Кислородсодержащие соединения галогенов
Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Кислородсодержащие соединения галогенов





Галогены непосредственно с кислородом не взаимодействуют. Это обусловлено небольшой энергией связи Г-О и невозможностью использовать высокие температуры для осуществления реакций окисления, т.к. для них ∆S0 <0, оксиды получают косвенным путём.

При 25ºС сравнительно стабильны следующие кислородные соединения:

+1 +4 +6 +7

Cl2O ClO2 Cl2O6 Cl2O7

в соединениях с О2 хлор проявляет степени окисления (с. о.), которые находятся в интервале от +1 до +7. Оксиды хлора +3, +5 не существуют.

 

с. о. +1 +3 +4 +5 +6 +7

оксид Cl2O ClO2

Cl2O4 Cl2O6 Cl2O7

кислота HClO HClO2 HClO2 HClO3 HClO3 HClO4

HClO3 HClO4

 

Пространственная конфигурация соответствующих кислот различна, хотя атомные орбитали хлора находятся в состоянии sp3-гибридизации во всех этих соединениях. Структура ионов меняется от линейной, уголковой до пирамидальной и тетраэдрической, как показано на рисунке.

 

Если сопоставить свойства кислот со структурой молекул, то можно отметить следующее: с ростом степени окисления хлора уменьшается число несвязывающих электронных пар и происходит постепенное достраивание кислородного окружения хлора до тетраэдрического.

Увеличение силы кислот HClO – HСlO4 обусловлено тем, что с ростом числа кислородных атомов электронные облака всё больше стянуты к центральному атому и связь Н – О становится всё более полярной.

Окислительные свойства уменьшаются, у оксо-анионов ClO-, ClO2-, ClO3-, ClO4- - увеличивается прочность связи кислорода с хлором.

 

Кислородсодержащие кислоты хлора

Возрастание силы кислот связано с увеличением количества кислорода, который оттягивает на себя электронную плотность и прочность связи Н – О ослабевает.

Возрастание устойчивости связано с увеличением степени окисления хлора и большим количеством электронов, принимающих участие в образовании связи. Во всех соединениях Cl – находится в состоянии sp3 гибридизации.



Самая высокая окислительная способность у хлорноватистой кислоты, за счет атомарного кислорода, который достаточно быстро выделяется в результате разложения хлорноватистой кислоты.

HСlO = HCl + O

Растворяясь в воде, оксиды дают соответствующие кислоты. Будучи кислотными оксидами, реагируют с основаниями и основными оксидами с образованием соответствующих солей

 

Схемы разложения HСlO (зависят от условий протекания процесса)

1. HClO → HСl + O

2. 2HCl+1O → HCl- + HCl+3O2

3. 2HClO → Cl2O + H2O

Сама кислота, а также ее соли могут образоваться в результате реакции обменного взаимодействия, а также окислительно-восстановительных. Соли обладают отбеливающим эффектом в результате образования атомарного кислорода при разложении гипохлоритов

Cl2 + H2O → HCl + HClO

ClF + H2O → HClO + HF

Cl2 +2KOHхол → KCl + KClO + H2O

3Cl2 + 6KOHгор → 5KCl + KClO3 + 3H2O

Гипохлорит калия термически разлагается по различным схемам:

2KClO → 2KCl + O2

KClO → KCl + KClO2 или KClO3, (KClO4)

Получение белильной извести

Белильная известь – смешанная соль (хлорид-гипохлорит кальция). Хлор имеет различную степень окисления, получают реакцией взаимодействия хлора с гидроксидом кальция

Cl2 + Ca(OH)2 → CaOCl2 + H2O

- очень сильный окислитель даже на воздухе разлагается

под действием углекислого газа

CaOCl2 + СО2 + H2O → CaCl2 + CaCO3 + O

CaOCl2 + 2HCl → CaCl2 + Cl2 + H2O

HClO2 – хлористая кислота, слабая, разлагается в водных растворах. Более устойчива хлорноватая кислота, по силеHClO3 напоминает HNO3. Получают рекцией диспропорционирования (ClO2 – газ жёлтого цвета) в воде. Наиболее распространены соли – хлораты. KClO3 - бертолетова соль, разлагается при нагревании по различным схемам

2KClO3 → 2KCl + 3O2 - термическое разложение в присутствии катализатора оксида марганца (IV)

4KClO3 → KCl + 3KClO4реакция диспропорционирования

Cl2O6 - тёмно-красная жидкость, получена

2ClO2 + 2O3 → Cl2O6 + 2O2

Cl2O7 - маслянистая бесцветная жидкость, получается обезвоживанием HСlO4

2HСlO4 + P2O5 → Cl2O7 + 2HPO3

Окислительные свойства почти не проявляет.

Хлорная кислота HClO4самая сильная кислота в ряду кислородсодержащих кислот хлора, окислительные свойства практически не проявляет, сама кислота и ее соли – перхлораты – достаточно устойчивые. Кислоту можно получить реакцией обменного взаимодействия с концентрированной серной кислотой. При нагревании перхлораты могут разлагаться по типу реакции внутримолекулярного окисления-восстановления.

KClO4 + H2SO4 (к) → HClO4 + KHSO4

2KClO4 → 2KCl + 4O2разложение

Самая высокая окислительная способность у хлорноватистой кислоты.

HСlO = HCl + O









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.