TRƯỜNG DAIL HOC SU PHAM THANH PHO HO CHi MINH KHOA HOA
t2 K gò
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN HÓA HỌC
Chuyên nghành : Hóa vô cơ ĐỀ TÀI :
LÝ THUYẾT , HỆ THONG CAU HOI, BAI TAP TRAC
NGHIEM CHUGNG HALOGEN ( NHOM VIIA )
GVHD : Thầy MAI VĂN NGỌC
SVTH : PHAM NGOC MAI
Lip : Hóa IVB Niên khóa ; 1999 ~ 2003
Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng Š - 2003
Trang 2LUAN VAN TOT NGHIEP SVTH: PHAM NGOC MAI
LOI NOI DAU !
9g
- Với mong muốn hoàn thiện dẫn khả năng tư duy của học sinh, trong để tài của mình , ngoài việc trình bày những lý thuyết cơ bản về
các nguyên tổ và các hợp chất tạo nên từ cắc nguyên tổ của chương Hulogen em sẽ bổ sung một số câu hỏi, bài tập trắc nghiệm về chương
này, để các em có thể hệ thống hóa kiến thức đã học một cách logic và
vi vay sẽ nhớ bài lâu hơn
Xuất phát từ mục đích đó , sau thời gian tìm hiểu , tham khảo tài liệu cùng sự giúp đỡ của các thầy cô và Ban chủ nhiệm khoa Hóa và
những đóng gáp ý kiến của các bạn sinh viên, luận văn của em đã hoàn thành theo đúng kế hoạch
Em vín chân thành cảm ơn:
s* Phòng đào tạo trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí
Minh
s% Ban chủ nhiệm khoa Hóa cùng các thầy cô
s* Đặc biệt cảm ơn thây Mai Văn Ngọc _ thầy đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành tốt luận văn này
Vì thời gian và điều kiện nghiên cứu có hạn nên sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của
các thầy cô và các bạn khi tham khảo đề tài này
Em xin chân thành cảm ơn
SVTH : Phạm Ngọc Mai
(„^*
Trang 3
LUAN VAN TOT NGHIEP SVTH: PHAM NGOC MAI MUC LUC rk Trang Lời nói đầu -~-~ ~~-~~~~~=x==~srrrrresreea.e~e | Muc luc -+ + + ++ 2
Phần một :/.ý thuyết về chương Halogen
Chương | :Cac Halogen -~ -~~=-«===«<=~<~==+<=~<==========~= 3
Chung 2 :Clo - 7
Chương 3 : Cac Hidro halogenua _ Hidro Clorua - 13 Hidro Clorua -==-<~ ~< <<==<+~=<~~~~-~~==~~~~ 17
Chương 4 : Axit Clohidric ya mudi clorua - 20 Chương Š : Một số hợp chat chifa oxi clia Clo - 24
Chương 6 : Flo _ Brom _lot - Te~~e~~~e~~~=e~~e~~~~~~ Tae 28
Phần hai : Bài rập trắc nghiệm
Chương 1 : Tính chất hóa học _ Đánh giá kết quả - 35 Chương 2 : Điều chế và nhận biết _ Đánh giá kết quả - 4I
Chương 3 : Tính chất vật lý -Trạng thái tự nhiên -Ứng dụng- Kết quả
“se ceeeerreereeeerrrrrrrrrresnssreeeesrsrssesrsessesesee-s-eseesee 48
Chương 4 : Tổng hợp ! _ Đánh giá kết quả - 53 Chudng 5 : Tổng hợp 2 _ Đánh giá kết quả _ Kết luận chung -63 Kết luận -~-~-~~~~-=~==e=e~xexe~=rserereeesze-~~e~ese~e=eee 72
Tai liéu tham khao -+ -+++ + - 73
Trang 4LUAN VAN TOT NGHIEP
Phần một : Lý thuyết về chương Halogen
SVTH: PHAM NGOC MAI
CHUONG 1: CAC HALOGEN
|) Khai quat :
RO
Nhóm VIIA , phan nhém chinh nhém VII, g6m c4c nguyên
t6: Flo (F) , Clo (Cl) , Brom (Br) , lot (I) , Atatin (At) Chiing cé tên là
Halogen ( theo tiếng Hy Lạp có nghĩa là sinh ra muối ) do khả năng
kết hợp dé đàng của chúng với kim loại kiểm tạo thành các muối điển
hình
Quan trọng nhất về mặt lý thuyết cũng như ứng dung 1a Clo
Nó đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi Riêng Atatin ( dịch từ
tiếng Hy Lạp có nghĩa là không bền , đồng vị sống lâu nhất chỉ có chu
kì bán hủy là 8,3 giờ ) thực tế không gặp trong thiên nhiên Nó được điều chế nhân tạo khi thực hiện phản ứng hạt nhân Do vậy Atatin
được xem xét chủ yếu trong nhóm các nguyên tố phóng xạ 2) Tinh vật lý : Các Halogen có những hằng số lý học quan trọng sau đây :
Flo Clo Brom lot
Trạng thái vật lý ở điểu | Khímàu | Khí màu |Lỏng, | Tỉnh thể
Trang 5LUAN VAN TOT NGHIEP SVTH: PHAM NGỌC MAI
Trong Halogen rắn và lỏng , các phân tử X; liên kết với nhau
bảng lực Van der Waals Luc nay ting lén theo chiều tãng khối lượng và khả năng bị cực hóa của phân tử Halogen , nên từ Flo đến Iot,
nhiệt độ nóng chảy và nhiệt đô sôi tăng lên
Cúc Halogen đều có mùi xốc , khó ngửi và rất độc
Xét về độ tan:
Là những hợp chất không phân cực , các Halogen tương đối
ít tan trong nước : 1 lit nước ở 25°C có thể hòa tan 64 gam Clo ; 33,6 gam Brom ; 0,33 gam Tot Khi làm lạnh dung dịch nước của chúng ,
các Halogen tách ra dưới đạng hiđrat tính thể X;.8H;O Đây là những
hợp chất bao ( loại clatrat ) được tạo nên nhờ sự thâm nhập của các phân tử Halogen và trong khoảng trống của những tập hợp gồm những phân tử nước liên kết với nhau bằng liên kết hiđro
Các Halogen tan nhiều trong các dung môi hữu cơ như
benzen , tetra cloruacacbon , cacbon disunfua , ete và ngay cả rượu
# Trong những dung môi hữu cơ mà trong phân tử không chứa oxi
(như benzen , etxăng, cacbon disunfua ) iot cho dung dich màu tím ,
còn trong những dung môi mà trong phân tử có chứa oxi ( như ete ,
rượu và axêtôn hoặc các hiđrocacbon có đôi electron 7) lot cho dung
dich mau nau
* Trong dung dich mau tim , lot ở dạng pân tử lạ giống như trong
trạng thái hơi , còn trong dung dịch màu nâu, lot tạo nên với dung môi
những solvat không bển , màu nâu khác với mầu chuẩn của lot , chứng tỏ có sự tạo thành phức chất yết I; Y ( Y là nguồn giàu electron ), các phức chất này đã biết là phức chuyển dịch điện tích Năng lượng liên kết trong chúng xuất hiện là đo sự chuyển một phần điện tích sang phân tử lot:l; _ Y*, Đôi khi các phức chất của I; cũng như của Br;, Cl: và ICI có thể tách ra dưới dạng chất rắn tỉnh thể ở nhiệt thấp
.* lot con có một đặc điểm nữa là tan nhiều trong dung dịch KI,
đo sự tạo thành ion phức truotua :
+1 a lạ
Trang 6LUAN VAN TOT NGHIEP SVTH; PHAM NGOQC MAI
—_—_—
trở lại khi để nguội , giữa lot và hề tỉnh bột không có phản ứng hóa học , mà do lot thâm nhập vào những lỗ trống ( hay các rãnh ) của
polisaccarit amiloza
3) Sư giống nhau giữa cá logen :
