Kelompok halogen dalam tabel periodik. Struktur dan sifat kimia halogen dan senyawanya. Contoh pemecahan masalah

Halogen. Hidrogen halida. Halida. Senyawa halogen yang mengandung oksigen

Halogen

Subkelompok halogen meliputi fluor, klor, brom, yodium dan astatin. Empat unsur pertama terdapat di alam dalam berbagai senyawa. Astatin hanya diperoleh secara artifisial dan bersifat radioaktif. Ini adalah elemen p dari golongan VII sistem periodik D.I.Mendeleev. Pada tingkat energi terluar, atomnya memiliki 7 elektron ns 2 np 5(lihat tabel 14).

Ini menjelaskan kesamaan sifat-sifatnya.

Mereka dengan mudah menambahkan masing-masing satu elektron, menunjukkan keadaan oksidasi -1. Halogen memiliki bilangan oksidasi ini dalam senyawa dengan hidrogen dan logam.

Namun, atom halogen, selain fluor, juga dapat menunjukkan bilangan oksidasi positif: +1, +3, +5, +7. Kemungkinan nilai bilangan oksidasi dijelaskan oleh struktur elektronik atom, yang untuk atom fluor dapat diwakili oleh diagram:

Tabel 14. Sifat-sifat unsur subkelompok halogen

Menjadi unsur paling elektronegatif, fluor hanya dapat menerima satu elektron per tingkat 2p. Ia memiliki satu elektron tidak berpasangan, sehingga fluor hanya dapat bersifat monovalen, dan bilangan oksidasinya selalu -1. Struktur elektronik atom klor dinyatakan dalam diagram:

Atom klor memiliki satu elektron tidak berpasangan pada sublevel 3p, dan dalam keadaan normal (tidak tereksitasi), klor bersifat monovalen. Namun karena klor berada pada periode ketiga, ia mempunyai lima orbital lagi pada sublevel 3d, yang dapat menampung 10 elektron.

Dalam keadaan tereksitasi atom, elektron klor berpindah dari sublevel 3p dan 3s ke sublevel 3d (ditunjukkan oleh panah pada diagram). Pemisahan (pasangan) elektron yang terletak pada orbital yang sama meningkatkan valensi sebanyak dua satuan. Jelas bahwa klorin dan analognya (kecuali fluor) hanya dapat menunjukkan valensi variabel ganjil 1,3,5,7 dan bilangan oksidasi positif yang sesuai. Fluor tidak ada yang gratis

orbital, yang berarti bahwa selama reaksi kimia tidak ada pemisahan pasangan elektron dalam atom. Oleh karena itu, ketika mempertimbangkan sifat-sifat halogen, karakteristik fluor harus selalu diperhatikan.

Dalam setiap periode, halogen adalah unsur paling elektronegatif dan memiliki afinitas elektron tertinggi.

Dalam subkelompok halogen, transisi dari fluor ke yodium disertai dengan peningkatan jari-jari atom.

Unsur subkelompok adalah nonlogam; Ketika muatan inti meningkat dari F ke At, fitur nonlogam melemah, sebagaimana dibuktikan dengan penurunan potensi ionisasi dan afinitas elektron.

Sifat redoks dan perbedaan perilaku kimia halogen mudah dipahami dengan membandingkan sifat-sifat ini bergantung pada perubahan muatan inti ketika berpindah dari F ke I. Pada deret F, Cl, Br, I, jari-jari atom terbesar (dan karenanya afinitas elektron terkecil ) memiliki I, oleh karena itu ia dicirikan oleh sifat pengoksidasi yang kurang menonjol dibandingkan Br, Cl, F. Akibatnya, sifat pengoksidasi atom netral dalam subkelompok halogen menurun dari F ke I, dan sifat pereduksi meningkat:

Ikatan Gal-Gal dalam molekul zat sederhana bersifat kovalen, nonpolar. Panjang ikatan dalam molekul secara alami meningkat dari F 2 ke I 2. Energi pengikatnya berubah sebagai berikut.

Energi ikat pada molekul F 2 kurang kuat dibandingkan pada molekul Cl 2. Hal ini dijelaskan oleh pembentukan ikatan datif pada molekul Cl 2 dan, karenanya, Br 2 dan I 2: ketika awan energi bersama terbentuk tidak hanya karena pasangan elektron p, tetapi juga karena sudah ada berpasangan elektron p dari satu atom dan orbital d yang kosong dari atom lain.

Prevalensi di alam

Prevalensi fluor dan klor berdekatan satu sama lain dan cukup tinggi (masing-masing 6,5 · 10 -2% berat dan 4,5 · 10 -2%); prevalensi brom dan yodium jauh lebih sedikit - 1,6 · 10 -4 dan 4 · 10 -5%. Fluor memainkan peran biologis tertentu - khususnya, kondisi gigi bergantung pada kandungannya dalam air, karena Kalsium fluorida adalah bagian dari jaringan gigi.

