Sloučeniny halogenů

2. Sloučeniny halogenů CH-3 Anorganická chemie, DUM č.11 Mgr. Radovan Sloup 2. ročník čtyřletého studia Gymnázium Sušice Tento materiál byl vytvořen v rámci projektu Gymnázium Sušice – Brána vzdělávání II

3. sloučeniny halogenů halogeny jsou velmi reaktivní, slučují se s většinou prvků Opakování: doplň a dopočítej reakce: Cl2 + Ti → 2Cl2 + Ti→ TiCl4 H2 + Cl2→ H2 + Cl2→ 2HCl Br2 + Al → 3Br2 + 2Al →2AlBr3 Cl2 + Fe → 2Fe + 3Cl2 →2FeCl3 F2 + Cl2→ F2 + Cl2→ 2ClF

4. sloučeniny halogenů n s2 n p5 E ox. č.: F: pouze -I Cl: -I, I, III, (IV), V, VII Br: -I, I, III, V, (VII) I: -I, I, (III), V, VII jeden nepárový elektron sedm valenčních elektronů tři valenční elektronové páry zkrácená elektronová konfigurace valenční vrstvy:

5. sloučeniny halogenů fluor – sloučeniny pouze v ox. čísle –I nejvýznamnější sloučeninou je fluorovodík HF, jedovatá kapalina, nízkovroucí, bezbarvá, která vzniká reakcí fluoru s vodou: 2H2O + 2F2 → 4HF + O2 syntézou přímo z prvků: H2 + F2 → 2HF připravuje se rozkladem flouridu vápenatého (nerostu kazivce): CaF2 + H2SO4 → 2HF + CaSO4 v vodném roztoku je jako středně silná kyselina (fluorovodíková): - + H2O + HF → F + H3O fluorovodík i jeho vodný roztok leptá sklo (!uchovává se v plastu!): SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O ve vodě rozpustné (většinou) fluoridy jsou toxické

6. sloučeniny halogenů chlor – sloučeniny v ox. čísle –I, I, III, IV, V, VII rozpouštěním chloru ve vodě vzniká chlorová voda: doplň: H2O + Cl2 → HCl + HClO významnou sloučeninou s ox. číslem –I je chlorovodík HCl: vzniká např. syntézou přímo z prvků: doplň: H2 + Cl2 → 2HCl připravuje se rozkladem chloridu sodného kyselinou sírovou: doplň: NaCl + H2SO4 → HCl + NaHSO4 NaCl + NaHSO4 → HCl + Na2SO4 ve vodě je zcela HCl disociován, silná kyselina (chlorovodíková): - + doplň: H2O + HCl → Cl + H3O obsažena např. v žaludku člověka (0,3 %), odvozené soli - chloridy

7. sloučeniny halogenů chloridy: vznikají reakcí kovu s chlorem: 2Na + Cl2 → 2NaCl reakcí neušlechtilého kovu s chlorovodíkem: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 reakcí oxidu, hydroxidu, uhličitanu kovu s chlorovodíkem: NaOH + HCl → NaCl + H2O nerozpustné chloridy vznikají např. srážením: NaCl + AgNO3 → AgCl + NaNO3 chloridy jsou většinou ve vodě rozpustné, bílé a polární nebo iontové látky, patří mezi ně řada látek, často složky mořské vody

8. sloučeniny halogenů kyslíkaté kyseliny a soli chloru: HClO kyselina chlorná: slabá, známa jen ve zředěném vodném roztoku, koncentrovaný se rozkládá: 3HClO → HClO3 + 2HCl její soli – chlornany, jsou velmi silná oxidační činidla, používají se jako bělící látky v textilním průmyslu a jako dezinfekce – bazény HClO2 kyselina chloritá: její soli chloritany kyselina chlorečná: HClO3 silné oxidační činidlo silná, známa jako vodný roztok max. 40 %, silnější se rozkládá vznik: Ba(ClO3)2 + H2SO4 → 2HClO3 + BaSO4 3HClO → HClO3 + 2HCl její soli – chlorečnany, jsou velmi silná oxidační činidla, používají se jako pesticidy, pyrotechniky, technické látky, jedovaté… KClO3 vyrábí se elektrolýzou roztoku chloridu draselného

9. sloučeniny halogenů kyslíkaté kyseliny a soli chloru: kyselina chloristá: HClO4 silné oxidační činidlo, hygroskopická kapalná, intenzivně leptá pokožku, nebezpečná, vybuchuje v kontaktu s organickými látkami, prudce zapaluje papír a dřevo výroba: 2KClO4 + H2SO4 → 2HClO4 + K2SO4 její soli – chloristany, jsou velmi silná oxidační činidla, rozpouštějí se ve vodě, používají se jako třaskaviny a jako sušidla pojmenuj: AgCl chlorid stříbrný ZnCl2 chlorid zinečnatý HClO kyselina chlorná HClO2 kyselina chloritá KClO3 chlorečnan draselný KClO4 chloristan draselný

10. sloučeniny halogenů oxidy chloru: oxid chlorný: Cl2O žlutohnědý plyn nepříjemného zápachu, dráždí dýchací orgány, je nestálý a má oxidační vlastnosti, exploduje ve styku s hořlavými látkami, rozpuštěním ve vodě vzniká kyselina chlorná: Cl2O + H2O → 2HClO doplň: oxid chloričitý: ClO2 žlutozelený plyn nepříjemného zápachu, těžší než vzduch, je nestálý a má velmi silné oxidační vlastnosti, exploduje ve styku s organickými látkami, rozpuštěním ve vodě vzniká směs kyselin: 6ClO2 + 3H2O → HCl + 5HClO3 oxid chloristý: Cl2O7 bezbarvá olejovitá kapalina, explozivně se rozkládá, je stálejší než oba nižší oxidy, ve vodě se rozpouští na kyselinu chloristou: doplň: Cl2O7 + H2O → 2HClO4

11. sloučeniny halogenů brom – sloučeniny v ox. čísle –I, I, (III), V , (oxidy jsou nestálé) rozpouštěním bromu ve vodě vzniká bromová voda: H2O + Br2 → HBr + HBrO doplň: významnou sloučeninou s ox. číslem –I je bromovodíkHBr: vzniká např. syntézou přímo z prvků (katalyzátorem je platina): H2 + Br2 → 2HBr doplň: je to bezbarvý, zapáchající plyn, rozpustný ve vodě → velmi silná kyselina bromovodíková, rozpouští kovy, jejich oxidy, hydroxidy a uhličitany za vzniku bromidů (ty jsou většinou ve vodě rozpustné): 2HBr + Zn → ZnBr2 + H2O MgO + 2HBr → MgBr2 + H2O KOH + HBr → KBr + H2O CaCO3 + 2HBr → CaBr2 + H2O + CO2

12. sloučeniny halogenů kyslíkaté kyseliny a soli bromu: HBrO kyselina bromná: velmi slabá, jen ve zředěném vodném roztoku, rozkládá se: 3HBrO → HBrO3 + 2HBr její soli – bromnany, silná oxidační činidla, nestabilní, rozkládají se kyselina bromitá není známá, existují jen roztoky bromitanů HBrO3 kyselina bromičná: v roztoku, silná, oxidační činidlo silná, známa jako vodný roztok max. 50 %, silnější se rozkládá vznik: Ba(BrO3)2 + H2SO4 → 2HBrO3 + BaSO4 3HBrO → HBrO3 + 2HBr její soli – bromičnany, jsou silná oxidační činidla KBrO3 používá se v analytické chemii, při zahřátí se rozkládá 2KBrO3 → 2KBr + 3O2

13. sloučeniny halogenů Jod – sloučeniny v ox. čísle –I, I, III, V, VII významnou sloučeninou s ox. číslem –I je jodovodíkHBr: vzniká např. syntézou přímo z prvků (katalyzátorem je platina): H2 + I2 → 2HI doplň: je to bezbarvý, zapáchající plyn, dýmající, při teplotě nad 180 °C se rozkládá, rozpustný ve vodě → velmi silná, redukující kyselina jodovodíková, na vzduchu se rozkládá za uvolnění jodu, rozpouští některé kovy: 2HI + Fe → FeI2 + H2 jodidy vznikají podobně jako bromidy: MgO + 2HI → MgI2 + H2O KOH + HI → KI + H2O 3I2 + 6KOH → 5KI + KIO3 + 3H2O jodidy jsou ve vodě většinou rozpustné

14. sloučeniny halogenů oxidy a kyseliny jodu:nejvýznamnější oxid je jodičný: I2O5 je to bílý anhydrid kyseliny jodičné HIO3 : HIO3<>I2O5 + H2O je to bezbarvá, krystalická látka, rozpustná ve vodě, v roztoku je silnou kyselinou, ale slabší než chlorečná nebo bromičná, má silné oxidační účinky: 2HIO3 + 5H2SO3 → H2O + 5H2SO4 + I2 soli - jodičnany jsou ve vodě většinou nerozpustné a při zahřátí se rozkládají za uvolnění kyslíku podobně jako chlorečnany: 2KIO3 → 2KI + 3O2 kyselina pentahydrogenjodistá H5IO6 je bezbarvá, krystalická, slabá a silně hygroskopická, je to silné oxidační činidlo, stejně jako její soli – jodistany.

15. SLOUČENINY HALOGENŮ Vytvořeno v rámci projektu Gymnázium Sušice - Brána vzdělávání II Autor: Mgr. Radovan Sloup, Gymnázium Sušice Předmět: Chemie (Anorganická chemie) Třída: sexta osmiletého gymnázia Označení: VY_32_INOVACE_Ch-3_11 Datum vytvoření: LISTOPAD 2012 Anotace a metodické poznámky Prezentace je určena pro úvod do chemie halogenů v rozsahu SŠ. Pro zopakování základních vlastností halogenů a jejich výskytu. Důraz je položen na porovnání fyzikálních vlastností halogenů. Během prezentace se objeví několik úkolů k řešení, které je součástí jednotlivých slidů. Materiál je vhodné podle možností doplnit reálnými experimenty. Pro reálný experiment je možné demonstrovat tepelný rozklad jodoformu. Vhodné uspořádání je zřejmé z obrázku na slidu číslo 9. Tento experiment je možné provézt také ve zkumavce, kterou zahříváme nad plamenem. Vznikající jod tvoří intenzivní fialové páry. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:F,9.jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Joseph_louis_gay-lussac.jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Antoine-Jerome_Balard.jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Henri_Moissan_isolating_fluorine_1886_crop.jpg?uselang=cs Použité materiály: Honza, J.; Mareček, A.; Chemie pro čtyřletá gymnázia (1.díl). Brno: DaTaPrint, 1995;ISBN 80-900066-6-3 Greenwood, N.N.; Earnshaw, A.; Chemie prvků I. Praha: Informatorium, 1993, ISBN 80-85427-38-9 Obrázky a schémata jsou dílem autora prezentace. Vše je vytvořeno pomocí nástrojů Power Point 2003, ZonerPhotoStudio 14, Malování Materiály jsou určeny pro bezplatné používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízení. Jakékoliv další využití podléhá autorskému zákonu. obr 1. (29.10.2012), autor:neznámý: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:PSM_V31_D740_Carl_Wilhelm_Scheele.jpg