Nguyên tử của các nguyên tố nhóm Halogen có 7 electron trên lớp vỏ ngoài cùng với cấu hình electron chung ; ns” np’, nén tinh
chất hóa học cũng như thành phần va tinh chất của các hợp chất do chúng tao thành rất giống nhau
Vì còn thiếu ! electron nữa là đạt cấu hình bền của khí trơ , do
do chung ;
- Cé thé dé dang nhận thêm | electron nifa để tạo thành
lon X” khi tác dụng với kim loại :
Aele oo" x
Ví dụ : NaCl, KBr, Những hợp chất mà trong đó Halogen có trạng thái oxi hóa - l này đều rất bền vững
- Tạo liên kết công hóa trị bằng cách góp chung | electron độc thân với nguyên tử của nguyên tố khác
Vị
dụ : H-CI, I-CI , Cl-CI
Dung dịch trong nước của các hợp chất Halogen với
hidro là các axit HE, HCI, HBr, HI
| Khi Hidroflorua (HF) _ Hidroclorua(HCl) _
Hidrobromua(HBr)_ Hiđroiotua(HI)
Dung dịch Axit Flohidric(HF) _ Clohidric (HCH _ Bromhidric(HBr) _ lothidric (HD)
4) Sự khác nhau của các Halogen:
-Trang thái vật lý thay đổi từ khí sang lỏng rồi sang rắn từ
Flo đến lot
- Màu sắc đậm đần , nhiệt độ nóng chảy , nhiệt độ sôi tăng din tir Flo dén Tot
- Từ Clo trở xuống , các Halogen c6 thé diing orbital d dé Lio thành nhiều nguyên tử mà trên lớp vỏ ngoài cùng có hơn 8œ, ví
du > Bre UB
Trang 7
LUAN VAN TOT NGHIEP SVTH: PHAM NGỌC MAI - Trong nhóm VHA càng đi xuống thì tính không kim loại
của các nguyên tổ càng giẩm, tính kim loạ! tăng lên lot có vẻ sáng kim loại và cho được những hợp chất như tot peclorat IClO;, iot
iriaccetat 1(CH,COO), , trong dé iot 6 dudi dang I’ va ['* tức là một
đặc tính của kim loại,
- Ngoài ra , các Halogen còn có một số điểm khác nhau, chẳng hạn : HE là axit yếu trong khi HCI, HBr, HI lại là những axit
mạnh ; AgE tan nhiều trong nước , nhưng AgCl, AgBr, Agl là những chất ít tan
Trang 8LUAN VAN TOT NGHIEP SVTH: PHAM NGOC MAI CHUONG 2: CLO SHOe Ki hiéu héa hoc: Cl Số thứ tự nguyên tử : 17 Nguyên tử khối :35,435
Cấu hình electron của nguyên tử : 1s° 2s” 2p” 3s” 3p`
Clo là nguyên tố thuộc nhóm Halogen Phân tử Clo gồm hai nguyên tử Clo liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị
không phân cực và có công thức là C]; : CỊ : CỊ
C] - CỊ
1 TÍNH CHẤT VẬT LÝ :
Ở điều kiện thường , clo là chất khí màu vàng lục , mùi xốc rất khó chịu Khí Clo rất độc , phá hoại mạnh niêm mạc của
đường hô hấp , lại nặng hơn không khí gần 2,5 lần nên trong chiến tranh thế giới lẫn thứ nhất Clo được dùng làm hơi ngạt
Khí Clo tan vừa ở trong nước , ở 20°C, | lit nước hòa tan
khoảng 2,3 lit khí Clo Dung địch của khí Clo còn được gọi là nước
Clo, có màu vàng nhạt Khí Clo tan nhiều trong các dung môi hữu cơ, nhất là hexan và cacbon tetraclorua
Il TÍNH CHẤT H
Có 7e ở lớp ngoài cùng ( 3s” 3p` ) , nguyên tử Clo rất dễ
Trang 9LUAN VAN TOT NGHIEP SVTH: PHAM NGOC MAI
ee me rere rrr mm ee + we cm
L) Tée dung vot kint float:
Clo tác dụng với hầu hết kim loại tạo thành muối clorua là
chất có cấu tạo ion
Với những kim loại có tính dương điện mạnh như Na ,K,
Mựg thì phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường ; riêng những kim loại có
nhiều trạng thái oxi hóa , phản ứng tạo tành các halogenua kim loại ứng với số oxi hóa cao nhất , nhưng với Iot thì không :
Thí du 1 : Kim loại Natri đã đun nóng chảy khi cho vào bình đựng khí Clo sẽ bùng cháy saág chói , trên thành bình xuất hiện bột trắng Natri clorua :
2Na + Cl, ae 2NaCl
Thí du 2 : Cho vào bình đựng khí Clo một sợi lò xo sắt đã đốt nóng trước , sợi lò xo sẽ cháy thành khói màu nâu là những hạt
nhỏ FeC]; :
2Fe + 3C]: —— 2FeCl,
nhưng Fe + I; _— Fel,
2) Tác dụng với hiđro -
Clo kết hợp trực tiếp với nhiều phi kim ( trừ C,N, O và khí hiểm) tao thành clorua cộng hóa trị Phản ứng xảy ra mạnh hơn hết
vớổì khí Hiđro :
H,+Cl, ——* 2HC]
Ở nhiệt độ thường và trong bóng tối , phần ứng xảy ra rất chậm , nhưng khi đốt nóng hoặc chiếu sáng mạnh, phản ứng xảy ra ngay và kèm theo hiện tượng nổ
®& Nguyên nhân chủ yếu gây ra hiện tượng nổ là do phản ứng phát ra nhiều nhiệt Chỉ cần một điểm nào đó của hỗn hợp khí Clo và Hiđro được đốt nóng để khơi mào phản ứng , nhiệt sinh ra tại
đó đốt nóng những phân tử khí xung quanh làm chúng phản ứng với nhau lại sinh ra nhiệt và cứ như thế phản ứng nhanh chóng lan ra toàn
hộ hỗn hợp Nhiệt sinh ra làm tăng đột ngột thể tích khí HCI gây ra hiện tượng nổ
Trang 10LUẬN VÂN TỐT NGIHÉP ae -raaarrasaaaraasmxmsassrxmasremxeeersexeexsreoesxsx sswơợtxsx SVTH: PHAM NGOC MAI
3)Tác dung với hợp chat:
a) Vai chất có khả năng khử : Khí Clo có thể oxi hóa các muối lotua thanh fot, Bromua thanh Brom , sắt (II) thành muối sắt (HH),
Thi du: 2KI+Cl — 2KC! +I,
2NaBr+ Cl, —e 2NaCl + Br,
2FeClh+Clh — 2FeCl
bì Với nước : Khi tan trong nước , khí Clo tác dụng chậm với
nước tạo thành một hỗn hợp axit Clohiđric và axit Hipoclorơ ;
Cl: + HạO —— ÐHCI + HCIO Trong phản ứng này Clo có số oxi hóa 0 đã thành các số
oxi hóa —l và +l nên Clo là chất tự oxi hóa tự khử ,
Phản ứng Clo với nước giải thích khả năng của khí Clo làm
giấy quỳ xanh ẩm đổi thành màu đỏ rồi mất màu Axit Clohiđric làm đổi màu giấy quỳ và axit hipoelorơ làm mất màu Đây là cách nhận
biét khi Clo,
Phản ứng này khơng xảy hồn tồn vì hai axit được tạo nên lại phản ứng với nhau theo chiều ngược lại
Axit hipoelorơ chỉ tổn tại trong dung dịch Là hợp chất
kém hển, ngay trong dung dich loãng axit hipoclorơ đã phân hủy dẫn giải phóng khí oxy:
2HCIO ——* 2HCI+0,'
Phản ứng xảy ra càng nhanh đưới tác đụng của ánh sáng mặt trời Vì thế , nước Clo dé sau một thời gian sẽ mất màu vàng nhạt
và chỉ còn chứa axit Clohiđric
1 UNG DUNG CUA CLO:
|) Khí Clo được dùng để tiệt trùng nước dân dụng Nước , sau khi đã đi qua bể lọc để loại bỏ các tạp chất rắn còn chứa nhiều vi khuẩn có hại cho sức khỏe nên phải được xử lí bằng một lượng khí Clo chỉ đủ để diệt hết vi khuẩn mà không gây mùi vị khó chịu cho người đùng ( 0.002 gam Clo/ 11 nước ) Nước bể bơi có thể được xử lí bằng lượng khí Clo nhiều hơn
