Home - qdidactic.com
Didactica si proiecte didacticeBani si dezvoltarea cariereiStiinta  si proiecte tehniceIstorie si biografiiSanatate si medicinaDezvoltare personala
referate didacticaScoala trebuie adaptata la copii ... nu copiii la scoala




category
Biologie Botanica Chimie Didactica Fizica Geografie
Gradinita Literatura Matematica


Chimie


Qdidactic » didactica & scoala » chimie
Compusii hidracizilor cu hidrogenul



Compusii hidracizilor cu hidrogenul


Compusii hidracizilor cu hidrogenul


Halogenii formeaza cu hidrogenul compusi cu legatura covalenta de forma HX.

In molecula hidracizilor halogenilor dubletul de electroni este deplasat spre halogen, cu atat mai mult cu cat elementul este mai electronegativ, rezultand molecule polare.

In solutii apoase sau solventi polari, cu constanta dielectrica mare ionizeaza puternic, cu caracter acid, de forma H+ si X-.

Taria acizilor creste in ordinea HCl >HBr >HI

HF are energie libera de disociere mare, ceea ce impiedica disocierea si energie de hidratare mare care favorizeaza disocierea. Predomina primul factor, ceea ce determina o ionizare in solutie mai slaba decat a celorlalti hidracizi. De aceea, HF este considerat un acid slab.



Energiile de legatura si stabilitatile termice cresc in ordinea HF >HCl>HBr>HI (descresc cu cresterea numarului atomic al halogenului).

Stare naturala

nu se gasesc liberi in natura, ci sub forma de fluoruri, cloruri, bromuri, ioduri

in cantitate mica in emanatiile vulcanice

HCl se gaseste liber in sucul gastric (3,3%)

Metode de obtinere

  1. Sinteza directa din elemente

H2 + X2= 2HX

ΔH (HF) = -64,8 kcal/mol; fluorul reactioneaza violent si ireversibil

ΔH (HCl) = -22,1 kcal/mol; clorul reactioneaza energic dupa un mecanism inlantuit, arderea hidrogenului in atmosfera de clor, ambele gaze rezultate la electroliza NaCl

ΔH (HBr) = -8,7 kcal/mol; reactioneaza mai putin energic, caldura de reactie fiind mult mai mica

ΔH (HI) = +6,3 kcal/mol; reactioneaza in faza gazoasa omogena, cu randament mic. La 300 0C se obtine 19% HI. La cresterea temperaturii viteza de reactie creste iar echilibrul este deplasat spre stanga. Viteza devine mare in prezenta catalizatorilor, Pt pe suport de azbest.

  1. Prin reactii de dezlocuire

Halogenurile metalice pun in libertate hidracizi cand sunt tratate cu acizi nevolatili

a) Acidul fluorhidric se obtine in concentratie de peste 70 % din cauza apei provenite din H2SO4 concentrat, in retorta de fonta sau otel plumbuit

CaF2 + H2SO4 = 2HF + CaSO4

b) Acidul clorhidric se obtine in doua etape, la temperatura peste 500 0C reactia este totala

NaCl + H2SO4 = NaHSO4 + HCl

NaCl + NaHSO4 = Na2SO4 + HCl

HCl se obtine si ca produs secundar la clorurarea compusilor organici.

c) Pentru HBr si HI metoda dezlocuirii nu poate fi folosita deoarece H2SO4 se comporta fata de acesti hidracizi ca oxidant

NaI + H2SO4 = NaHSO4 + HI

2HI + H2SO4 = I2 + SO2 + 2H2O

  1. Hidroliza halogenurilor

Halogenurile multor metale si nemetale hidrolizeaza la tratare cu apa, punand in libertate hidracizii. Se foloseste in special pentru HBr si HI

2P + 3Br2 = 2PBr3

2PBr3 + 6H2O = 2H3PO3 + 6HBr

Inconvenient: prin disproportionarea acidului fosforic rezulta fosfina care impurifica HBr. De aceea se lucreaza cu exces de brom spre a forma PBr5

4H3PO3 = PH3 + 3H3PO4

PBr5 + 4H2O = H3PO4 + 5HBr

Pentru prepararea HI se lasa sa actioneze apa asupra unui amestec de fosfor rosu si iod. Este necesar un exces de iod pentru a forma PI5

P4 + 10I2 + 16H2O = 4H3PO4 + 20HI

PI5 + 4H2O = H3PO4 + 5HI

HI se obtine ca produs secundar la iodurarea compusilor organici.