Konsentrasi klorin (Cl -) dalam jaringan tubuh relatif tinggi, dan fungsinya bervariasi - berhubungan dengan aktivasi enzim, transmisi kegembiraan saraf, dll. Fungsi brom kurang dipelajari, dan yodium tidak diragukan lagi memainkan peran yang sangat penting, karena merupakan bagian dari hormon kelenjar tiroid - tiroksin, yang menentukan laju keseluruhan proses oksidatif dalam tubuh.

I Di alam, klorin terdapat dalam keadaan bebas dalam gas vulkanik. Senyawanya tersebar luas: natrium klorida NaCl, kalium klorida KCl, magnesium klorida MgCl 2 6H 2 O, silvinit terdiri dari NaCl dan KCl, karnalit dengan komposisi KC1 MgCl 2 6H 2 O, kainit dengan komposisi MgSO 4 KCl 3H 2 O, dll.

Produksi halogen

1. Cara terpenting untuk memperoleh fluor adalah elektrolisis lelehan fluorida, di mana fluor dilepaskan di anoda:

2F - -2e - ®F 2

KHF 2 hidrofluorida digunakan sebagai sumber produksi utama.

2. Klorin diperoleh di laboratorium dari asam klorida dengan mereaksikannya dengan mangan (IV) oksida. Reaksi terjadi ketika dipanaskan.

4HСl -1 +Mn +4 O 2 =Сl 0 2 +Mn +2 Сl 2 +2Н 2 O

Alih-alih zat pengoksidasi MnO 2, kalium permanganat KMnO 4 dapat digunakan. Kemudian reaksi berlangsung pada suhu biasa,

16HCl -1 +2KMn +7 O 4 =5Сl 0 2 +2Mn +2 Сl 2 +2КСl+8Н 2 О

Dalam industri, klorin diproduksi melalui elektrolisis larutan natrium klorida. Gas klorin dilepaskan di anoda:

elektrolisis 2NaCl+2H 2 O ®2NaOH+H 2 +Cl 2

3. Untuk memperoleh brom, reaksi substitusinya menjadi bromida lebih sering digunakan. 2KBr+Сl 2 =2KСl+Br 2

4. Sumber utama yodium adalah rumput laut dan perairan pengeboran minyak.

2NaI+MnO 2 +3H 2 SO 4 =I 2 +2NaHSO 4 +MnSO 4 +2H 2 O Memperoleh yodium dari sumber alaminya berarti mengubahnya menjadi molekuler:

2NaI+2NaNO 2 +2H 2 JADI 4 =I 2 +2H 2 O+2NO+2Na 2 JADI 4

5. Dalam kondisi laboratorium, brom dan yodium diperoleh dengan cara yang sama: melalui aksi mangan (IV) oksida pada bromida atau iodida dalam lingkungan asam, misalnya:

MnO 2 +2KBr+2H 2 SO 4 =MnSO 4 +Br 2 +K 2 SO 4 +2H 2 O

Sifat fisik halogen

Ketika muatan inti meningkat dari fluor menjadi yodium, titik leleh dan titik didih (lihat Tabel 15) serta konduktivitas listrik meningkat. Halogen mempunyai bau yang kuat dan beracun. Mereka sulit larut dalam pelarut polar, baik dalam pelarut organik (alkohol, benzena).

Klorin merupakan gas beracun berwarna kuning kehijauan dengan bau yang menyengat. 2,5 kali lebih berat dari udara. Klorin menyebabkan iritasi pernafasan, dan menghirup dalam jumlah besar dapat menyebabkan kematian karena sesak napas. Klorin alami mengandung dua isotop - 35 17 Cl (75,53%) dan 37 17 Cl (24,47%).

Fluorida sangat beracun. Brom adalah cairan kental berwarna merah kecokelatan. Uap bromin beracun. Menyebabkan luka bakar parah jika terkena kulit. Yodium merupakan padatan berwarna hitam-ungu, bila dipanaskan akan terbentuk uap ungu, yang bila didinginkan kembali berubah menjadi kristal. Sublimasi yodium terjadi, mis. penguapan zat padat dan pembentukan kristal dari uap, melewati keadaan cair.

Tabel 15. Sifat-sifat zat sederhana subkelompok halogen

karakteristik umum

Halogen mencakup lima unsur non-logam utama, yang terletak di golongan VII tabel periodik. Golongan ini mencakup unsur-unsur kimia seperti fluor F, klor Cl, brom Br, yodium I, astatin At.

Halogen mendapatkan namanya dari kata Yunani, yang dalam terjemahannya berarti pembentuk garam atau “pembentuk garam”, karena pada prinsipnya sebagian besar senyawa yang mengandung halogen disebut garam.

Halogen bereaksi dengan hampir semua zat sederhana, kecuali hanya beberapa logam. Mereka merupakan oksidator yang cukup energik, memiliki bau yang sangat kuat dan menyengat, berinteraksi dengan baik dengan air, dan juga memiliki volatilitas yang tinggi dan elektronegativitas yang tinggi. Namun di alam hanya dapat ditemukan dalam bentuk senyawa.

Sifat fisik halogen

1. Bahan kimia sederhana seperti halogen terdiri dari dua atom;
2. Jika kita menganggap halogen dalam kondisi normal, maka perlu diketahui bahwa fluor dan klor berbentuk gas, sedangkan brom berbentuk zat cair, dan yodium serta astatin berbentuk zat padat.

3. Untuk halogen, titik leleh, titik didih, dan massa jenis meningkat seiring dengan bertambahnya massa atom. Selain itu, pada saat yang sama, warnanya berubah, menjadi lebih gelap.
4. Dengan setiap peningkatan nomor seri, reaktivitas kimia dan keelektronegatifan menurun dan sifat non-logam menjadi lebih lemah.
5. Halogen mempunyai kemampuan membentuk senyawa satu sama lain, seperti BrCl.
6. Pada suhu kamar, halogen dapat berada di ketiga wujud materi.
7. Penting juga untuk diingat bahwa halogen adalah bahan kimia yang cukup beracun.

Sifat kimia halogen

Ketika bereaksi secara kimia dengan logam, halogen bertindak sebagai zat pengoksidasi. Jika, misalnya, kita mengambil fluor, bahkan dalam kondisi normal ia bereaksi dengan sebagian besar logam. Tapi aluminium dan seng menyala bahkan di atmosfer: +2-1: ZnF2.

Produksi halogen

Saat memproduksi fluor dan klorin pada skala industri, larutan elektrolisis atau garam digunakan.

Jika Anda perhatikan lebih dekat gambar di bawah ini, Anda akan melihat bagaimana klorin dapat diproduksi di laboratorium menggunakan unit elektrolisis:

Gambar pertama menunjukkan instalasi untuk natrium klorida cair, dan gambar kedua untuk memproduksi larutan natrium klorida.

Proses elektrolisis lelehan natrium klorida dapat direpresentasikan dalam bentuk persamaan berikut:

Dengan bantuan elektrolisis tersebut, selain menghasilkan klorin, hidrogen dan natrium hidroksida juga terbentuk:

Tentu saja, hidrogen diproduksi dengan cara yang lebih sederhana dan lebih murah, tidak demikian halnya dengan natrium hidroksida. Seperti halnya klorin, hampir selalu diperoleh hanya melalui elektrolisis larutan garam meja.

Jika Anda melihat gambar di atas, Anda akan melihat bagaimana klorin dapat diproduksi di laboratorium. Dan itu diperoleh dengan mereaksikan asam klorida dengan oksida mangan:

Dalam industri, brom dan yodium diperoleh dengan mengganti zat-zat ini dengan klorin dari bromida dan iodida.

Penerapan halogen

Fluor, atau lebih tepat disebut tembaga fluorida (CuF2), memiliki kegunaan yang cukup luas. Hal ini digunakan dalam pembuatan keramik, enamel dan berbagai glasir. Wajan teflon yang ditemukan di setiap rumah dan zat pendingin di lemari es dan AC juga muncul berkat fluor.

Selain untuk kebutuhan rumah tangga, Teflon juga digunakan untuk keperluan medis, seperti digunakan dalam produksi implan. Fluor diperlukan dalam pembuatan lensa optik dan pasta gigi.

Klorin juga ditemukan di setiap langkah kehidupan kita. Penggunaan klorin yang paling luas dan luas, tentu saja, adalah garam meja NaCl. Ini juga bertindak sebagai agen detoksifikasi dan digunakan dalam perang melawan es.

Selain itu, klorin sangat diperlukan dalam produksi plastik, karet sintetis, dan polivinil klorida, yang karenanya kita memperoleh pakaian, sepatu, dan barang-barang lain yang diperlukan dalam kehidupan sehari-hari. Ini digunakan dalam produksi pemutih, bubuk, pewarna, dan bahan kimia rumah tangga lainnya.

Brom umumnya dibutuhkan sebagai zat fotosensitif saat mencetak foto. Dalam pengobatan digunakan sebagai obat penenang. Brom juga digunakan dalam produksi insektisida dan pestisida, dll.