3) Khí Clo được dùng để sản xuất các chất tẩy tring , sát
trùng như nước Ja-ven và Clorua vôi và sản xuất những hóa chất công
Trang 11
LUAN VAN TOT NGHIEP SVTH: PHAM NGOC MAI
nehiep ahu ax Clohidric , Kali clorat
3 Người ta dùng lượng rất lớn Clo dé điều chế những dung mỗi công nghiệp như cacbon tetraclorua , sản xuất nhiều chất
polime như nhựa PVC ( polyvinylclorua ), cao su tổng hợp, sợi
Clorin, chất vit da
4) Trước đây khí Clo được dùng để sản xuất một số thuốc trừ sảu trong nông nghiệp Loại thuốc trừ sâu đã được dùng rộng rãi nhất là diclodiphenyltricloetan viết tắt là DDT Nhung từ năm 1972 đến nay người ta đã hạn chế đến mức tốt đa việc sử dụng DDT (DDT là hợp chất không bền khi phun vào cây trồng sẽ tích tụ lại trong cây trồng „ côn trùng và đất Những loài chim ăn côn trùng đo đó bị tiêu diét dan Ti cây trồng DDT có thể chuyển vào dộng vật và như thế có
thể tích tụ lại trong lương thực và thực phẩm của người Bởi vậy , người ta đã phát hiện có DDT trong sữa của những con bò ăn có có
phun DDT)
IV TRANG THÁI TỰ NHIÊN VÀ ĐIỀU CHẾ :
L) Trạng thái tư nhiên :
Là nguyên tố rất hoạt động nên trong thiên nhiên Clo luôn ở dạng hợp chất Clo tập trung chủ yếu ở Natri clorua trong nước biển, muối mỏ và các tầng trầm tích xuất hiện khi bay hơi các hỗ muối thời tiền sử Một lit nước biển chứa khoảng 30 gam NaC}
Ngoài ra , Clo còn có trong máu đưới dạng NaC| và trong dịch vi dudi dang HCl,
Trong tự nhiên tổn tại hai đồng vị của Clo:
: CI (75,4%) và a Cl(24,6%)
2) Diéu ché Clo trong céng nghiệp :
a)Trong công nghiệp người ta điều chế Clo bằng cách điện phân dung dịch bão hòa muối ăn trong nước với anot bằng than chì và catot bang sat trong thing điện phân có màng ngăn
Quá trình điện phân dung dịch muối ăn có thể biểu dién như sau :
Trang 12LUAN VAN TOT NGHIEP SVTH: PHAM NGOC MAI b) Ngoai phương pháp trên đây khí Clo còn được điều chế
bằng cách điện phân dung dịch bão hòa muối in trong thùng điện phân không có màng ngăn, với anot bằng than chì và cotot là một lớp thủy
gân rất mỏng di chuyển trên đấy thùng
Ở các điện cực xảy ra các quá trình oxi hóa khử như sau 2CI + 2e “—SS=> Cl, danot (4)
2Na” + 2e “—Sc-cYx 2Na ởcatot(-) Natri kim loại vừa sinh ra tan vào thủy ngân tạo thành hỗn
hống chảy xuống thùng sắt đựng nước đặt ở phía dưới Ở đây hỗn
hông Nati tác dụng với nước theo phản ứng :
2Na + 2H;O —— > 2?NaOH+H;`
( trong hỗn hống )
Thủy ngân tách ra khỏi hỗn hống được đưa trở lại vào thùng điện phân để dùng tiếp
Theo phương pháp này sản phẩm thu được cũng là C]; , H; và
NaOH nhưng kiểm NaOH rất tỉnh khiết
Tuy nhiên , nhược điểm chính của quá trình này là mối nguy
hiểm do hao hụt thủy ngân mà việc khử sạch nó rất phức tạp Do đó ,
một số nhà máy đã bị đóng cửa Việc sử dụng các điện cực khác , cho
NaOH ít tỉnh khiết hơn
* Ở đây cần nhắc lại một thảm họa lớn của những năm năm
mươi ở Nhật Bản vì nhiễm độc bởi thủy ngân của nhà máy điều chế Clo theo phương pháp điện phân với catot bằng thủy ngân Do việc xử lý nước thải đổ ra biển của nhà máy chưa hoàn toàn triệt để nên nhiều chim chốc , gia súc và ngư dân sống trên vùng vịnh bị chết dân vì đã ăn phải cá chứa hàm lượng thủy ngân quá cao so với hàm lượng cho phép Hiện tượng nhiễm độc kéo dài đến gần mười năm mới phát hiện được ,
3) Điều chế khí Clo trong phòng thí nghiệm :
Trong phòng thí nghiệm khí Clo được điều chế bằng tác dụng của axit Clohiđric đặc với những chất oxi hóa mạnh như kali
pemanganat (KMnO;) , mangan đioxit (MnO;) theo các phản ứng sau :
2 KMnO,+l6HCl ———*_ 2MnCl; +2KCI+8H:O +5CI,' MnO, + 4HCI ——*> MnCl; +2 H;O +CI.`
Trang 13
LUAN VAN TOT NGHIEP SVTH: PHAM NGOC MAI
Trong trường hợp dùng MnO;, cần phải dun nóng nhẹ
Trong cả hai trường hợp người ta dùng nước để giữ lại khí HCI
kéo theo và đùng axit sunfuric đặc để giữ lại hơi nước để làm cho khí
clo khô
Trang 14LUAN VAN TOT NGHIEP SVTH: PHAM NGQC MAI
CHƯƠNG 3 : CÁC HIĐROHALOGENUA HX - HIDROCLORUA ( HCl)
OL
| TINH CHAT LY HOC:
Hợp chất củaHalogen với Hiđro được gọi là hiđrohalogenua :
ở điều kiện thường chúng là những chất khí không màu , có mùi xốc , khó ngửi và độc Sau đây là một số hằng số lý học quan trọng của chúng : HF HCI HBr HI Nhiét d6 néng chay (°C) -83 -114 -8? 51 Nhiét d6 séi (°C ) 19 -85 -68 -36
Độ dài liên kết H-X(A") |086 128 |142 |160
Năng lượng liên kết H-X 135 103 87 71 (Keal/mol ) Độ tan trong nước 0”C Tan không 14 15 2 (mol/l) giới hạn Độ phân ly của dung dịch | 9 92,6 93,5 95 0,1N(%)
Từ HCI đến HI, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi tăng dần theo chiều tăng khối lượng phân tử Riêng HF có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao một cách bất thường , nguyên nhân là có sự trùng hợp mạnh giữa các phân tử HF bằng liên kết hiđro liên phân tử :
nHF ——`— (HF), n=2—-6
Năng lượng của liên kết hiđro trong trường hợp này là lớn nhất, vì Flo có độ âm điện lớn nhất Đến trên 90°C thì khí HF mới hoàn toàn ở trạng thái đơn phân tử
Trong day HF đến HI độ dài liên kết tăng dẫn và năng lượng liên kết giảm xuống làm cho độ bền nhiệt của phân tử giảm xuống
mạnh
Là hợp chất có cực , các hiđro halogenua tan rất nhiều trong nước Ở 0°C, đô tan của HF là vô hạn , còn của HCI , HBr, HI, giảm
Trang 15
LUAN VAN TOT NGHIEP SVTH: PHAM NGOC MAI
dan vao khodng 500 lit rong 1 lit nước , Tính háo nước của các hiđro
halogenua giải thích tại sao các dung địch đậm đặc của chúng bốc khó trong không khí ẩm, Các hiđro halogenua tạo nên với nước những hỗn hợp đồng sô có thành phần và nhiệt độ sôi xác định : HE HC] HBr HI % khối lượng 35,4 20,2 47 57 Nhiét d6 s6i,°C 120 110 126 127 Trên thị trường , axit Clohiđric đặc có nồng độ khoảng 37% ( d= 1,19 g/ml ) Dung dịch đẳng phí (đồng sôi ) có nồng độ 30.2% sôi ở I10°C Khi được làm lạnh , dung dịch axit Clohiđric đặc cho những hiđrat tỉnh thể có thành phần HCI.nH;O ( n=l,2 hoặc 3 ) HF lỏng là dung môi ion hóa tốt sau nước đối với nhiều chất vô cơ và hữu cơ
II TINH CHAT HOA HOC:
Hai tính chất hóa học chủ yếu của các HX là tính axit trong
dung địch nước của chúng và tính khử
FY iam 2u ike hi at macs
* Ở thể khí hoặc lỏng , các HX không hể thể hiện
tính axit , HCl nguyên chất ở thể lỏng không dẫn điện , không ăn mòn kim loại Tuy nhiên dung dịch nước của các HX là những axit mạnh
và được gọi là axit halogenhiđric
HX+HOH _m HO” + X'
Qua độ phân ly của dung dịch 0,1N thì các axit HCI, HBr, HI là những axit rất mạnh
Trang 16LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SVTH: PHAM NGỌC MAI
mudi hidroflorua nhu NaHF, , KHF;
Khác với các axit khác „ axit HE là axit duy nhất tác dụng với
SiO; (cất, đất sét, thủy tỉnh ) sẽ được xét kĩ hơn trong chương F†o,
*® Khi đi từ HE đến HI tính axit tăng lên , nguyên
nhân là đo nắng lượng liên kết H-X giảm xuống nên phân tử càng dễ bi ton héa Cac dung dich axit HX ăn mòn được kìm loại đứng trước hidro trong day điện hóa và tạo thành các Halogenua kim loại ứng với hóa trị cực tiểu của kim loại đó :
Fe + 2HCI —— FeCl, + H;'
Trong dãy HF đến HI tính khử ở trạng thái khí cũng như trang thái dung dịch tăng theo độ kém bền của liên kết H-X, vì khả năng nhường electron của ion X' tăng dẫn từ F dénT:
+ HF không thể hiện tính khử ,
+ HCI có tính khử yếu , chỉ thể hiện tính khử khi
tác dụng với những kim loại có tính oxi hóa mạnh:
+ HBr và HI thể hiện tính khử rõ rệt , nhất là HI
được xếp vào loại chất khử mạnh :
Axit sunfuric đặc được HBr khử đến SO; và được HI khử đến H;S
2HBr+H;SO, ———* Brạ+ SO;` + 2H;O SHI + H;SO; => lạ+ HạS” +4H;O
Các dung dịch HBr và HI khi để lầu trong không khí trở nên có màu vàng nâu, vì bị oxi hóa giải phóng dẫn halogen tự do :
4HI + O, —— 2H:O +21;
Còn các dung dịch HE và HCI không bị biến đổi , luôn luôn trong suốt , Tương tác của HCI và oxi chỉ sinh ra ở pha khí và đun nóng
O;+4HClI => 2H;O +2 Cl:y AH = - 28 Kcal/mol Dưới 600°C cân bằng của phản ứng chuyển dịch sang bên phải và trên 600°C sang bên trái Đây là một ví dụ cho thấy rõ hoạt tính oxi
hóa của các chất : ở nhiệt độ cao thì Clo hoạt động hơn Oxi, còn ở thiệt thấp thì oxi hoạt động han clo
Trang 17
LUAN VAN TOT NGHIEP SVTH: PHAM NGỌC MAI IH ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG ĐỨNG : Cúc hiđrohalogenua được điều chế từ các phương pháp sau day : L) Tổng hợp : Phương pháp này dựa vào ái lực lớn của các halogen với hiđro X:+H; a 2HX S) Tác dụng của một axit khó bay hơi với một hạlogenua kửn loại - -Phương pháp này dựa vào tính dễ bay hơi của các hiđrohalogenua; MX+HA ——* HXỈ+MA
Trong công nghiệp , người ta dùng H;SO; đặc , nóng để điều chế
HE và HCI, nhưng với HBr và HI thì không dùng phương pháp này được vì nó xuất hiện thêm phản ứng HBr + H;SO,¿ ; HI + H;SO¿¿
Đối với HE, đây là phương pháp duy nhất , đi từ Florit CaF;
i~
CaF;+HạSO, ——* 2HF’ + CaSO,
Đối với HCI đây là phương pháp cổ điển không còn dùng nữa
2NaCl+H,SOQ,4 —“* 2HCI + Na;§O,
Tuy nhiên , trong phòng thí nghiệm , phương pháp này vẫn tỏ ra rất tiện lợi :
%¿
NaCl+H,SOy ——> HCl +NaH$O,
3) Thủy phân các photphohalogenua :
Hai phương pháp trên không thể áp dụng điều chế HBr và HI
nên người ta thường dùng phương pháp thủy phân này để điều chế
chúng :
PBr;+3H,0 ——* H,PO, + 3HBr
PI, + 3H,O — H:PO; + 3HI
Trong thực tế , người ta cho Brom hay lot tác dụng trực tiếp với
Trang 18LUẬN VÂN TỐT NGHIỆP SVTH: PHAM NGỌC MAI
HIDRO CLORUA +
Hiđro clorua ( HCI ) là hợp chất cộng hóa trị Trong phân tử
HCI, hai nguyên tử H và CI liên kết với nhau bằng một cặp electron
chung của hai nguyên tử đó H : Cl và phân tử có công thức cấu tạo H - Cl
Vi Clo âm điện hơn Hiđro nên cap electron chung lệch nhiều vẻ phía Clo làm cho phần tử trở nên phân cực
I TINH CHAT VAT LY:
Hiđro clorua là khí không màu , mùi hắc , nặng hơn không khí gan 1,3 lan; | lit HCl nang 1,64 gam Gặp không khí ẩm , khí HC] kết
hop với hơi nước tạo thành sa mù trắng nên người ta nói nó bốc khói trong không khí
Là hợp chất phân cực , khí HCI tan rất nhiều trong nước, Iit
nước ở điều kiện thường hòa tan 500(1) khí HCl Thí nghiệm sau đây
chứng minh tính dễ tan của HCI trong nước ;
® Lấy một bình đã thu đầy khí HCI, đậy bình bằng nút cao su có xuyên ở giữa một ống thủy tỉnh có đầu nhọn , đầu nhọn hướng vào trong bình Cẩm ngược bình , nhúng đầu không nhọn của ống thủy
trình vào chậu nước đã cho thêm vài giọt rượu quì Một lúc sau nước ở
chậu được hút theo ống thủy tỉnh vào bình và phun thành tia có màu hồng Hiện tượng này chứng tỏ khí HC] trong bình đã tan vào nước ,
khí càng tan , ắp suất trong bình càng giảm nên càng hút nước ở chậu
vào vì áp suất của khí quyển ở ngoài bình cao hơn áp suất của khí ở trong bình , còn màu hồng là màu của rượu quỳ khi gặp dung dich HCI
Dung dịch của HCI trong nước là dung dich axit clohidric
Dung dịch axit đặc nhất chứa gần 37% HCI và có khối lượng riêng là
1,19 kg/l Axit Clohidric loại tỉnh khiết không có màu, loại công nghiệp có mầu vàng vì chứa tạp chất sất và khí Clo Axit Clohiđric đặc bốc khói khá mạnh trong không khí,
Trang 19
LUAN VAN TOT NGHIEP | SVTH: PHAM NGOC MAI
11 TINH CHAT HOA HOC:
|) Khí HCI không cháy được và cũng không duy trì sự cháy
của các chất
Khí HCI rất để kết hợp với khí amoniae ( NH;) tạo thành khói trắng gồm những hạt rất nhỏ của muối amoni clorua ( NH:CI) :
HCl + NH, ee NH,Cl
