NHÓM VII – NHÓM HALOGEN
$1$. VỊ TRÍ CÁC HALOGEN TRONG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN
Gồm có các nguyên tố : $_9F _{17}Cl _{35}Br _{53}I _{85}At.$ Phân tử dạng $X_2$ như $F_2$ khí màu lục nhạt, $Cl_2$ khí màu vàng lục, $Br_2$ lỏng màu nâu đỏ, $I_2$ tinh thể tím.
Dễ nhận thêm một electron để đạt cấu hình bền vững của khí hiếm
$ X + 1e = X^- (X : F , Cl , Br , I )$
$ F$ có độ âm điện lớn nhất , chỉ có số oxi hoá $–1$. Các halogen còn lại ngoài số oxi hoá $–1$ còn có số oxi hoá dương như : $+1 , +3 , +5 , +7 $
Tính tan của muối bạc : $AgF AgCl AgBr AgI$
tan nhiều $\downarrow$trắng $\downarrow$vàng lục $\downarrow$vàng đậm
$2$. CLO trong tự nhiên Clo có $2$ đồng vị $Cl (75\%)$ và $Cl (25\%) Cl=35,5$
$Cl_2$ có một liên kết cộng hóa trị, dễ dàng tham gia phản ứng, là một chất oxihóa mạnh.
$Cl_2$ tham gia phản ứng với $H_2$, kim loại tạo clorua với soh :$-1$.
*)TÁC DỤNG VỚI KIM LOẠI : Tác dụng với đa số kim loại tạo muối clorua
$2Na + Cl_2 \rightarrow 2NaCl$
$2Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3$
$Cu + Cl_2\rightarrow CuCl_2$
*)TÁC DỤNG VỚI HIDRO (cần có nhiệt độ hoặc có ánh sáng)
$H_2 + Cl_2\overset{as}{\rightarrow} 2HCl$
Khí hidro clorua không có tính axit ( không tác với $Fe$) , khi hoà tan $HCl$ vào nước mới tạo thành dung dịch axit.
*)TÁC DỤNG MỘT SỐ HỢP CHẤT CÓ TÍNH KHỬ
$FeCl_2 + Cl_2\rightarrow FeCl_3$
$H_2S + Cl_2 \rightarrow 2HCl + S$
$Cl_2$ còn tham gia phản ứng với vai trò vừa là chất ôxihóa, vừa là chất khử.
*)TÁC DỤNG VỚI NƯỚC khi hoà tan vào nước , một phần Clo tác dụng (Thuận nghịch)
$Cl_2 + H_2O \rightleftharpoons HCl+ HClO$ ( Axit hipo clorơ)
*)TÁC DỤNG VỚI $NaOH$ tạo nước Javen
$Cl_2 + 2NaOH \rightarrow NaCl + NaClO + H_2O$
$3$. FLO là chất oxihóa mạnh, tham gia phản ứng với hầu hết các đơn chất và hợp chất tạo florua với soh : $-1.$
*)TÁC DỤNG KIM LOẠI
$Ca + F_2 \rightarrow CaF_2$
$2Ag + F_2 \rightarrow 2AgF$
*)TÁC DỤNG VỚI HIDRO phản ứng xảy ra mạnh hơn các halogen khác , hỗn hợp $H_2 , F_2$ nổ mạnh trong bóng tối.
$H_2 + F_2 \rightarrow 2HF$
Khí $HF$ tan vào nước tạo dung dịch $HF$. Dung dịch $HF$ là axit yếu, đặc biệt là hòa tan được $SiO_2$
$4HF + SiO_2 \rightarrow 2H_2O + SiF_4$ (sự ăn mòn thủy tinh được ứng dụng trong kĩ thuật khắc trên kính như vẽ tranh khắc chữ).
*)TÁC DỤNG NƯỚC khí flo qua nước sẽ làm bốc cháy nước (do giải phóng $O_2$).
$2F_2 + 2H_2O \rightarrow 4HF + O_2$
Phản ứng này giải thích vì sao $F_2$ không đẩy $Cl_2 , Br_2 , I_2$ ra khỏi dung dịch muối hoặc axit trong khi flo có tính oxihóa mạnh hơn .
$4$. BRÔM VÀ IÔT là các chất ôxihóa yếu hơn clo.
*)TÁC DỤNG VỚI KIM LOẠI tạo muối tương ứng
$2Na + Br_2 \rightarrow 2NaBr $
$2Na + I_2 \rightarrow 2NaI$
$2Al + 3Br_2 \rightarrow 2AlBr_3 $
$2Al + 3I_2 \rightarrow 2AlI_3$
*)TÁC DỤNG VỚI HIDRO
$H_2 + Br_2 \overset{t^o}{\rightarrow} 2HBr$
$ H_2 + I_2 \rightleftharpoons 2 HI$ phản ứng xảy ra thuận nghịch.
Độ hoạt động giảm dần từ $Cl ; Br ; I$
Các khí $HBr, HI$ tan vào nước tạo dung dich axit
Về độ mạnh axit thì lại tăng dần từ $HCl < HBr < HI$
$5$. AXIT CLOHIDRIC : $(HCl)$ dung dịch axit $HCl$ có đầy đủ tính chất hoá học của một axit mạnh
*)TÁC DỤNG CHẤT CHỈ THỊ dung dịch $HCl$ làm quì tím hoá đỏ (nhận biết axit)
$HCl \rightarrow H^+ + Cl^-$
*)TÁC DỤNG KIM LOẠI (đứng trước $H$ trong dãy Bêkêtôp) tạo muối (với hóa trị thấp của kim loại) và giải phóng khí hidrô
$Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2\uparrow$
$Cu + HCl\rightarrow $không có phản ứng
*)TÁC DỤNG OXIT BAZƠ , BAZƠ tạo muối và nước
$NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O$
$CuO + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + H_2O$
*)TÁC DỤNG MUỐI (theo điều kiện phản ứng trao đổi)
$CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2$
$AgNO_3 + HCl \rightarrow AgCl\downarrow + HNO_3$
( dùng để nhận biết gốc clorua )
Ngoài tính chất đặc trưng là axit , dung dịch axit $HCl$ đặc còn thể hiện vai trò chất khử khi tác dụng chất oxi hoá mạnh như $KMnO_4 , MnO_2 ……$
$4HCl + MnO_2 \rightarrow MnCl_2 + Cl_2 + 2H_2O$
$6.$ MUỐI CLORUA chứa ion âm clorua $(Cl^-)$ và các ion dương kim loại như : $ NaCl ; ZnCl_2 ; CuCl_2 AlCl_3$
$NaCl$ dùng để ăn, sản xuất $Cl_2, NaOH$, axit $HCl$
$KCl$ phân kali
$ZnCl_2$ tẩy gỉ khi hàn, chống mục gổ
$BaCl_2$ chất độc
$CaCl_2$ chất chống ẩm
$AlCl_3$ chất xúc tác
$7$. NHẬN BIẾT dùng $Ag^+: (AgNO_3)$ để nhận biết các gốc halogenua.
$ Ag^+ + Cl^-\rightarrow AgCl\downarrow (trắng)$
$(2AgCl \overset{t^o}{\rightarrow} 2Ag + Cl_2)$
$ Ag^+ + Br^-\rightarrow AgBr \downarrow$ (vàng nhạt)
$ Ag^+ + I^- \rightarrow AgI \downarrow$ (vàng đậm)
$ I_2 +$ hồ tinh bột $\rightarrow $ xanh lam
$8.$ HỢP CHẤT CHỨA ÔXI CỦA CLO
Trong các hợp chất chứa ôxi của clo, clo có soh dương, được điều chế gián tiếp.
$Cl_2O$ : Clo (I) oxit $Cl_2O_7$ Clo (VII) oxit
$HClO$ : Axit hipo clorơ $NaClO$ : Natri hipoclorit
$HClO_2$ : Axit clorơ $ NaClO_2$ : Natri clorit
$HClO_3$ : Axit cloric $KClO_3$ kali clorat
$HClO_4$ : Axit pe cloric $KClO_4$ kali pe clorat
Tất cả hợp chất chứa oxi của clo điều là chất ôxihóa mạnh.
*)NƯỚC ZAVEN là hỗn hợp gồm $NaCl, NaClO$ và $H_2O$ có tính ôxi hóa mạnh, được điều chế bằng cách dẫn khí Clo vào dung dịch $NaOH , (KOH)$
$Cl_2 + 2NaOH \rightarrow NaCl + NaClO + H_2O$
$(Cl_2 + 2KOH \rightarrow KCl + KClO + H_2O)$
*)KALI CLORAT công thức phân tử $KClO_3$ là chất ôxi hóa mạnh thường dùng điều chế $O_2$ trong phòng thí nghiệm
$2KClO_3 \rightarrow 2KCl + O_2$
$KClO_3$ được điều chế khi dẫn khí clo vào dung dịch kiềm đặc đã được đun nóng đến $100^0C$
$3Cl_2 + 6KOH \rightarrow 5KCl + KClO3 + 3H_2O$
*)CLORUA VÔI công thức phân tử $CaOCl_2$ là chất ôxihóa mạnh, được điều chế bằng cách dẫn clo vào dung dịch $Ca(OH)_2$ đặc
$Cl_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaOCl_2 + H_2O$
Nếu $Ca(OH)_2$ loãng
$2Ca(OH)_2 + 2Cl_2 \rightarrow CaCl_2 + Ca(OCl)_2 + 2H_2O$
$9$. ĐIỀU CHẾ CLO nguyên tắc là khử các hợp chất $Cl^-$ tạo $ClO^-$
*)TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM cho $HCl$ đậm đặc tác dụng với các chất ôxihóa mạnh
$2KMnO_4 + 16HCl \rightarrow 2KCl + 2MnCl_2 + 5Cl_2 + 8H_2O$
$MnO_2 + 4HCl MnCl_2 + Cl_2 + 2H_2O$
+)TRONG CÔNG NGHIỆP dùng phương pháp điện phân
$2NaCl + 2H_2O\xrightarrow[mn]{đpdd}H_2 + 2NaOH + Cl_2$
$2NaCl \overset{đpnc}{\rightarrow} 2Na+ Cl_2$
$10$. ĐIỀU CHẾ $HCl$
*) PHƯƠNG PHÁP SUNFAT cho $NaCl$ tinh thể vào dung dịch $H_2SO_4$ đậm đặc
$2NaCl_{tt} + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + 2HCl$
$NaCl_tt + H_2SO_4 \rightarrow NaHSO_4 + HCl$
*)PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP đốt hỗn hợp khí hidro và khí clo
$H_2 + Cl_2 \rightarrow 2HCl $ hidro clorua
$11$. ĐIỀU CHẾ $HF$ bằng phương pháp sunfat
$CaF_{2(tt)} + H_2SO_{4(đđ)} \rightarrow CaSO_4 + 2HF $
|