Ya, yodium yang terkenal, yang ada di lemari obat setiap orang, terutama digunakan sebagai antiseptik. Selain sifat antiseptiknya, yodium terdapat dalam sumber cahaya dan juga membantu mendeteksi sidik jari pada permukaan kertas.

Peran halogen dan senyawanya bagi tubuh manusia

Saat memilih pasta gigi di toko, mungkin Anda masing-masing memperhatikan fakta bahwa kandungan senyawa fluorida tertera pada labelnya. Dan ini bukan tanpa alasan, karena komponen ini berperan dalam konstruksi email dan tulang gigi, serta meningkatkan ketahanan gigi terhadap karies. Ia juga memainkan peran penting dalam proses metabolisme, berpartisipasi dalam pembangunan kerangka tulang dan mencegah terjadinya penyakit berbahaya seperti osteoporosis.

Klorin juga berperan penting dalam tubuh manusia, karena berperan aktif dalam menjaga keseimbangan air-garam dan menjaga tekanan osmotik. Klorin terlibat dalam metabolisme tubuh manusia, pembangunan jaringan, dan, yang juga penting, dalam menghilangkan kelebihan berat badan. Asam klorida, yang merupakan bagian dari jus lambung, sangat penting untuk pencernaan, karena tanpanya proses pencernaan makanan tidak mungkin terjadi.

Klorin diperlukan untuk tubuh kita dan harus disuplai setiap hari dalam dosis yang diperlukan. Namun jika asupannya ke dalam tubuh terlampaui atau berkurang tajam, maka kita akan langsung merasakannya berupa bengkak, sakit kepala, dan gejala tidak menyenangkan lainnya yang tidak hanya mengganggu metabolisme, tetapi juga menyebabkan penyakit usus.

Pada manusia, sejumlah kecil brom terdapat di otak, ginjal, darah dan hati. Untuk keperluan medis, bromin digunakan sebagai obat penenang. Tapi overdosisnya bisa menimbulkan konsekuensi buruk, yang bisa menyebabkan keadaan tertekan pada sistem saraf, dan dalam beberapa kasus, gangguan mental. Dan kekurangan bromin dalam tubuh menyebabkan ketidakseimbangan antara proses eksitasi dan inhibisi.

Kelenjar tiroid kita tidak dapat hidup tanpa yodium, karena mampu membunuh mikroba yang masuk ke dalam tubuh kita. Jika tubuh manusia kekurangan yodium, penyakit kelenjar tiroid yang disebut gondok dapat dimulai. Penyakit ini menimbulkan gejala yang cukup tidak menyenangkan. Seseorang yang menderita penyakit gondok merasa lemas, mengantuk, demam, mudah tersinggung dan kehilangan kekuatan.

Dari semua ini kita dapat menyimpulkan bahwa tanpa halogen, seseorang tidak hanya akan kehilangan banyak hal yang diperlukan dalam kehidupan sehari-hari, tetapi tanpa halogen, tubuh kita tidak akan dapat berfungsi secara normal.

Halogen (dari bahasa Yunani. lingkaran cahaya - garam dan gen - generator) - elemen subgrup utama VII kelompok sistem periodik: fluor, klor, brom, yodium, astatin.

Dalam keadaan bebas, halogen membentuk zat yang terdiri dari molekul diatomik F 2, Cl 2, Br 2, I 2.

BERADA DI ALAM

Halogen terdapat di alam hanya dalam bentuk senyawa.

Fluor terjadi secara eksklusif dalam bentuk garam yang tersebar di berbagai batuan. Kandungan total fluor di kerak bumi adalah 0,02% atom. Mineral fluor memiliki kepentingan praktis: CaF 2 - fluorspar, Na 2 AlF 6 - kriolit, Ca 5 F(PO 4) 3 - fluorapatit.

Senyawa alami yang paling penting klorin adalah natrium klorida (halit), yang berfungsi sebagai bahan baku utama produksi senyawa klor lainnya. Sebagian besar natrium klorida ditemukan di perairan laut dan samudera. Perairan banyak danau juga mengandung sejumlah besar NaCl - seperti danau Elton dan Baskunchak. Ada senyawa klor lainnya, misalnya KCl - sylvinite, MgCl 2 *KCl*6HO - karnalit, KCl*NaCl - sylvinite.

Brom ditemukan di alam dalam bentuk garam natrium dan kalium bersama dengan garam klor, serta di air danau garam dan laut. Logam bromida ditemukan di air laut. Di perairan pengeboran bawah tanah untuk kepentingan industri, kandungan bromin berkisar antara 170 hingga 700 mg/l. Kandungan total brom di kerak bumi adalah 3*10-5% atom.