Dựa vào tính chất này người ta nhận biết khí HCI hoặc axit
Clohiđric đặc Chẳng hạn để nhận biết axit, nhúng đũa thủy tinh vào axit rồi đưa đầu đũa đó kể miệng của bình amoniac đậm đặc , nếu ở
đầu đũa xuất hiện khói trắng thì axit đó là axit Clohiđric
2) Điểm đặc biệt lý thú là khí HCI khô không làm đổi mầu giãy quỳ xanh , không tác dụng với đá vôi giải phóng khí cacbonic ,
không tác dụng với kim loại , thậm chí kim loại kiểm cũng tác dụng rất khó Nói chung khí Hiđro clorua khan không thể hiện các đặc tính của aXIL,
I DIEU CHẾ :
1) Trong công nghiệp : Người ta dùng phương pháp tổng hợp :
a) Nguyên liệu dùng để tổng hợp khí HCI là các khí H; và Cl; sinh ra trong thiết bị điện phân dung dịch muối ăn Đốt cháy khơi mào hỗn hợp khí H; và Cl; khi vừa trộn lẫn với nhau ở trong buồng làm bằng than chì hoặc thạch anh , sau đó hỗn hợp khí tiếp tục
chấy êm địu tạo thành khí HCI
b) Khí HCI được nước hấp thụ ở trong hai tháp theo nguyên tắc ngược dòng : dùng dung dịch HCI loãng thu được ở tháp sau để hấp thụ khí có hàm lượng HCI cao ở tháp trước và dùng nước hấp thu khí có hàm lượng HCI thấp ở tháp sau Nhờ vậy khí HCI được
Trang 20LUAN VAN TOT NGHIEP SVTH: PHAM NGOC MAI
«| ANN ENC Rena
— 2) Trong phòng thí nghiệm :
Axit clohidric luôn có sẵn trong phòng thí nghiệm , Trường hợp không có , khí HCI được điều chế bằng tác dụng của axit
sunfuric đặc với muối ăn theo phản ứng :
NaC]Tueku¿ + HàSO¿¿¿c —~* NaHSO,+HCl
Tùy theo nhiệt độ đun mà tạo thành hoặc NaHSO: hoặc
Na›SO,
Thu khí HCI vào nước cất ta được axit clohiđric Đây là
phương pháp điều chế axit clohiđric trong công nghiệp trước đây
>*
Trang 21
LUAN VAN TOT NGHIEP SVTH: PHAM NGOC MAI CHUONG 4: AXIT CLOHIDRIC VA MUOI CLORUA er, Qe 1 AXIT CLOHIDRIC : L) Tinh chat vật lý :
Axit Clohiđric là chất lỏng , không màu, axit đặc chứa tới 37% hiđroclorua và bốc khói trong không khí ẩm
> ,
2) Tinh chat hé J me
Là hợp chất cộng hóa trị nhưng khi tan trong nước HCI
tác dụng với nước tạo thành dung dịch gồm ion theo phản ứng : HCI+HO ———*> H;O”+CT
Hoặc một cách đơn giản người ta coi phản ứng như là sự
phân ly hoàn toàn của HCI thành lon ở trong nước :
HC] On H* + Cr
Bởi vậy axit clohiđric là một trong những axit mạnh nhất Dung dịch loãng hay đặc của axit clohiđric đều thể hiện những
tính chất điển hình của axit như làm đổi màu giấy quỳ xanh , tác dụng
với oxit kim loại và với bazơ tạo thành muối clorua và giải phóng khí hiđro , Dưới đây là một số thí dụ :
NaOH + HCl —— NaCl+H,0
CaCO;+2HCl —— CaCl, +CO,'+H,0
Me+2HCl — > MgCl,+H,'
Fe + 2HCI ——, FeCh+ H,`
® Chú ý : Khi tác dụng với sắt , axit Clohiđric tạo thành muối sất
( 11) clorua , trong khi khí Clo tạo thành muối sất ( [HH ) clorua
Khi tác dụng với những chất oxi hóa mạnh như kali
Trang 22LUAN VAN TOT NGHIEP SVTH: PHAM NGOC MAI
K;Cr:O;+14HCL ——> 2CrCHh +3Cl; +7H:O +2KCI
Như vậy, axit clohiđric vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa
3) Ung dung:
Axit Clohiđric là một trong những sản phẩm quan trọng nhất của nghành công nghiệp hóa học Mỗi năm người ta sản xuất hàng triệu tấn axit clohiđric
Axit Clohidric được dùng để điều chế muối clorua của
các kim loại , xử lí quặng trong ngành luyện kim và tổng hợp những
sản phẩm hữu cơ
Axit Clohiđric được dùng để tẩy gỉ , làm sạch bề mặt những vật liệu bằng gang thép trước khi quét sơn hoặc phủ lên chúng một lớp kim loại có tác dụng bảo vệ Nó còn được dùng trong công nghiệp chế biến thực phẩm và trong y té
Axit Clohiđric tỉnh khiết là một trong những hóa chất thông dụng nhất của phòng thí nghiệm
Axit Clohiđrie được giữ và vận chuyển trong các xitec
có lót cao su không bị axit ăn mòn , trong các lọ thủy tỉnh, lo polietylen
II MUỐI CLORUA :
Tất cả các muối clorua đều tan , ngoại trừ muối của các kim
loại như bạc ( Ag), chì ( Pb ), thủy ngân (Hg)
Những muối clorua quan trọng nhất là :
* NaCl không những quan trọng đối với cuộc sống hàng
ngày của con người mà còn là nguyên liệu sản xuất clo , natri hiđroxit,
axit clohiđric
* KCI là phân bón chứa kali
* ZnC]: dùng quét lên gỗ chống mục, bôi lên mặt kim loại trước khi hàn vì nó vừa có tác dụng tẩy gỉ , vừa làm cho hợp kim hàn bám chắc vào bề mặt kim loại
* BaCl; , CuC]; là chất độc , dùng để trừ sâu bệnh trong
nông nghiệp ,
* CaCl, 6 dạng khan dùng làm khô các khí (sau khi hút
nước , nó biển thành CaCl;.6H;O)
Trang 23
LUAN VAN TOT NGHIEP SVTH: PHAM NGOC MAI * AIC], thuting dude ding lam chất xúc tác trong tổng hợp hữu cơ
* FeCl, ding lam mực đen
NATRI CLORUA
1) Tính chất :
Natri clorua còn gọi là muối ăn tỉnh khiết , gồm những tỉnh thể không màu hình lập phương Muối ăn tỉnh khiết không hút ẩm nhưng muối än thường vì còn chứa tạp chất, nhất là muối Magiê , nên nó bị chảy nước do hút hơi nước trone không khí Muối ăn có vi man
Natri clorua nóng chảy ở 801°C và bắt đầu bay hơi ở nhiệt độ cao hơn một ít, Hơi của natri clorua gồm có những phân ttt NaCl bi phân li một phần thành ion Na” và ion CT cho nên dẫn điện
Muối ãn dé tan trong nước , ở nhiệt độ thường 100g nước hòa tan 35,85¢ NaCl va độ tan thay đổi ít khi nhiệt độ tăng
2) Ứng dụng của muối ăn :
Muối ăn là chất rất cần để thêm vào thức ăn của người và gia
súc , Huyết thanh trong máu của người là dung dịch 0,08% NaCl trong
nước Trong y học người ta cũng dùng dung dịch 0,08% NaCI để truyền vào mạch máu khi cần thiết Để bảo quản được thịt , cá lâu ngày người ta ớp với mudi an
Muối ăn là nguyên liệu đầu trong sản xuất clo , axit clohiđric , kim loại natri , xút ăn da ,sôđa và những muối natri khác
Muối ăn còn được dùng trong các ngành sản xuất xà phòng ,
thuốc nhuộm hữu cơ , thuộc đa , đồ sành
Tỉnh thể lớn của NaCI tinh khiết rất trong suốt được dùng làm
