Halogenidy vodíku

Halogeny vodíku jsou obecným názvem pro sloučeniny vytvořené z vodíku a halogenů (prvky podskupiny fluoru):

Kyselina fluorovodíková – vodný roztok fluorovodíku
Kyselina chlorovodíková - vodný roztok chlorovodíku
Kyselina bromovodíková – vodný roztok bromovodíku
Kyselina jodovodíková - vodný roztok jodovodíku
Kyselina astatická – vodný roztok hydrogenastatidu

Všechny halogenovodíky jsou bezbarvé jedovaté plyny štiplavého zápachu, vysoce rozpustné ve vodě. Ve vzduchu jejich koncentrované roztoky kouří v důsledku uvolňování halogenovodíků.

Hydrohalogenidy jsou zkráceny jako NH a ve zdrojích v jazycích používajících latinskou abecedu - HHal.

Sloučenina	Vzorec	Molární hmotnost	Délka vazby d (H-X)/pm (plyn)	Dipólový moment μ / D	∆G° f	t tání °C	bp ° C
Fluorovodík	HF	dvacet	91,7	1,86	−270,7	−83,4	19.5
Chlorovodík	HCl	36.5	127,4	1.11	−92,3	−114,2	−85,1
Bromovodík	HBr	81	141,4	0,79	−36,3	−86,9	−66,8
Jodovodík	AHOJ	128	160,9	0,38	26,57	−50,8	−35,4
Vodíkový astat	Čepice	211	172,0	-0,06		−26.5	−20,0

V řadě HCl - HBr - HI v souladu s nárůstem kovalence vazby klesá dipólový moment molekuly: 0,33 ⋅ 10 -29 , 0,26 ⋅ 10 -29 a 0,19 ⋅ 10 -29 C m, resp. . V kapalné a plynné fázi nejsou molekuly HCl, HBr, HI na rozdíl od HF asociovány. Síla vazby v řadě HCl - HBr - HI výrazně klesá, protože se snižuje stupeň překrývání interagujících elektronových mraků. Snižuje také jejich tepelnou odolnost.

V řadě HCl - HBr - HI se teploty tání a varu přirozeně mění, ale při přechodu na HF prudce stoupají. To se vysvětluje asociací molekul fluorovodíku v důsledku tvorby vodíkových vazeb.

Chemické vlastnosti

Halogenidy chloru, bromu a jodu jsou za normálních podmínek plyny. Jsou vysoce rozpustné ve vodě, po rozpuštění probíhají následující procesy:

{\displaystyle {\mathsf {HHal+H_{2}O\rightarrow H_{3}O^{+}+Hal^{-))))

Proces rozpouštění je vysoce exotermický. S vodou tvoří HC1 , HBr a HI azeotropní směsi, které obsahují 20,24; 48; 57 % NG.

Halogeny v halogenovodíkech mají oxidační stav -1. Mohou působit jako redukční činidla a redukční schopnost v řadě HCl - HBr - HI zvyšuje:

{\mathsf {HF+H_{2}SO_{4}\nrightarrow ))

{\mathsf {HCl+H_{2}SO_{4}\nrightarrow ))

{\mathsf {2HBr+H_{2}SO_{4}\rightarrow Br_{2}+SO_{2}+2H_{2}O))

{\mathsf {8HI+H_{2}SO_{4}\rightarrow 4I_{2}+H_{2}S+4H_{2}O))

Jodovodík je silné redukční činidlo a používá se jako redukční činidlo v mnoha organických syntézách. Při stání roztok HI postupně hnědne v důsledku postupné oxidace HI vzdušným kyslíkem a uvolňováním jódu :

{\displaystyle {\mathsf {4HI+O_{2}\rightarrow 2H_{2}O+2I_{2))))

Podobný proces probíhá ve vodném roztoku HBr , ale mnohem pomaleji.

Roztoky halogenů jsou silné kyseliny, ve kterých iont H + působí jako oxidační činidlo. Síla kyselin se zvyšuje s rostoucím počtem period. Halogenovodíkové kyseliny reagují s kovy, jejichž potenciál je < 0, ale protože I − ionty (v menší míře Br − ) jsou dobrými komplexotvornými činidly , může HI reagovat i se stříbrem (E 0 = +0,8 V).

{\displaystyle {\mathsf {2Ag+4HI\rightarrow 2H[AgI_{2}]+H_{2))))

Fluorovodík snadno tvoří polymery typu (HF) n

Získávání metod

Vytěsňování solí silnými kyselinami:

{\displaystyle {\mathsf {NaCl+H_{2}SO_{4}\rightarrow HCl+NaHSO_{4))))

Chlor , brom , jod reagují přímo s vodíkem za vzniku halogenovodíků:

{\mathsf {H_{2}+Cl_{2}\rightarrow 2HCl))

{\mathsf {H_{2}+Br_{2}\rightarrow 2HBr))

\mathsf{H_2 + I_2 \rightarrow 2HI}

Chlór prudce reaguje s vodíkem, explozí, ale reakce musí být zahájena (zahřátím nebo zapálením), což je spojeno s jeho řetězovým mechanismem .

Interakce vodíku s bromem a jodem také zahrnuje řetězové procesy, ale reakce s bromem probíhá pomalu a s jódem probíhá pouze při zahřátí a nedosáhne konce, protože v systému je ustavena rovnováha . Tato pravidelnost odpovídá změně ΔH° f .

Literatura

Achmetov N. S. "Obecná a anorganická chemie" M .: Vyšší škola, 2001
Karapetyants M. Kh. , Drakin S.I. "Obecná a anorganická chemie" M.: Chemistry 1994

Halogenidy vodíku
Fluorovodík Chlorovodík Bromovodík Jodovodík Vodíkový astat