Кислородосодержащие соединения галогенов (оксиды, гидроксиды, соли). Их получение и химические свойства. Хлорная известь

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.