Trang 24LUAN VAN TOT NGHIEP SVTH: PHAM NGỌC MAI
3) Phương pháp sản xuất muôi ăn :
Nước biển là nguyên liệu để sản xuất muối ăn Làm bay hơi đẩn nước biển bằng ánh nắng mặt trời để được dung dịch NaCI đậm đặc Phơi nắng dung dịch đậm đặc đó trên sân phơi láng ximăng , mudi ãn sẽ kết tính
II NHÂN BIẾT GỐC CLORUA:
Muốn nhận ra gốc clorua ( axit clohiđric hoặc muối clorua ) trong dung dịch , ta nhỏ dung dich bạc nitrat vào dung dịch đó.Nếu thấy xuất hiện kết tủa màu trắng không tan trong axit nitric thì kết luận rằng dung dịch cần nhận biết có gốc clorua
wChu ý : AgCI không tan trong axit, nhưng khi để ngoài ánh
sáng nó bị nhân hủy thành bạc kim loại màu đen và khí Clo : 2AsCl —“p 2Agia„ + Cl;`
eA
Trang 25LUAN VAN TOT NGHIEP SVTH: PHAM NGQC MAI CHUONG 5: MOT SO HOP CHAT CHUA OXI CUA CLO CMs I NUGC JAVEN :
Nuéc Javen 1a dung dich trong nuéc cia hon hop mudi NaC]
va NaClO Dung dịch đó được gọi là nước Javen vì lần đầu tiên được
Bertholet chế ra ở thành phố Javen gần thủ đô Pari ( nước Pháp )
Nước laven được tạo nên khi khí Clo tác dụng với dung dịch Natri hiđroxit loãng ở nhiệt độ thường :
Clạ+2NaOH — NaCl + NaClO + H,0
Nuc Javen
._ Chúng ta dễ dàng hiểu phản ứng này khi nhớ lại phản ứng của clo với nước , Như đã biết khi clo tác dụng với nước cho hỗn hợp axit
clohiđric và axit hipoclorơ Ở đây natri hiđroxit đã trung hòa hai axit
đó tạo nên natri clorua là muối của axit clohiđric , natri hipoclorit là muối của axit hipoclorơ và nước theo sơ đồ phản ứng sau :
Cl; + HO ana HCl + HClO
NaOH + HCl S=== NaCl + HO
NaOH + HCIO T7 Z2” NaCl + NaCl]O Muối hipoclorit , chẳng hạn như NaClO , cũng như axit hipoclorơ đều có tính oxi hóa rất mạnh Chính do khả năng oxi hóa của NaCIO, nước Javen được dùng để tẩy trắng vải , sợi, giấy
Nước laven không để được lâu Trong nhà máy dệt và nhà máy giấy , người ta chế tại chỗ nước Javen bằng cách điện phân dung
dịch muối ăn loãng (15-20%) trong thùng điện phân cơ bản giống với
Trang 26LUAN VAN TOT NGHIEP SVTH: PHAM NGQC MAI
il CLORUA VOI: Lj) Tinh chat:
Clorua vôi là sản phẩm kĩ thuật ở dạng bột màu trắng,
mùi xốc , giống mùi của khí clo Thành phần chính trong sản phẩm đó la CaOCl, Đây là muối hỗn tạp của axit clohiđrie và axit hipoclorở, nghĩa là một nửa phân tử là canxi clorua và một nửa là canxi
hipoclorit Để đễ hiểu ta so sánh công thức cấu tạo của CaOC]; với công thức của axit clohiđric và axit hipoclorơ
=- H— CI
Ca
™o—cl Hi— o— ai
Clorua vôi được tạo nên khi cho khí clo tac dụng với sữa vôi
( nước vôi khá đậc đặc ) theo phản ứng :
_ Cl
Cl, + Ca(OH), TT 27 Ca + HạẠO
O— Cl
Phản ứng này giếng phản ứng tạo thành nước Javen , chỉ khác ở chỗ Canxi có hóa trị hai còn Natri có hóa trị một nên Canxi có thể tạo nên muối hỗn tạp
Cũng như natri hipoclorit, clorua vôi có tính oxi hóa mạnh Khi tác dụng với axit clohiđrie , clorua vôi giải phóng khí clo theo phar
ting :
CaOCl,+2HClL —* = CaCl,+Cl,'+H,0
Đưới tác dụng của ánh sáng hoặc đun nóng dung dịch có mặt đồng oxit hoặc sắt oxit làm chất xúc tấc , clorua vôi giải phóng khí oxi theo phản ứng :
2CaOC; ——* CaCl+O;`
Trong phòng thí nghiệm người ta có thể dùng hai phản ứng này để điều chế Clo và Oxi
Khi để trong không khí , clorua vôi tác dụng với khí cacbonic
ở trong không khí giải phóng khí diclo oxit:
2CaOCl;+CO; ——*_ CaCl;+ CaCO; + CI;O†
Trang 27
LUAN VAN TOT NGHIEP SVTH: PHAM NGỌC MAI
Khi diclo oxit có mùi giống khí Clo , Đây là nguyén nhân lam che clorua vôi có mùi của khí Clo
2) Ung dung và điều chế :
So với nước laven , clorua vôi rẽ tiền hơn , có hàm lượng hipoclorit cao hơn , đễ bảo quản và dễ chuyên chở hơn Ngồi cơng dụng là chất tẩy trắng sợi , vải và giấy , clorua vôi còn được đùng nhiều trong một số lĩnh vực khác Clorua vôi dùng để tẩy uế các hố rác và cống rãnh là những ổ gây dịch bệnh Do có khả năng tác dụng với chất hữu cơ , clorua vôi được đặc dụng để phá các chất độc Một lượng lớn clorua vôi được dùng trong việc tỉnh chế dầu mỏ
Trong công nghiệp , người ta điều chế clorua vôi bằng
tác dụng của khí clo với vôi tôi khô
Ill KALI CLORAT :
Kali clorat la chat ở dạng tỉnh thể hình vẫy không có màu , nóng chảy ở 365°C Nó ít tan trong nước lạnh nhưng tan nhiều trong nước nóng , 100g nước hòa tan 5,3g KCIO; ở 0”C ; 7,3g ở 20°C và 56g & 100°C , cho nén né rat dé két tinh lai trong nước Nó không tan trong rượu tuyệt đốt , Khi đun nóng đến gan 400°C , kali clorat phan hiy thành peclorat va clorua : 4 KCIO, — er KCIO,+ KCl Ở nhiệt độ cao hơn nữa , kali clorat phân hủy thành clorua và OXI : 2KCIO; —* 2KCcI+30,'
Phản ứng này xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn khi có MnO; hay Fe;O; xúc tác và thường được dùng để điều chế oxi trong phòng thí nghiệm ,
Ở trạng thái rắn , kali clorat là chất oxi hóa mạnh Khi tiếp
xúc với kali clorat photpho bốc cháy Hỗn hợp của kali clorat với đường , lưu huỳnh và bột nhôm sẽ nổ khi đập mạnh Bởi vậy kali
Trang 28LUAN VAN TOT NGHIEP SVTH: PHAM NGOC MAI
Trong công nghiệp , kali clorat được điều chế bằng cách cho khí clo đi qua nước vôi đun nóng rồi lấy dung dịch nóng đó trộn với KCI và để nguội cho KCIO, két tinh:
6Cl, + 6Ca(OH), ———" Ca(CIO‡) + 5SCaCl› + 6H:O Ca(CÌOh); + 2KCI ————* 2KCIO, + CaCl
Kali clorat con được điều chế bằng cách điện phân dung dịch
KCI 25% ở nhiệt độ 70-75°C
Yea_—
Trang 29
LUAN VAN TOT NGHIEP SVTH: PHAM NGỌC MAI
"= ï ⁄†—nn'Tmm——————-———— ———-———————— nh hen ak tm
I TINH CHAT HOA HOC:
C6 7 electron 6 lớp ngoài cùng ( s”p” ), nguyên tử halogen dễ lấy thêm một electron biến thành ion Halogenua, có vỏ electron bền
của khí hiếm đứng ngay sau nó ở trong chu kì :
X + € ———
Bởi vậy tính chất hóa học điển hình chung của các Halogen là
oxi hoá mạnh va khả năng oxi hoá giảm dân từ Flo đến lot phù hợp
