Оксид хлора (IV), диоксид хлора, двуокись хлора ( ClO2)
ClO2 – ядовитый газ желто-зеленого цвета с резким запахом. Взрывается при механическом воздействии, при нагревании до 100 ºС и при контакте с восстановителем
Получение двуокиси хлора
В промышленности ClO2 получают, пропуская оксид серы (IV) через подкисленный раствор хлората натрия NaClO3:
В лаборатории ClO2получают при взаимодействии хлората калия с щавелевой кислотой в присутствии концентрированной серной кислоты:
Химические свойства оксида хлора (IV)
ClO2 сильный окислитель, проявляет кислотные свойства. Реагирует с водой (медленно), со щелочью (быстро):
6ClO2 + 3H2O = HCl + 5HClO3 (горячая вода)
Разлагается в концентрированной хлороводородной кислоте:
Проявляет окислительно-восстановительные свойства:
Хлороводород, соляная кислота (HCl)
Способы получения хлороводорода
Промышленный способ:
Синтез из простых веществ:
Образуется как побочный продукт при хлорировании углеводородов:
R-H + Cl2 = R-Cl + HCl
Лабораторный способ:
В лаборатории HCl получают действием концентрированной H2SO4 на хлориды:
при слабом нагревании
при очень сильном нагревании
Физические свойства хлороводорода
HCl при обычной температуре — бесцветный газ с резким запахом, достаточно легко сжижается (Тпл = -114°С, Ткип = -85°С). Безводный НСl и в газообразном, и в жидком состояниях не проводит электрический ток.
HCl хорошо растворяется в воде: при обычной температуре в 1 л воды растворяется
450 л газа (реакция экзотермическая). Насыщенный раствор содержит 36-37 % HCl по массе, имеет резкий, удушающий запах.
Химические свойства хлороводорода
Газообразный HCl
Безводный НСl химически инертен по отношению к металлам, оксидам и гидроксидам металлов, а также ко многим другим веществам. Что означает, что в отсутствие воды хлороводород не проявляет кислотных свойств.
И только при очень сильном нагревании газообразный HCl реагирует с металлами, даже такими малоактивными, как Сu и Аg.
Восстановительные свойства HCl проявляются также в малой степени:
он может окисляться фтором при обычной температуре:
при высокой температуре (600°С) в присутствии катализаторов обратимо реагирует с кислородом:
Раствор HCl
Водный раствор HCl является сильной кислотой, т.к. молекулы HCl практически полностью распадаются на ионы:
Он проявляет все свойства кислот:
реагирует с металлами, стоящими в электрохимическом ряду напряжения металлов до водорода Н:
взаимодействует с основными и амфотерными оксидами:
реагирует с основаниями и амфотерными гидроксидами:
Вступает в реакцию с аммиаком:
взаимодействует с солями более слабых кислот:
Реагирует с сильными окислителями F2, MnO2, KMnO4, KClO3, K2Cr2O7. При этом анион Cl — окисляется до свободного хлора:
2Cl — — 2e — = Cl2 0
Качественная реакция – взаимодействие с растворимыми солями серебра с образованием белого творожистого осадка хлорида серебра:
С органическими соединениями
Вступает в реакции с органическими соединениями:
с аминами:
с аминокислотами:
Кислородсодержащие кислоты галогенов
Хлорноватистая кислота (HClO) и ее соли
Хлорноватистая кислота очень слабая кислота и существует только в разбавленных водных растворах.
Получение хлорноватистой кислоты:
Диспропорционирование хлора в холодной воде:
Реакция гипохлоритов с диоксидом углерода и водой :
Химические свойства хлорноватистой кислоты:
Несмотря на то, что хлорноватистая кислота HClO –слабая кислота, она является сильным окислителем, особенно в кислой среде. При этом хлор хлорноватистой кислоты восстанавливается до степени окисления -1.
