Кислородсодержащие кислоты хлора

При повышении ст.ок. хлора устойчивость кислот тоже растет.

Рост стабильности объясняется:

а) упрочнениемсвязей в анионах за счет уменьшения числа НЭП у хлора,

б) увеличением отношениячисла π-перекрываний к количеству σ-связей от 0/1 в ClO⁻ до 3/4 в ClO⁻⁴ . Сравните графические формулы кислот:

O

II

H – O - Cl , H - O - Cl = O, H – O – Cl = O Н – O – Cl = О

II II

O O

в) от НСlO к HClO₄ растет симметрияаниона (как за счет увеличения

числа атомов кислорода, так и в результате снижения поляризующегодействия

водорода из-за ослабления его связи с анионом).

г) снижается угол атакиатома хлора (т.е. его пространственная доступность для взаимодействия).

 

Кислотные свойства гидроксидов галогенов.Кислотно-оснóвные свойства

любого гидроксида зависят от соотношения прочностей связей H − O и O − Э во

фрагменте H − O − Э. Очевидно, чем больше электроотрицательность элемента, тем в большей степени электронная плотность от связи H − O смещена на связь O – Э

(H − O − Э) и тем более кислотные свойства проявляет гидроксид.

Поэтому важным фактором является природагалогена. Так, при переходе от хлора к йоду в соответствие с уменьшением значения Э.О. кислотные свойства гидроксидов снижаются. Причем настолько, что йодноватистая кислота диссоциирует по кислотномутипу в меньшейстепени НIO → Н⁺ + IO^- (K _d = 4 ∙10⁻¹³),

чем по основному: IOH → I⁺ + OH⁻ (K _d = 3 ∙10⁻¹⁰).

 

Возможна даже реакция нейтрализации (но обратимая): IOH + HNO₃ → INO₃ + H₂O .

 

Соли кислот хлора, как более устойчивые (чем кислоты) соединения, все

выделены в свободном состоянии, но и их активность увеличивается с понижением ст.ок. Cl. Так, KClO₃ (бертолетова соль) окисляет йодид-ионы лишь в кислой среде, а KClO - и в нейтральной.

 

2.8.1. Хлорноватистая кислота HCl⁺¹O H–O–Cl (гипохлориты)

Физические свойства.Существует только в виде разбавленных водных растворов.

Получение.

Cl₂ + H₂O ↔ HCl + HClO

Химические свойства.

HClO - слабая кислота и сильный окислитель:

1) Разлагается, выделяя атомарный кислород

HClO –^{на свету}→ HCl + O↑ HClO –^{об. усл.}→ H₂O + Cl₂O НClO --- ^t→ НCl + НClO₃

2) Со щелочами дает соли - гипохлориты

HClO + KOH → KClO + H₂O СаОСl₂ – белильная известь (хлорка)

СаОСl₂ + СО₂ + H₂O → СаСО₃ + СаСl₂+ HClO (HCl + O↑)

3)с сильным восстановителем НI

2HI + HClO → I₂↓ + HCl + H₂O

 

2.8.2. Хлористая кислота HCl⁺³O₂ H–O–Cl=O (хлориты)

Физические свойства.Существует только в водных растворах.

Получение

Образуется при взаимодействии пероксида водорода с оксидом хлора (IV), который получают из бертоллетовой соли и щавелевой кислоты в среде H₂SO₄:

2KClO₃ + H₂C₂O₄ + H₂SO₄ → K₂SO₄ + 2CO₂↑ + 2СlO₂↑ + 2H₂O

2ClO₂ + H₂O₂ → 2HClO₂ + O₂↑

Химические свойства

HClO₂ - слабая кислота и сильный окислитель.

1)HClO₂ + KOH → KClO₂ + H₂O

KClO₂ + КI + H₂SO₄ → I₂ +KCl + K₂SO₄ + H₂O

2) Неустойчива, при хранении разлагается

4HClO₂ → HCl + HClO₃ + 2ClO₂↑ + H₂O

5HClO₂ ---t→ 3HClO₃ + Cl₂↑ + H₂O

 

 

2.8.3. Хлорноватая кислота HCl⁺⁵O₃ (хлораты)

Физические свойства:Устойчива только в водных растворах.