với chiều giảm dần độ âm điện của chúng
Halogen: Flo Clo Brom lot
Độ âm điện : 4 3 2.8 2.5
Tinh Oxi hoa gidm
Kém hoat déng nhất ở trong nhóm halogen là lot và hoạt động nhất là Flo Ngoài ra Flo còn là nguyên tố oxi hoá mạnh nhất trong tất
cả các phi kim
1) Tac dung voi phi kim:
FElo có thể tác dụng với tất cả các nguyén té try O , N va khi hiếm ; Clo tác dụng hầu hết với các nguyên tố trừ O, N ,C và khí hiếm ; Brom tác dụng với số lượng nguyên tố giống như Clo nhưng phản ứng xảy ra kém mãnh liệt hơn ; lot tác dụng với số nguyên tố ít hơn nhiều
2) Tác dune với kim loai :
Flo tác dụng với tất cả các kim loại, kể cả vàng (Au) , bạch
kim (Pt)
Brom , lot tac dụng với hầu hết các kim loại, có trường hợp cần đun nóng, có trường hợp xảy ra ngay ở nhiệt độ thường.Tất cả các phan ứng này đều toả ra nhiều nhiệt:
2Al + 3Bra een 2AIBr;
2Al + 3l; a 2AIH;
Trang 30LUAN VAN TOT NGHIEP SVTH: PHAM NGOC MAI
a ee
3) Tac dung vot hidro :
Tac dung cia Halogen với khí hiđro cho thấy tính oxi hóa mạnh của các halogen và chiều biến đổi của khả năng đó ở trong
nhám Với khí hiđro, Flo gây nổ mạnh ngay trong bóng tối và ở nhiệt
độ rất thấp (-200°C) ; Clo cho phản ứng nổ khi được chiếu sáng mạnh hoặc đun nóng ; Brom tác dụng không gây nổ khi đun nóng và có mặt
chất xúc tác Platin ; còn lot chỉ phản ứng một phần và chậm khi đun nóng , nghĩa là trong trường hợp iot phản ứng là thuận nghịch
How + Foy SS 2HF wy
Hay) + Clay === 2HCly,
Hox) + Brox 2HBry,
H„,+ Ly, “ 2H w
Mức độ mãnh liệt của phản ứng giữa các Halogen và
Hiđro biến đổi phù hợp với chiều biến đổi nhiệt của phản ứng tạo thành các hợp chất hiđro halogenua từ các đơn chất :
Hiđro halogenua HF HCl HBr HI Nhiệt phản ứng AH
(kJ/mol) -268,61 -92,30 -35,98 6,27
4) Mét Halogen có thể đẩy một Halogen kém hoạt động hơn ra
khỏi dung dịch muốt của nó
Thí dụ clo đẩy brom ra khỏi dung dịch kali bromua làm cho
dung dịch có màu vàng nâu :
C]›: + 2KBr ————* 2KCI + Br,
Hoặc khi đổ brom vao dung dich natri iotua , xuat hién ngay những tinh thé iot mau den :
Br) + 2Nal —, = 2NaBr +1;
Tính chất này cũng nói chiều biến đổi khả năng oxi hóa của
các Halogen trong nhóm Chính trong công nghiệp người ta cho khí clo
Trang 31
LUAN VAN TOT NGHIEP _SVTH: PHAM NGỌC MAI
tác dung với dụng dịch muối bromua , mudi iotua để điều chế Br; và
l:,
Š) Tác dụng với nước :
Brom tác dụng với nước cho sản phẩm tương tự như clo tác
dụng với nước , riêng với lot thì phản ứng xảy ra khó khăn hơn , nên
thực tế xem như phản ứng không xảy ra Nhưng nếu cho một luồng khí [lo đi qua nước nóng thì nước bốc cháy và giải phóng oxi :
2F+2HO ——* 4HF+0,'
Chính vì vậy mà ta không xét được phản ứng của Flo với dung
dich mudi NaCl trong nước
6) Tinh chat dde biét cia axit HF :
Khác với các axit khác , axit HF là axit duy nhất tác dụng với SiO› (cát, đất sét , thủy tỉnh ) :
SiO; + 4HE —* SiF; +2HạO
rồi silic tetraflorua tác dụng với HE dư tạo thành axit hexaflosilic HaSIF¿ tan trong nước , HE là axit độc , khi rơi vào đa nó gây vết loét
khó lành Chính vì vậy người ta thường đựng axit HF trong các bình
bing chi, polietylen , cao su Il UNG DUNG:
1) Flo:
Dung địch NaF lỗng , có nơng độ 5.10 mol/1 ( 0,00005
mol/l ) dude dang lam thuốc chống sâu răng
Flo dude dùng rộng rãi để chế tạo hợp chất florocacbon,
hợp chất này có tên thị trường là frenon , như CClH:F , CC];F;
Trang 32LUAN VAN TOT NGHIEP SVTH: PHAM NGOC MAI
Do vậy , hợp chất điclodiflometan ( hợp chất CFC ) CCI,F;
( nhiệt đỗ sối —30ˆC ) được dùng làm chất sinh hàn trong tủ lạnh , máy
điều hòa nhiệt độ , chất xịt cho các loại thuốc trừ sâu , các loại sơn, tước xỊI tóc
[lo được dùng hiểu trong công nghiệp chế tạo tơ tổng hợp
co ten thi truGng 1a teflon hay politetrafloeten ( to PTFE ) Loai td nay
có tu điểm là chịu được kiểm, axit, khí clo và nhiệt
Flo con được dùng để chế tạo chất bảo vệ kim loại chống
ăn mòn , chất cách điện , chất chống dính cho các dụng cụ nhà bếp Tuy vậy , hợp chất frenon gây tác hại nghiêm trọng là phá hủy tầng Ozôn
2) Brom:
Brom được dùng để điều chế một số được phẩm và bạc
bromua ( AgBr ) là chất nhạy cảm với ánh sáng được tráng lên phim ảnh
Hợp chất của brom được dùng nhiều trong công nghiệp dẫu mỏ , hóa chất cho nông nghiệp , phẩm nhuộm và những hóa chất trung gian
3) lot:
lot được dùng để điều chế bạc iotua ( Agl ) là chất còn
nhạy cảm với ánh sáng hơn bạc bromua
Dung dịch 5% iot trong rượu etylic được dùng làm thuốc sá: trùng vết thương
lot trộn với chất tẩy rửa có tác dụng tẩy sạch các thiết bị trong nhà máy chế biến bơ sữa
lot là nguyên tố hóa học có trong thành phần của tuyến giáp trang , thiếu lot sẽ gây bệnh bướu cổ , bệnh đần độn Thực phẩm chứa lot có trong cá biển , muối biển Muối lot là muối NaCl có trộn thêm 0.01% Nal hoac KI
Do tính chất dễ kết hợp vào các liên kết đôi , nên người ta dùng lot để xác định mức độ không no của các loại dầu thực vật , thể hiện qua * chỉ số Iot * Chính chỉ số này nói lên bản chất của một loạ
dầu , căn cứ vào đó , định ra lĩnh vực sử dụng Dầu có chỉ số lot cao
dùng để nấu sơn vecni Dầu có chỉ số trung bình chỉ được dùng làm
Trang 33
LUAN VAN TOT NGHIEP SVTH; PHAM NGOC MAI thành phản trong quá trình nấu , Dầu có chỉ số lot nhỏ dùng làm thực
phẩm hoặc xà phòng ,
IV ĐIỀU CHẾ :
I) Flo:
Điều chế Flo là một quá trình khó khăn, vì Flo có tính oxy hóa mạnh nhất , không một hóa chất nào có thể oxy hóa ion E thành E Phương pháp duy nhất điều chế Flo trong công nghiệp là điện phân , nhưng không thể điện phân dung dịch Florua trong nước vì khí
Elo sinh ra sẽ oxi hóa mãnh liệt HO thành O; và F; bị khử thành FF,
mà bằng cách điện phân muối kali florua KF tan trong chất lỏng khan là HE, với anot bằng graphit ( than chì ) và catotbằng thép