HClO + KI → KIO3 + HCl
2HBr + HClO → HCl + Br2 + H2O
4HClO + MnS → 4HCl + MnSO4
на свету хлорноватистая кислота разлагается:
Как кислота реагирует с сильными основаниями:
HClO + KOH → KClO + H2O
Хлорноватистая кислота диспропорционирует:
3HClO → 2HCl + НСlO3
Химические свойства солей хлорноватистой кислоты (гипохлоритов):
Разложениегипохлоритов при нагревании:
Кислоты, более сильные, чем хлорноватистая вытесняют гипохлориты из солей:
NaClO + 2HCl → NaCl + Cl2 + H2O
Взаимодействуют с другимисолями, если продуктом является слабый электролит:
Физические и химические свойства
HCl — хлорид водорода. При об. Т — бесцв. газ с резким запахом, достаточно легко сжижается (т. пл. -114°С, т. кип. -85°С). Безводный НСl и в газообразном, и в жидком состояниях неэлектропроводен, химически инертен по отношению к металлам, оксидам и гидроксидам металлов, а также ко многим другим веществам. Это означает, что в отсутствие воды хлороводород не проявляет кислотных свойств. Только при очень высокой Т газообразный HCl реагирует с металлами, причем даже такими малоактивными, как Сu и Аg. Восстановительные свойства хпорид-аниона в HCl также проявляются в незначительной степени: он окисляется фтором при об. Т, а также при высокой Т (600°С) в присутствии катализаторов обратимо реагирует с кислородом:
Газообразный HCl широко используется в органическом синтезе (реакции гидрохлорирования).
Хлорная кислота (HClO4) и ее соли
Хлорная кислота HClO4– летучая, хорошо растворимая в воде жидкость, не имеющая цвета. Является сильной кислотой и сильным окислителем. Взрывоопасна. Кислотный оксид — Cl2O7, соли хлорной кислоты — перхлораты.
Получение хлорной кислоты
Перегонкой при пониженном давлении смеси перхлората калия с серной кислотой:
Химические свойства хлорной кислоты
Как сильная кислота вступает в реакции с щелочами с образованием перхлоратов:
Как сильный окислитель окисляет многие вещества:
Хлорная кислота является неустойчивой и разлагается при умеренном нагревании:
Химические свойства солей хлорной кислоты – перхлоратов:
Перхлораты также являются сильнымиокислителями
Взаимодействуют с сильными кислотами:
При нагревании более 550ºС разлагаются:
Оксиды хлора
§ 13. Хлор
2. Охарактеризуйте основные химические свойства хлора. Составьте уравнения химических реакций: а) лития с хлором; б) сгорания порошка железа в хлоре; в) горения водорода в хлоре; г) взаимодействия хлора с водой. Над знаками химических элементов проставьте степени окисления. Укажите окислитель и восстановитель.
1.В хозяйственной деятельности: отбеливание тканей, очищение питьевой воды:
При взаимодействии хлора с водой образуется хлорноватистая кислота (сильный окислитель). Она разлагается, образуя кислород, обеспечивающий отбеливание.
2.Хлорирование (Получение пластмасс, медикаментов, красителей путём присоединения атомов хлора к органическим соединениям).
3.Производство соляной кислоты:
Хлорноватая кислота (HClO3) и ее соли
Хлорноватая кислота HClO3– существует только в водных растворах, в свободном виде не выделена. Является сильной кислотой
Получение хлорноватой кислоты:
Действием кислот на хлораты:
Химические свойства хлорноватой кислоты:
Взаимодействует с щелочами с образованием хлоратов:
Окисляет некоторые вещества:
Разлагается при слабом нагревании:
Соли хлорноватой кислоты – хлораты:
Получают хлораты при пропускании хлора через подогретый раствор щелочи:
Хлораты сильные окислители.
хлорат калия (бертолетова соль) при нагревании разлагается диспропорционируя на хлорид и перхлорат калия:
В присутствии оксида марганца (IV) в качестве катализатора хлорат калия разлагается с выделением кислорода:
