Tính chất hóa học của Halogen và ứng dụng của chúng 1

Tính chất hóa học của Halogen và ứng dụng của chúng

Nhóm Halogen bất kỳ trong số sáu nguyên tố phi kim loại tạo thành Nhóm VIIa của bảng tuần hoàn. Các nguyên tố nhóm halogen là Flo (F), Clo (Cl), Brom (Br), iốt (I), Astatine (At) và Tennessine (Ts). Để biết thêm tính chất hóa học của Halogen mời các bạn tham khảo bài viết dưới đây.

Nhóm Halogen

Nhóm Halogen hay Các nguyên tố Halogen là những nguyên tố thuộc nhóm VII A (tức nhóm nguyên tố thứ 7 theo danh pháp IUPAC hiện đại) trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Nhóm này bao gồm các nguyên tố hóa học là Flo, Clo, Brôm, iốt, Astatin và Tennessine. Chúng là các nguyên tố phi kim phản ứng tạo thành các hợp chất có tính axit mạnh với hydro, từ đó các muối đơn giản có thể được tạo ra.

Tính chất hóa học của Halogen
Tính chất hóa học của Halogen

Tính chất vật lý

Trong nhóm Halogen, tính chất vật lý biến đổi có quy luật: Trạng thái tập hợp, màu sắc, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi,…

Flo tác dụng mãnh liệt với nước giải phóng oxi. Các Halogen khác tan tương đối ít trong nước và tan nhiều trong một số dung môi hữu cơ. Nhóm halogen bao gồm: F, Cl, Br, I còn At và Ts là nguyên tố phóng xạ.

Tính chất hoá học của Halogen

Vì lớp electron ngoài cùng có cấu hình tương tự nên các Halogen có nhiều điểm giống nhau về tính chất hoá học của đơn chất cũng như về thành phần và tính chất của các hợp chất.

Halogen có ái lực electron lớn. Nguyên tử halogen X với 7 electron lớp ngoài cùng dễ dàng thu thêm 1 electron để tạo thành ion âm X có cấu hình electron của khí hiếm liền kề trong bảng tuần hoàn.

Các Halogen đều có độ âm điện lớn. Độ âm điện của Flo (3,98) là lớn nhất trong tất cả các nguyên tố hoá học. Từ flo đến clo, brôm và iốt… bán kính nguyên tử tăng dần và độ âm điện giảm mạnh

Halogen là những phi kim điển hình, chúng là những chất ôxi hóa mạnh. Khả năng ôxi hoá của các halogen giảm dần từ flo đến iốt.

Trong các hợp chất, flo luôn luôn có số ôxi hoá -1, các halogen khác ngoài số ôxi hoá -1 còn có các số ôxi hoá +1, +3, +5, +7.

Các phương trình hóa học của nhóm Halogen

Tính chất hóa học của Halogen và ứng dụng của chúng 2

AgNO3 + NaCl -> AgCl + NaNO3 (AgCl kết tủa màu trắng)

AgNO3 + NaBr -> AgBr + NaNO3(AgBr kết tủa màu vàng nhạt)

AgNO3 + NaI -> AgI + NaNO3 (AgI kết tủa màu vàng đậm)

Dùng AgNO3 để nhận biết muối F-, Cl-, Br-, I-

Phương trình cơ bản

2Na + Cl2 -> 2NaCl (Natri Clorua)

2Fe +3Cl2 -> 2FeCl3 (Sắt III Clorua)

H2 + Cl2 -> 2HCl (Hidro Clorua)

H2 + Br2 -> 2HBr

H2 + F2 -> 2HF

2Na + Br2 -> 2NaBr

Br2 + 2NaI -> 2NaBr + I2

Nước Clo

Cl2 + H2O {\displaystyle \leftrightarrows } HCl + HClO

Clorua vôi

Ca(OH)2 + Cl2 -> CaOCl2 + H2O

Muối clorat

3Cl2 + 6KOH -> 5KCl + KClO3 + 3H2O

2Al + 3Cl2 -> 2AlCl3

Dung dịch nước Javen

2NaOH + Cl2 -> NaCl + NaClO + H2O

Phương trình điều chế

Điều chế F2

Điện phân nóng chảy hỗn hợp KF và 2HF. H2 thoát ra ở cực âm còn F2 thoát ra ở cực dương. 2HF -(điện phân nóng chảy+KF)-> H2 + F2