2) Brom:
* Điều chế brom trong công nghiệp từ nước biển : sau khi tách
NaCI ra khỏi nước biển , dung dịch còn lại hòa tan trong NaBr Dùng khí Clo để oxi hóa ion Br thành Bì; :
Cl, + 2NaBr ——e 2NaCl + Br,
(khí) (dd) (dd) ( lỏng )
* Trong phòng thí nghiệm , brom được điều chế bằng cách
Trang 34LUAN VAN TOT NGHIEP SVTH: PHAM NGOC MAI
* lot được điều chế từ nước biển Trong công ngiệp, người ta điều chế Iot bằngcách khử 1?” trong hợp chất NalO; :
2NalO; +S5NaHSO, ———* 2Na;SO;¿ + 3NaHSO, + HO + l;
(dd) (dd) (dd) (dd) (ran)
* Trong phòng thí nghiệm , người ta điều chế lot tương tự điều chế brom , bằng cách cho hỗn hợp rắn Nal va MnO; tac dung với
H:SO; đặc -
2Nal + MnO; +2 H;SO; ———®*— Na;SO¿ + MnSO, +2HO +];
(ran) (trấn) (lỏng) (ran) (ran) (hơi)
Cho hơi lot nhưng tụ trên bể mặt của vật lạnh , được các tỉnh
thé mau den 18 Tot rin
Néng độ các ion Halogen trong nuéc bién : Ion g/l FE 1,3.10° cr 1.9.10! Br 6,5.10? F 5,0.10°
Từ 20.000 tấn nước biển sản xuất được 1 tấn brom Từ l tấn nước biển sản xuất được 30 kg muối ăn
$A
Trang 35
LUẬN VÂN TỐT NGHIỆP SVTH: PHAM NGỌC MAI
= Tường —————
Phần 2 : Bài tập trắc nghiệm
V“e
Trong phần này , em sẽ đưa ra hệ thống một số câu hỏi và bài
tập trắc nghiệm theo từng chủ để một cùng với đáp án và kết quả thu được.từ phía học sinh
Chủ đề 1 : TÍNH CHẤT HÓA HỌC
1) BAL TAP:
1) Gidi thich nguyén nhân tính oxy hóa (khả năng nhận điện tử )
mạnh nhất của Flo so với các Halogen khác là : a) Do ban kính nguyên tử của Elo nhỏ nhất b) Do khối lượng nguyên tử của Flo nhỏ nhất c) Do số thứ tự của Flo nhỏ nhất
d) a,b.c đều đúng
2) Giải thích nguyên nhân Flo không có mức oxy hóa dương là:
a) Do Flo là chất khí
b) Do Flo không có phân lớp d
c) Do lực hút giữa nhân va electron ngoài cùng rất mạnh
d) a,b,c đều đúng
3 ÿTrong các mệnh đề sau mệnh đề nào không chính xác:
a) Các Halogen 6 dang don chit , trong các phản ứng với kim loại hay Hiđrô , luôn luôn thể hiện tính oxy hóa , không thể hiện tính khử ,
_b) Liên kết hóa học giữaHalogen và kim loại luôn luôn là liên
kết ion , không bao giờ có liên kết cộng hóa trị
Trang 36LUAN VAN TOT NGHIEP SVTH: PHAM NGOC MAI
———_—
dị Đồ mạnh của axit tăng đần từ HE đến HI là do độ dài của
liên két H-X càng lớn nên ion Hˆ được phóng thích dễ đàng
hen
4) Trong các mệnh để sau , mệnh đẻ nào không chính xác :
a) Để đạt được trạng thái bền như khí trợ , các nguyên tử
Halogen luôn luôn phải nhận thêm 1 electron để trở thành ion
âm X
b) Các nguyên tế Halogen luôn luôn có tính phi kim mạnh nhất so với các nguyên tố khác trong cùng chu kì đó
c) Cúc Halogen có số thứ tư nhỏ có khả năng đẩy các Halogen có số thứ tự lớn ra khỏi hợp chất của nó (ngoại trừ Flo) d) Cac Halogen không thể tác dụng trực tiếp với oxy
5; Clo có cấu hình electron lớp ngoài cùng là : a) 2s* 2p” b) 3s° 3p” c) 4s” 4p” d) 5s” 5p” 6) Clo có thể tác dụng với tất cả các chất của nhóm nào sau đây: a) Hạ, Na, Br;, Fe bọ Na, O›, H:O, Cu c) H:, NaBr, AI, Cu d) H,O,N-;, Zn, Pb
7) Trong phản ứng sau , chất nào là chất oxy hóa ? Chất khử ?
Trang 37LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SVTH: PHAM NGOC MAI
b) Cl Ch
ce) HCI HCIO
d) HCIO HCI
9) Axit Clohydric không thể tác dụng với kim loại đồng vì đồng
đứng.,sau Hiđrô , do đó ta đự đoán axitClohiđric cũng không thể tác
dụng với các hợp chất của đồng Điều này có chính xác không ?
a) Có h) Không
c) Tùy trường hợp cụ thể
đ) Câu c sai
I0) HCI có thể tác dụng với tất cả các chất của nhóm nào sau đây : a) MgO , CaCO,, Ag , Fe(OH); , Na2S
b) Ag.SO, , NasCO, , Fe, KO , Zn(OH);
c) Al, Mg(OH), , Na2SO, , FeS , Fe:O, d) a, b,c déu dude 11) Br: có thể tác dụng với tất cả các chất của nhóm nào sau đây : a) NaOH , Nal, H2 b) NaOH , Nal, Mg c) KOH, Ca(OH), ° H;
dì a,b,c đều được
12 ) Trong các phản ứng hóa học , Clo có thể thể hiện :
a) là chất oxy hóa
b) vừa là chất khử , vừa là chất oxy hóa c) là chất khử
d) Cả hai câu a và b đều đúng
Trang 38LUAN VAN TOT NGHIEP SVTH: PHAM NGOC MAI
EEE eee
L4 ) Thực hiện các thí nghiệm sau :
L, Cho 5 g CaCO, vao 100 mi dd HCI 2M thi dude V, (1) CO, Il Cho 5g CaCO, vio 200 ml dd HCI 2M thi duge V2(1) CO,
Hl Cho 12,5¢ CaCO, vao 200 mi dd HCI! M thi due V3() CO,
Tất cả các thí nghiệm trên đều được tiến hành ở cùng điều kiện Kết quả nào sau đây là đúng :
a) Vị< Vạ< Vy
bị V,= Vị< V›
C) Vị= Vạ< Và
I5) Cho H;SO; đặc nóng có dư tác dụng véi 70,2 g NaCl khan
Hòa tan khí tạo thành vào 116,2 g HO Tính nồng độ phần trăm (%)
Trang 40LUAN VAN TOT NGHIEP SVTH: PHAM NGỌC MAI
HH) KẾT QUẢ :
# Trường Àfarie Curie :
+ Tổng số bài làm : 46
> Tổng số bài dưới điểm trung bình : 29 ( chiếm 63,04% ) + Tổng số bài trên điểm trung bình : 17 ( chiếm 36,96%) > Tổng số hài có điểm 8 rở lên: 0
> Tổng số bài học sinh không trả lời : 13 ( chiếm 28,26%) , trong đó số câu không trả lời là 1 : có 5 bài, 2 : có 2 bài,
3; có 2 bài, 4 : có 2 bài, Š : có 2 bài * Trường Nguyễn Thái Bình :
> Tổng số bài làm : 47
> Tổng số bài dưới điểm trung bình : 8 ( chiếm 17,02% ) > Tổng số bài trên điểm trung bình : 39 ( chiếm 82,98%) , > Tổng số bài có điểm 8trởlên :1(chiếm 2,13%) > Tổng số bài học sinh không trả lời: 6 ( chiếm 12,77%)
trong đó học sinh không trả lời chỉ có một câu
IV) ĐÁNH GIÁ :
% Kết luân về mức độ ra để : tương đối khó
Tổng kết những lỗi học sinh thường mắc : đa phần học sinh thường sai và không trả lời ở các câu 4, 8,9, 12 Điều này chứng tỏ các em chưa nắm vững về tính chất hóa học của các nguyên tố thuộc phân nhóm chính nhóm VII Các em cho
rằng những nguyên tố này chỉ có tính oxy hóa mà thôi Như vậy kiến thức mà học sinh có được nhìn chung chưa sâu ,
chưa nắm được bản chất của vấn dé
BAK