Кислородосодержащие соединения галогенов (оксиды, гидроксиды, соли). Их получение и химические свойства. Хлорная известь
НАВИГАЦИЯ ПО СТРАНИЦЕ
Оксиды
Галогены непосредственно с кислородом не реагируют, так как эти реакции эндотермичны (rH > 0), rS < 0 и, следовательно, rG > 0. Оксиды галогенов – кислотные оксиды. Оксиды хлора устойчивее оксидов брома.
Фторид кислорода OF2
O IIF2 -I – светло-жёлтый газ, не растворяющийся в воде и не реагирующий с ней: 2NaOH(разб.) + 2F2 = 2NaF + OF2 + H2O.
OF2 – сильный окислитель: 2H2 + OF2 = 2HF + H2O
4NH3 + 3OF2 = 2N2 + 6HF + 3H2O.
Оксид дихлора, Cl2O
Получение: 2Cl2 + 2HgO = ClHgOHgCl + Cl2O↑,
при 0 °C 2HClO = Cl2O↑ + H2O - в H2SO4.
Разложение: 4Cl2O = 2ClO2 + 3Cl2.
Реакция с водой: Cl2O + H2O = 2HClO.
Диоксид хлора, ClO2
Получение: а) KClO3 + H2SO4 = HClO3 + KHSO4 3HClO3 = 2ClO2↑ + HClO4 + H2O
б) 2KClO3 + H2C2O4 + H2SO4 = K2SO4 + 2CO2↑ + 2ClO2↑ + 2H2O
в) 2KClO3 + SO2 + H2SO4 = 2ClO2↑ + KHSO4.
Разложение: 2ClO2 = Cl2 + 2O2 – со взрывом.
Реакции с водой и щёлочью: 6ClO2 + 3H2O = 5HClO3 + HCl 2ClO2 + 2KOH = KClO2 + KClO3 + H2O.
Гексаоксид дихлора, Cl2O6
Получение: 2ClO2 + 2O3 = 2O2 + Cl2O6.
Разложение: Cl2O6 = 2ClO2 + O2.
Cl2O6 = 2ClO3 – при нагревании.
Реакция со щёлочью: Cl2O6 + 2KOH = KClO3 + KClO4 + H2O.
Гептаоксид дихлора, Cl2O7
Получение: 2HClO4 + P2O5 = Cl2O7 + 2HPO3.
Разложение: 2Cl2O7 = 2Cl2 + 7O2 – выше 120 °C со взрывом.
Реакция с водой: Cl2O7 + H2O = 2HClO4.
Пентаоксид дииода, I2O5
Получение: 2HIO3 = I2O5 + H2O – при 240 °C.
Разложение: 2I2O5 = 2I2 + 5O2 – при 300 °C.
Реакция с водой: I2O5 + H2O = 2HIO3.
Реакция для количественного определения CO: I2O5 + 5CO = I2 + 5CO2.
Кислородсодержащие кислоты галогенов
Большинство кислот неустойчивы в свободном состоянии и разлагаются. Известны следующие кислоты в свободном состоянии: HClO4, HIO3, H5IO6. Соли кислот стабильнее самих кислот. Кислоты и их соли являются сильными окислителями, особенно в кислой среде.
Хлорноватистая, бромноватистая, иодноватистая кислоты, HHlgO
Получение (хлорная, бромная, иодная вода): Hlg2 + H2O = HHlg + HHlgO. В щелочной среде равновесие смещено вправо.
При 20 °C: Cl2 + 2KOH = KClO + KCl + H2O – жавелевая вода,
Cl2 + Ca(OH)2 = H2O + CaCl(OCl) – хлорная (белильная) известь,
При нагревании: 3Cl2 + 6KOH = KClO3 + 5KCl + 3H2O,
При 20 °C: 3Br2 + 6KOH = KBrO3 + 5KBr + 3H2O 3I2 + 6KOH = KIO3 + 5KI + 3H2O.
Разложение.
В темноте: 3HClO = 2HCl + HClO3 HClO3 + 5HCl = 3Cl2 + 3H2O,
На свету: 2HClO = 2HCl + O2.
Гипохлориты
Сильные окислители в кислых средах: NaOCl + 2NaI + H2SO4 = NaCl + I2 + Na2SO4 + H2O.
CaOCl2 + HCl = CaCl2 + Cl2 + H2O,
CaOCl2 + CO2 + H2O = HClO + CaCl(HCO3),
HClO + CaCl(HCO3) = CaCO3 + Cl2 + H2O.
Разложение при нагревании (Co2+): 2CaOCl2 = 2CaCl2 + O2.
Хлористая кислота, HClO2
Получение: 2ClO2 + H2O2 + 2NaOH = 2NaClO2 + O2 + 2H2O,
NaClO2 + H2SO4 = HClO2 + NaHSO4.
Разложение: 4HClO2 = HCl + HClO3 + 2ClO2 + H2O.
Хлорноватая кислота, HClO3
Получение: 6Ba(OH)2 + 6Cl2 = 5BaCl2 + Ba(ClO3)2 + 6H2O.
Ba(ClO3)2 + H2SO4 = 2HClO3 + BaSO4↓.
Разложение: 3HClO3 = 2ClO2 + HClO4 + H2O.
Хлораты
Сильные окислители в кислой среде. KClO3 – хлорат калия, бертолетова соль 2KClO3 + 3S = 3SO2 + 2KCl.
5KClO3 + 6P = 3P2O5 + 5KCl.
KClO3 + Al = Al2O3 + KCl.
Разложение.
При 400 °C : 4KClO3 = 3KClO4 + KCl.
При 200-250 °C (MnO2): 2KClO3 = 2KCl + 3O2.
Бромноватая кислота, HBrO3. Иодноватая кислота, HIO3
Получение HBrO3 (См. HClO3): Br2 + 5Cl2 + 6H2O = 2HBrO3 + 10HCl.
Разложение: 4HBrO3 = 2Br2 + 5O2 + 2H2O.
Получение HIO3: 3I2 + 10HNO3 = 6HIO3 + 10NO + 2H2O.
Хлорная кислота, HClO4
Получение — электролиз растворов KClO3 или KCl: KClO3 + H2O = KClO4 + H2,
KCl + H2O = KClO4 + 4H2,
KClO4 + H2SO4 = HClO4 + KHSO4.
Разложение при нагревании: 4HClO4 = 4ClO2 + 3O2 + 2H2O.
Перхлораты
Перхлораты в растворах не проявляют окислительных свойств.
Разложение при нагревании : 4NH4ClO4 = 2N2O + 2Cl2 + 8H2O + 3O2.
Сила кислот: Чем меньше отрицательный заряд на атомах кислорода аниона кислоты, тем сильнее кислота.