Proprietati fizice

la temperatura obisnuita hidracizii halogenilor sunt gaze incolore, cu miros intepator, iritant, sufocant

sunt foarte usor solubili in apa

hidracizii uscati fumega in aer

prin combinare cu vaporii de apa din atmosfera se formeaza mici picaturi de


solutiile de hidracizi care au presiune de vapori mult mai mica decat apa, degaja caldura, reactia fiind exoterma

HX + H2O ↔ H3O+ + X-ΔH (HCl) = -17 kcal/mol

Din cauza acestei reactii cu apa, dizolvarea hidracizilor in apa nu decurge dupa legea lui Henry. Cu exceptia HF, care este un acid slab, ceilalti hidracizi sunt acizi tari. In apa cei trei hidracizi apar la fel de tari din cauza efectului de nivelare al solventului.

In solventi acizi se observa o crestere considerabila a aciditatii in ordinea:

HF < HCl < HBr < HI

Faptul ca HF este un acid slab in solutie apoasa se datoreaza tariei legaturii H-F.

Punctul de fierbere anormal de inalt al HF, comparativ cu a celorlalti hidracizi, indica o asociatie moleculara. Spre deosebire de apa care este asociata numai in stare lichida si solida, HF este asociat si in stare de vapori. Asocierea are loc prin punti de hidrogen, formula fiind (HF)n unde n = 2,3,5

Prin racire solutiile concentrate de hidracizi dau cristalohidrati, cu formula generala HXnH2O unde n = 1,2,,4

HFH2O 4HFH2O

HClH2O HCl2H2O HCl3H2O

HBrH2O HBr2H2O HBr3H2O HBr4H2O

HI2H2O HI3H2O HI4H2O

Constante fizice


Proprietati

HF

HCl

HBr

HI

p.f. 0C

19,51

-83,7

-66,7

-35,38

p.t. 0C

-83

-112

-88,5

-49,4

ρ g/L


1,639

3,644

5,789

Energia legaturii, kcal/mol

-1350

-102,1

-86,5

-71,0


Proprietati chimice

din punct de vedere acido-bazic, cu exceptia HF sunt acizi tari, monoprotici

HX + H2O ↔ H3O+ + X-

in stare anhidra nu reactioneaza decat cu metalele cu potentiale de reducere puternic negative, uneori la cald. HF si HCl anhidri pot fi conservati in cilindri de otel. In reactia cu metalele situate in seria tensiunilor in stanga hidrogenului, formeaza sare si H2

Fe +HCl = FeCl2 + H2

Zn +HBr = ZnBr2 + H2

solutiile apoase de hidracizi reactioneaza cu o mare varietate de metale (exceptii Pt, Pb, Au, Ta)

reactioneaza cu oxizii bazici

MgO + HCl = MgCl2 + H2O

Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O

SiO2 + 4HF = SiF4 + H2O

SiF4 + 2HF = H2[SiF6]

Atentie: HF nu poate fi pastrat in vase de sticla, doar in polietilena sau ebonita

reactioneaza cu bazele

Mg(OH)2 + 2HX = MgX2 + 2H2O

reactioneaza cu sarurile metalice ale acizilor mai slabi

CaCO3 + 2HX = CaX2 + CO2 + H2O

CaSiO3 + 6HF = CaF2 + SiF4 + 3H2O

Reactia de recunoastere

Cu exceptia F- este reactia cu ionul Ag+ cu care formeaza halogenuri de argint, greu solubile

X- + Ag+ = AgX

Din punct de vedere redox hidracizii halogenilor manifesta caracter reducator, care creste in seria: HF < HCl < HBr < HI. HI este un reducator energic in timp ce HF este un reducator foarte slab. F- nu poate fi oxidat decat electrochimic

2HI + H2O2 = I2 + 2H2O

2HX + O2 = X2 + H2O

Activitatea reducatoare devine evidenta si creste odata cu scaderea electronegativitatii halogenului

MnO2 + 4HX = MnX2 + X2 + 2H2O

KMnO4 + 8HX = MnX2 +5/2 X2 + 4H2O + KX

HBr si HI sunt oxidati de H2SO4

2HX + H2SO4 = X2 + SO2 + 2H2O

In exces de HI, H2SO4 se reduce la H2S

8HI + H2SO4 = 4I2 + H2S + 4H2O

HI, cel mai reducator, este oxidat de O2, O3, H2O2

2HI + O3 = I2 + O2 + H2O

HBr si HI datorita caracterului reducator pronuntat se pastreaza in sticle de culoare inchisa (bruna).