Điều chế Cl2

  • K2Cr2O7 + 14HCl -> 3Cl2 + 2KCl + 2CrCl3 + 7H2O
  • MnO2 + 4HCl -to> Cl2 + MnCl2 + 2H2O
  • CaOCl2 + 2HCl -> CaCl2 + Cl2 + H2O
  • 2NaCl + 2H2O-(điện phân dung dịch có màng ngăn xốp)-> 2NaOH + Cl2 + H2 (Dung dịch muối bão hòa)

Điều chế Br2

  • 2KBr + MnO2 + 2H2SO4 -> MnSO4+K2SO4 + Br2 + 2H2O
  • 2AgBr -(ánh sáng)-> 2Ag + Br2
  • 4HBr + O2 -> 2H2O + 2Br2
  • 2HBr + H2SO4 -> Br2 + SO2 + 2H2O

Điều chế I2

  • NaClO + 2KI + H2O -> NaCl + I2 + 2KOH
  • 2KI + MnO2 + 2H2SO4 -> MnSO4+K2SO4 + I2 + 2H2O
  • 8HI + H2SO4 -> 4I2 + H2S + 4H2O
  • 2HI + 2FeCl3 -> 2FeCl2 + I2 + 2HCl
  • 2HI -(to trên 300 độ C)-> H2 + I2

Công dụng của nhóm Halogen

Tính chất hóa học của Halogen và ứng dụng của chúng 3

Clo

Việc sử dụng clo quy mô lớn đầu tiên là trong sản xuất bột tẩy trắng để sử dụng trong sản xuất vải và giấy dệt. Bột tẩy trắng sau đó đã được thay thế bằng clo lỏng, cũng được sử dụng rộng rãi như một chất diệt vi trùng cho nguồn cung cấp nước công cộng. Hiện nay việc sử dụng chính của clo là tạo ra các hợp chất hóa học . Các hóa chất vô cơ quan trọng được tạo ra bởi tác động trực tiếp của clo lên các chất khác bao gồm lưu huỳnh clorua, thionyl clorua, phosgene, nhôm clorua, clorua sắt (III), clorua titan (IV), clorua thiếc (IV) và kali clorat.

Flo

Tinh luyện nhôm – Ngành công nghiệp flo có liên quan mật thiết đến việc sản xuất nhôm. Alumina (nhôm oxit, Al2O3) có thể được khử thành nhôm kim loại bằng cách điện phân khi hợp nhất với từ thông bao gồm natri fluoroaluminate (Na3AlF6), thường được gọi là cryolite.

Chất làm lạnh – Ngành công nghiệp flo hữu cơ, một nhánh riêng biệt, bắt đầu vào cuối những năm 1920 với sự khám phá củaThomas Midgley, Jr. về chất làm lạnh có chứa flo. Một chất làm lạnh mới là cần thiết cho các tủ lạnh trong nước mới bắt đầu được sản xuất trên quy mô lớn. Amoniac là không phù hợp bởi vì ngay cả một phút rò rỉ sẽ tạo ra mùi khó chịu, và sự phân hủy sẽ giải phóng lượng khí độc. Mặc dù nhiều hợp chất flo được biết là độc, Midgley đã tìm thấy một số hợp chất không độc hại. Chúng cũng có các tính chất vật lý cần thiết cho chất làm lạnh và hoàn toàn không mùi.

Brom

Công dụng chính của nó ban đầu là dùng bromua trong y học, vẫn chỉ là sử dụng nhỏ. Brom lần đầu tiên trở nên quan trọng trong công nghiệp với sự phát triển của hiện đại quá trình chụp ảnh , trong đó vật liệu nhạy cảm với ánh sáng là nhũ tương của các hạt bạc bromua phút (cùng với bạc clorua, hoặc iotua hoặc cả hai) trong gelatin.

Iốt

Việc sử dụng các hợp chất iốt trong công nghiệp quan trọng nhất là một lượng nhỏ iốt bạc được sử dụng với bạc bromide trong chụp ảnh. Iốt cũng quan trọng trong y học (mặc dù đây không phải là sử dụng quy mô lớn) trong điều trị một số tình trạng tuyến giáp và nó được thêm vào muối ăn thông thường để ngăn ngừa các tình trạng như vậy. Nó cũng được sử dụng trực tiếp như một chất khử trùng. Iốt là một thành phần của một vài thuốc nhuộm hữu ích. Các nhà hóa học trong phòng thí nghiệm thường xuyên sử dụng các hợp chất iốt hoặc iốt trong tổng hợp và cả trong phân tích.

XEM THÊM:

Categories

Related Posts

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *