану хлорного водою.
Cl 2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + Н 2 О (на холоді), 3Cl 2 + 6КОН = 5KCl + KClO 3 + 3Н 2 О (при нагріванні). Хімічна активність брому менше, ніж у фтору і хлору, але все ж досить велика у зв'язку з тим, що бром зазвичай використовують в рідкому стані і тому його вихідні концентрації за інших рівних умов більше, ніж в хлору.
Si + 2Br 2 = SiBr 4 (ж) + 433 кДж, Н 2 + Br 2 = 2HBr (г) + 73 кДж. Будучи більш "м'яким" реагентом, бром знаходить широке застосування в органічній хімії.
I 2 + I - → I - 3. Утворений розчин називається розчином Люголя.
2Li + At 2 = 2LiAt - астатід літію. З воднем, утворюючи астатоводород:
H 2 + 2 = At 2HAt. ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|