Получение:Ba (ClO₃)₂ + H₂SO₄ → 2HClO₃ + BaSO₄↓

Химические свойства

HClO₃ - Сильная кислота и сильный окислитель; соли хлорноватой кислоты –

хлораты:

6P + 5HClO₃ → 3P₂O₅ + 5HCl HClO₃ + KOH → KClO₃ + H₂O

 

- KClO₃ - Бертоллетова соль; ее получают при пропускании хлора через подогретый (40°C) раствор KOH: 3Cl₂ + 6KOH → 5KCl + KClO₃ + 3H₂O

Бертоллетову соль используют в качестве окислителя; при нагревании она разлагается:

4KClO₃ –^{без кат}→ KCl + 3KClO₄ 2KClO₃ –^{MnO2 кат}→ 2KCl + 3O₂↑

 

2.8.4. Хлорная кислота HCl⁺⁷O₄ (перхлораты)

Физические свойства:Бесцветная жидкость, t°кип. = 25°C, t°пл.= -101°C.

Получение:KClO₄ + H₂SO₄ → KHSO₄ + HClO₄

Химические свойства:

HClO₄ - очень сильная кислота и очень сильный окислитель;

соли хлорной кислоты - перхлораты.

1) HClO₄ + KOH → KClO₄ + H₂O

2) При нагревании хлорная кислота и ее соли разлагаются:

4HClO₄ –^t°→ 4ClO₂↑ + 3O₂↑ + 2H₂O KClO₄ –^t°→ KCl + 2O₂↑

 

Бромистый водород HBr (БРОМИДЫ)

Физические свойства

Бесцветный газ, хорошо растворим в воде; t°кип. = -67°С; t°пл. = -87°С.

Получение

1 ) 2NaBr + H₃PO₄ –^t°→ Na₂HPO₄ + 2HBr↑ 2) PBr₃ + 3H₂O → H₃PO₃ + 3HBr↑

 

Химические свойства

Водный раствор бромистого водорода - бромистоводородная кислота еще более сильная, чем соляная. Она вступает в те же реакции, что и HCl

1) Диссоциация: HBr ↔ H+ + Br -

2) С металлами, стоящими в ряду напряжения до водорода:

Mg + 2HBr → MgBr₂ + H₂↑

3) с оксидами металлов:

CaO + 2HBr → CaBr₂ + H₂O

4) с основаниями и аммиаком:

NaOH + HBr → NaBr + H₂O Fe(OH)₃ + 3HBr → FeBr₃ + 3H₂O NH₃ + HBr → NH₄Br

5) с солями

MgCO₃ + 2HBr → MgBr₂ + H₂O + CO₂↑

Качественая реакция: AgNO₃ + HBr → AgBr↓ + HNO₃

Образование нерастворимого в кислотах желтого осадка бромида серебра служит для обнаружения аниона Br - в растворе.

6) восстановительные свойства:

2HBr + H₂SO₄(конц.) → Br₂ + SO₂↑ + 2H₂O 2HBr + Cl₂ → 2HCl + Br₂

 

Из кислородных кислот брома известны

- слабая бромноватистая HBr⁺¹O и

- сильная бромноватая HBr⁺⁵O₃.

 

Иодистый водород (йодиды)

Физические свойства:Бесцветный газ с резким запахом, хорошо растворим в воде,

t°кип. = -35°С; t°пл. = -51°С.

Получение:

1) I₂ + H₂S → S + 2HI 2) 2P + 3I₂ + 6H₂O → 2H₃PO₃ + 6HI↑

 

Химические свойства

1) Раствор HI в воде - сильная йодистоводородная кислота:

HI ↔ H⁺ + I^- 2HI + Ba(OH)₂ → BaI₂ + 2H₂O

Соли йодистоводородной кислоты - йодиды (др. реакции HI см. св-ва HCl и HBr)

2) HI - очень сильный восстановитель:

2HI + Cl₂ → 2HCl + I₂

8HI + H₂SO₄(конц.) → 4I₂ + H₂S + 4H₂O

5HI + 6KMnO₄ + 9H₂SO₄ → 5HIO₃ + 6MnSO₄ + 3K₂SO4 + 9H₂O

3) Качественая реакция: Образование нерастворимого в кислотах темно-желтый осадка йодида серебра, служит для обнаружения аниона йода в растворе.

NaI + AgNO₃ → AgI↓ + NaNO₃ HI + AgNO₃ → AgI↓ + HNO₃

3.0.1. Кислородные кислоты йода (йодаты)

а) Йодноватая кислота HI⁺⁵O₃

Бесцветное кристаллическое вещество, t°пл.= 110°С, хорошо растворимое в воде.

Получают:3I₂ + 10HNO₃ → 6HIO₃ + 10NO↑ + 2H₂O

HIO₃ - сильная кислота (соли - йодаты) и сильный окислитель.

б) Йодная кислота H₅I⁺⁷O₆

Кристаллическое гигроскопичное вещество, хорошо растворимое в воде,

t°пл.= 130°С. Слабая кислота (соли - перйодаты); сильный окислитель.