Koneksi yodium terdapat di air laut, namun dalam jumlah yang sangat kecil sehingga sangat sulit untuk diisolasi langsung dari air. Namun, ada beberapa alga yang mengakumulasi yodium di jaringannya, seperti rumput laut. Abu alga ini berfungsi sebagai bahan baku produksi yodium. Sejumlah besar yodium (dari 10 hingga 50 mg/l.) terkandung dalam perairan pengeboran bawah tanah. Kandungan yodium di kerak bumi adalah 4*10-6% atom. Ada sedikit deposit garam yodium - KIO 3 dan KIO 4 - di Chili dan Bolivia.

berat keseluruhan astata di dunia, menurut perkiraan, tidak melebihi 30 g.

Meja. Struktur elektronik dan beberapa sifat atom dan molekul halogen

1) Konfigurasi elektronik umum tingkat energi terluar adalah NS 2 nP 5 .

2) Dengan bertambahnya jumlah atom suatu unsur, jari-jari atom bertambah, keelektronegatifan menurun, dan sifat non-logam melemah (sifat logam meningkat); halogen adalah oksidator kuat; kemampuan oksidasi unsur menurun dengan meningkatnya massa atom.

3) Dengan bertambahnya massa atom, warnanya menjadi lebih gelap, titik leleh dan titik didih serta kepadatannya meningkat.

MENDAPATKAN HALOGEN

1. Elektrolisis larutan dan lelehan halida:

2NaCl + 2H 2 O = Cl 2 + H 2 + 2NaOH

2 KF = 2 K + F 2 (satu-satunya cara untuk mendapatkan F 2)

2. Oksidasi hidrogen halida:

2 KMnO 4 +16 HCl =2 KCl +2 MnCl 2 +5 Cl 2 +8 H 2 O – Metode laboratorium untuk memproduksi klorin

14HBr+K 2 Cr 2 O 7 =2KBr+2CrBr 3 +3Br 2 +7H 2 O

MnO 2 + 4 HHal = MnHal 2 + Hal 2 + 2 H 2 O – Laboratorium - (Untuk produksi klorin, brom, yodium)

3. Metode industri - oksidasi dengan klorin (untuk brom dan yodium):

2KBr+Cl 2 =2KCl+Br 2

2KI + Cl 2 = 2KCl + I 2

Sifat kimia

Mari kita lihat sifat-sifat halogen dengan menggunakan klorin sebagai contoh:

APLIKASI HALOGEN

DEFINISI

Halogen– unsur golongan VII A – fluor (F), klor (Cl), brom (Br) dan yodium (I).

Konfigurasi elektronik tingkat energi terluar halogen ns 2 np 5. Karena halogen hanya kekurangan satu elektron sebelum menyelesaikan tingkat energinya, dalam ORR halogen paling sering menunjukkan sifat zat pengoksidasi. Keadaan oksidasi halogen: dari “-1” hingga “+7”. Satu-satunya unsur dalam golongan halogen, fluor, hanya menunjukkan satu bilangan oksidasi “-1” dan merupakan unsur paling elektronegatif. Molekul halogen bersifat diatomik: F 2, Cl 2, Br 2, I 2.

Sifat kimia halogen

Dengan meningkatnya muatan inti atom suatu unsur kimia, mis. ketika berpindah dari fluor ke yodium, kemampuan oksidasi halogen menurun, yang dibuktikan dengan kemampuan untuk menggantikan halogen yang lebih rendah dengan halogen yang lebih tinggi dari asam hidrohalat dan garamnya:

Br 2 + 2HI = Saya 2 + 2HBr;

Cl 2 + 2KBr = Br 2 + 2KCl.

Fluor memiliki aktivitas kimia terbesar. Sebagian besar unsur kimia, bahkan pada suhu kamar, berinteraksi dengan fluor, melepaskan sejumlah besar panas. Bahkan air pun terbakar dalam fluor:

2H 2 O + 2F 2 = 4HF + O 2.

Klorin bebas kurang reaktif dibandingkan fluor. Ia tidak bereaksi langsung dengan oksigen, nitrogen, dan gas mulia. Ia berinteraksi dengan semua zat lain seperti fluor:

2Fe + Cl 2 = 2FeCl 3 ;

2P + 5Cl 2 = 2PCl 5.

Ketika klorin berinteraksi dengan air dalam keadaan dingin, reaksi reversibel terjadi:

Cl 2 + H 2 O↔HCl +HClO.

Campuran produk reaksi disebut air klorin.

Ketika klorin berinteraksi dengan basa dalam suhu dingin, campuran klorida dan hipoklorit terbentuk:

Cl 2 + Ca(OH) 2 = Ca(Cl)OCl + H 2 O.