Saruri ale hidracizilor halogenilor = Halogenuri

Formula generala MnXn unde n-reprezinta valenta metalului si poate fi 1, 2,.,6 in cazul metalelor de tip nsnp si 1, 2,.,8 in cazul metalelor (n-1)dns

Natura legaturii si geometria compusilor depinde de caracterul electrochimic al atomilor X si M si de disponibilitatea acestora de a forma legaturi σ si π

Halogenurile se clasifica dupa mai multe criterii:

Dupa natura legaturii M-X, halogenurile se clasifica in:

halogenuri ionice (metalele alcaline, alcalino-pamantoase, majoritatea lantanidelor si metalele tranzitionale la stari de oxidare joase) si

halogenuri covalente ( o parte din metalele nsnp la stari de oxidare superioare)

Gradul de electrovalenta sau covalenta este determinat de volumul si polarizabilitatea halogenului, mai precis de raportul sarcina/raza ionica.

Metode de preparare

  1. Sinteza din elemente

Mn + n/2 X2 = MXn

2.     Actiunea hidracizilor asupra metalelor, oxizilor metalici, hidroxizilor si sarurilor metalice

BeO + 2HCl = BeCl2 + H2O

Bi(OH)3 + 3HCl = BiCl3 + 3H2O

MnCO3 + 2HCl = MnCl2 + CO2 + H2O

  1. Reducerea halogenurilor superioare la halogenuri inferioare

TiCl4 + Ti = 2TiCl2 la temperatura

  1. Oxidarea halogenurilor inferioare la halogenuri superioare

SnCl2 + Cl2 = SnCl4

Proprietati fizice si chimice

- Halogenurile ionice sunt substante solide, cristalizate

- Halogenurile covalente sunt substante lichide sau gazoase

- Solubilitatea halogenurilor cu legatura predominant ionica variaza in functie de scaderea razei ionice, in seria ioduri >bromuri> cloruri >fluoruri.

- La halogenurile cu legatura predominant covalenta ordinea este inversa

- Halogenurile ionice conduc curentul electric in topitura si solutie apoasa

- Culoarea se coreleaza cu natura legaturii, cele ionice sunt albe iar cele ale metalelor tranzitionale sunt colorate

- Din punct de vedere structural, halogenurile simple, covalente sau ionice se clasifica in: halogenuri tridimensionale, halogenuri cu structura in straturi, halogenuri cu structura in lant si halogenuri moleculare

Compusii oxigenati ai halogenilor

Se pot clasifica in trei clase: a) oxizi; b) oxoacizi; c) oxosaruri

Compusii oxigenati

Fluor

F2O lungimea legaturii 1,38 iar unghiul dintre legaturi 1030, caracter puternic oxidat

4KI + F2O = 2I2 + 2KF + K2O

F2O2

Clorul

Cl2O unghiul dintre legaturi 1110, puternic exploziv

Cl2O + H2O = 2 HClO acidul hipocloros MClO hipoclorit de

ClO2 2ClO2 ↔ Cl2O4

ClO2 + H2O = HClO2 + HClO3 MClO2 clorit de

Cl2O6

2ClO3 ↔ Cl2O6

Cl2O6 + H2O = HClO3 + HClO4 MClO3 clorat de .

Cl2O7

Cl2O7 + H2O = 2HClO4 MClO4 perclorat de.

Bromul

Br2O toxic pentru ochi

Br2O + H2O = 2 HBrO acidul hipobromos MBrO hipobromit de

BrO2

BrO2 + H2O = HBrO + HBrO3 MBrO3 bromat de

Br3O8 = BrO2∙2BrO3

Iodul

I2O5

I2O5 + H2O = 2HIO3 MIO3 iodat de


Combinatiile interhalogenice


Formula generala XYn unde n= 1,3,5,7

n = 1 molecula liniara ClF, ICl, IBr, IF, BrF

n = 3 molecula in forma literei T ClF3, ICl3, BrF3

n = 5 molecula piramidala IF5, BrF5

n = 7 molecula bipiramida pentagonala IF7. Au caracter puternic oxidant, fumega in aer.





Contact |- ia legatura cu noi -| contact
Adauga document |- pune-ti documente online -| adauga-document
Termeni & conditii de utilizare |- politica de cookies si de confidentialitate -| termeni
Copyright © |- 2024 - Toate drepturile rezervate -| copyright