Jika klorin dilarutkan dalam larutan alkali panas, terjadi reaksi berikut:

3Cl 2 + 6KOH = 5KCl + KClO 3 + 3H 2 O.

Brom, seperti klorin, larut dalam air dan, bereaksi sebagian dengannya, membentuk apa yang disebut “air brom”, sedangkan yodium praktis tidak larut dalam air.

Yodium berbeda secara signifikan dalam aktivitas kimianya dari halogen lainnya. Ia tidak bereaksi dengan sebagian besar non-logam, dan bereaksi lambat dengan logam hanya jika dipanaskan. Interaksi yodium dengan hidrogen hanya terjadi dengan pemanasan yang kuat; reaksinya bersifat endotermik dan sangat reversibel:

H 2 + Saya 2 = 2HI - 53 kJ.

Sifat fisik halogen

Di no. fluor adalah gas berwarna kuning muda dengan bau yang menyengat. Beracun. Klorin adalah gas berwarna hijau muda, sama seperti fluor, ia memiliki bau yang menyengat. Sangat beracun. Pada tekanan tinggi dan suhu kamar mudah berubah menjadi cair. Brom adalah cairan kental berwarna merah kecokelatan dengan ciri khas bau menyengat yang tidak sedap. Brom cair, serta uapnya, sangat beracun. Brom sulit larut dalam air dan baik dalam pelarut non-polar. Yodium berbentuk padatan abu-abu tua dengan kilau metalik. Uap yodium berwarna ungu. Yodium mudah menyublim, mis. berubah menjadi gas dari padat, sambil melewati keadaan cair.

Produksi halogen

Halogen dapat diperoleh dengan elektrolisis larutan atau lelehan halida:

MgCl 2 = Mg + Cl 2 (meleleh).

Paling sering, halogen diperoleh melalui reaksi oksidasi asam hidrohalat:

MnO 2 + 4HCl = MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O;

K 2 Cr 2 O 7 + 14HCl = 3Cl 2 + 2KCl + 2CrCl 3 + 7H 2 O;

2KMnO 4 +16HCl = 2MnCl 2 +5Cl 2 +8H 2 O +2KCl.

Penerapan halogen

Halogen digunakan sebagai bahan baku untuk menghasilkan berbagai produk. Jadi, fluor dan klor digunakan untuk sintesis berbagai bahan polimer, klor juga merupakan bahan baku dalam produksi asam klorida. Brom dan yodium banyak digunakan dalam pengobatan, dan brom juga digunakan dalam industri cat dan pernis.

Contoh pemecahan masalah

CONTOH 1

Latihan

Hitung volume klorin (no.) yang bereaksi dengan kalium iodida jika terbentuk yodium seberat 508 g

Larutan

Mari kita tuliskan persamaan reaksi antara klorin dan kalium iodida: Cl 2 + 2KI = Saya 2 + 2KCl Massa molar yodium, dihitung menggunakan tabel unsur kimia oleh D.I. Mendeleev, sama dengan – 254 g/mol. Mari kita cari jumlah yodium yang terbentuk: v(Saya 2) = m(Saya 2)/M(Saya 2) Fluor hanya dapat menjadi zat pengoksidasi, yang mudah dijelaskan oleh posisinya dalam tabel periodik unsur kimia D.I.Mendeleev. Ini adalah zat pengoksidasi kuat, bahkan mengoksidasi beberapa gas mulia: 2F 2 +Xe=XeF 4 Aktivitas kimia fluor yang tinggi harus dijelaskan Namun penghancuran molekul fluor membutuhkan energi yang jauh lebih sedikit daripada yang dilepaskan selama pembentukan ikatan baru. Jadi, karena kecilnya jari-jari atom fluor, pasangan elektron bebas dalam molekul fluor saling bertabrakan dan melemah. Halogen berinteraksi dengan hampir semua zat sederhana. 1. Reaksi dengan logam terjadi paling kuat. Saat dipanaskan, fluor bereaksi dengan semua logam (termasuk emas dan platinum); dalam cuaca dingin bereaksi dengan logam alkali, timbal, besi. Dengan tembaga dan nikel, reaksi tidak terjadi dalam cuaca dingin, karena lapisan pelindung fluorida terbentuk pada permukaan logam, melindungi logam dari oksidasi lebih lanjut. Klorin bereaksi kuat dengan logam alkali, dan dengan tembaga, besi, dan timah reaksi terjadi ketika dipanaskan. Brom dan yodium berperilaku serupa. Interaksi halogen dengan logam merupakan proses eksotermik dan dapat dinyatakan dengan persamaan: 2M+nHaI 2 =2MHaI DH<0 Logam halida adalah garam yang khas. Halogen dalam reaksi ini menunjukkan sifat pengoksidasi yang kuat. Dalam hal ini, atom logam melepaskan elektron, dan atom halogen menerima, misalnya: 2. Dalam kondisi normal, fluor bereaksi dengan hidrogen dalam gelap dengan ledakan. Interaksi klorin dengan hidrogen terjadi di bawah sinar matahari yang cerah. Brom dan hidrogen hanya berinteraksi ketika dipanaskan, dan yodium bereaksi dengan hidrogen pada pemanasan yang kuat (hingga 350°C), tetapi proses ini bersifat reversibel. H 2 + Cl 2 = 2 HCl H 2 + Br 2 = 2 HBr H 2 +Saya 2 « 350° 2HI Halogen adalah zat pengoksidasi dalam reaksi ini. Penelitian telah menunjukkan bahwa reaksi antara hidrogen dan klorin dalam cahaya memiliki mekanisme sebagai berikut. Molekul Cl 2 menyerap kuantum cahaya hv dan terurai menjadi radikal Cl anorganik. . Ini berfungsi sebagai awal reaksi (awal reaksi). Kemudian berlanjut dengan sendirinya. Radikal klorin Cl. bereaksi dengan molekul hidrogen. Dalam hal ini, radikal hidrogen H dan HCl terbentuk. Pada gilirannya, radikal hidrogen H. bereaksi dengan molekul Cl 2, membentuk HCl dan Cl. dll. sl 2 +hv=cl. + Kl. Kl. +H 2 =HCl+H. N.+Cl 2 =HCl+C1. Kegembiraan awal menyebabkan serangkaian reaksi yang berurutan. Reaksi seperti ini disebut reaksi berantai. Hasilnya adalah hidrogen klorida. 3. Halogen tidak berinteraksi langsung dengan oksigen dan nitrogen. 4. Halogen bereaksi baik dengan nonlogam lainnya, misalnya: 2P+3Cl 2 =2PCl 3 2P+5Cl 2 =2PCl 5 Si+2F 2 =SiF 4 Halogen (kecuali fluor) tidak bereaksi dengan gas inert. Aktivitas kimia brom dan yodium terhadap non-logam kurang menonjol dibandingkan dengan fluor dan klor. Dalam semua reaksi di atas, halogen menunjukkan sifat pengoksidasi. Interaksi halogen dengan zat kompleks. 5. Dengan air. Fluor bereaksi secara eksplosif dengan air membentuk oksigen atom: H 2 O+F 2 =2HF+O Halogen yang tersisa bereaksi dengan air menurut skema berikut: Gal 0 2 +H 2 O «NGal -1 +NGal +1 O Reaksi ini merupakan reaksi disproporsionasi dimana halogen merupakan zat pereduksi sekaligus oksidator, contoh: Cl 2 +H 2 O"HCl+HClO Cl 2 +H 2 O«H + +Cl - +HClO Cl°+1e - ®Сl - Cl°-1e - ®Сl + dimana HCl adalah asam klorida kuat; HClO - asam hipoklorit lemah 6. Halogen mampu menghilangkan hidrogen dari zat lain, terpentin + C1 2 = HC1 + karbon Klorin menggantikan hidrogen dalam hidrokarbon jenuh: CH 4 + Cl 2 = CH 3 Cl + HCl dan bergabung dengan senyawa tak jenuh: C 2 H 4 + Cl 2 = C 2 H 4 Cl 2 7. Reaktivitas halogen menurun pada deret F-Cl - Br - I. Oleh karena itu, unsur sebelumnya menggantikan unsur berikutnya dari asam tipe NG (G - halogen) dan garamnya. Dalam hal ini, aktivitas menurun: F 2 >Cl 2 >Br 2 >I 2 Aplikasi Klorin digunakan untuk mendisinfeksi air minum, pemutih kain, dan bubur kertas. Sejumlah besar dikonsumsi untuk menghasilkan asam klorida, pemutih, dll. Fluor telah banyak digunakan dalam sintesis bahan polimer - fluoroplastik, yang memiliki ketahanan kimia yang tinggi, dan juga sebagai pengoksidasi bahan bakar roket. Beberapa senyawa fluor digunakan dalam pengobatan. Brom dan yodium adalah zat pengoksidasi kuat dan digunakan dalam berbagai sintesis dan analisis zat. Brom dan yodium dalam jumlah besar digunakan untuk membuat obat-obatan. Hidrogen halida Senyawa halogen dengan hidrogen HX, dengan X adalah sembarang halogen, disebut hidrogen halida. Karena keelektronegatifan halogen yang tinggi, pasangan elektron ikatan bergeser ke arah halogen, sehingga molekul senyawa ini bersifat polar. Hidrogen halida adalah gas tidak berwarna dengan bau menyengat dan mudah larut dalam air. Pada suhu 0°C, larutkan 500 volume HC1, 600 volume HBr, dan 450 volume HI dalam 1 volume air. Hidrogen fluorida bercampur dengan air dalam perbandingan berapa pun. Kelarutan yang tinggi dari senyawa-senyawa ini dalam air memungkinkan diperolehnya senyawa yang pekat Tabel 16. Derajat disosiasi asam hidrohalat solusi mandi. Ketika dilarutkan dalam air, hidrogen halida berdisosiasi seperti asam. HF termasuk dalam senyawa yang terdisosiasi lemah, yang dijelaskan oleh kekuatan ikatan khusus dalam coule. Larutan hidrogen halida yang tersisa diklasifikasikan sebagai asam kuat. HF - asam fluorida HC1 - asam klorida HBr - asam hidrobromat HI - asam hidroiodik Kekuatan asam pada deret HF - HCl - HBr - HI meningkat yang dijelaskan oleh penurunan energi ikat searah dan bertambahnya jarak antar inti. HI merupakan asam terkuat dari rangkaian asam hidrohalat (lihat Tabel 16). Polarisabilitas meningkat karena fakta bahwa air terpolarisasi Sambungan yang lebih besar adalah sambungan yang panjangnya lebih besar. I Garam asam hidrohalat masing-masing mempunyai nama sebagai berikut: fluorida, klorida, bromida, iodida. Sifat kimia asam hidrohalat Dalam bentuk keringnya, hidrogen halida tidak berpengaruh pada sebagian besar logam. 1. Larutan hidrogen halida dalam air memiliki sifat asam bebas oksigen. Berinteraksi secara kuat dengan banyak logam, oksida dan hidroksidanya; mereka tidak mempengaruhi logam yang berada dalam rangkaian tegangan elektrokimia logam setelah hidrogen. Berinteraksi dengan beberapa garam dan gas. Asam fluorida menghancurkan kaca dan silikat: SiO 2 +4HF=SiF 4 +2H 2 O Oleh karena itu, tidak boleh disimpan dalam wadah kaca. 2. Dalam reaksi redoks, asam hidrohalat berperilaku sebagai zat pereduksi, dan aktivitas pereduksi pada deret Cl - , Br - , I - meningkat. Kuitansi Hidrogen fluorida dihasilkan oleh aksi asam sulfat pekat pada fluorspar: CaF 2 +H 2 SO 4 =CaSO 4 +2HF Hidrogen klorida dihasilkan melalui reaksi langsung hidrogen dengan klor: H 2 + Cl 2 = 2HCl Ini adalah metode produksi sintetis. Metode sulfat didasarkan pada reaksi pekat asam sulfat dengan NaCl. Dengan sedikit pemanasan, reaksi berlangsung dengan pembentukan HCl dan NaHSO 4. NaCl+H 2 SO 4 =NaHSO 4 +HCl Pada suhu yang lebih tinggi, reaksi tahap kedua terjadi: NaCl+NaHSO 4 =Na 2 SO 4 +HCl Namun tidak mungkin memperoleh HBr dan HI dengan cara yang sama, karena senyawanya dengan logam ketika berinteraksi dengan pekat dioksidasi oleh asam sulfat, karena I - dan Br - merupakan agen pereduksi kuat. 2NaBr -1 +2H 2 S +6 O 4(k) =Br 0 2 +S +4 O 2 +Na 2 SO 4 +2H 2 O Hidrogen bromida dan hidrogen iodida diperoleh melalui hidrolisis PBr 3 dan PI 3: PBr 3 +3H 2 O=3HBr+H 3 PO 3 PI 3 +3H 2 O=3HI+H 3 PO 3 Halida Logam halida adalah garam yang khas. Mereka dicirikan oleh jenis ikatan ionik, di mana ion logam bermuatan positif dan ion halogen bermuatan negatif. Mereka memiliki kisi kristal. Kemampuan mereduksi halida meningkat dengan urutan Cl -, Br -, I - (lihat §2.2). Kelarutan garam yang sedikit larut menurun pada deret AgCl - AgBr - AgI; sebaliknya, garam AgF sangat larut dalam air. Sebagian besar garam asam hidrohalat sangat larut dalam air. Apakah Anda menyukai artikelnya? Bagikan dengan temanmu! Bagikan terus Facebook Baca juga Ciri-ciri khas chordata Peran ilmu pengetahuan dalam masyarakat modern Deskripsi aljabar harmoni Participle Tanda tangan dengan tindakan Struktur dan sifat kimia halogen dan senyawanya Hewan totem katak yang berkuasa Putra-putra bintang Rusia menumbuhkan simbol seks Berapa total biaya pinjaman? Atas