Fluorowce chlor Oglna charakterystyka fluorowcw Wystpowanie i waciwoci

Fluorowce - chlor -Ogólna charakterystyka fluorowców -Występowanie i właściwości chloru -Ważniejsze związki chloru

Fluorowce • Ogólna charakterystyka: fluor, chlor, brom i jod są niemetalami, astat jest półmetalem promieniotwórczym • Promień atomowy fluorowców: rośnie w grupie wraz ze wzrostem liczby atomowej Z, natomiast energia jonizacji maleje w grupie wraz ze wzrostem liczby atomowej Z • Typowe stopnie utlenienia: –I, V i VII, fluor występuje wyłącznie na stopniu utlenienia –I (najsilniejszym utleniacz), najtrwalszym stopniem utlenienia fluorowców jest –I • Aktywność pierwiastków: w grupie maleje wraz ze wzrostem liczby atomowej Z

Fluorowce • Charakter wiązań fluorowców: fluorowce w związkach z metalami ( głównie litowce i berylowce) tworzą związki jonowe, natomiast z pozostałymi pierwiastkami związki o wiązaniach kowalencyjnych lub kowalencyjnych spolaryzowanych • Tlenki fluorowców: tlenki o ogólnych wzorach E 2 O 5 i E 2 O 7 mają charakter kwasowy • Związki w wodorem: wodorki o ogólnym wzorze EH są wodorkami kwasowymi

Fluorowce – chlor • Występowanie chloru: chlor w przyrodzie występuje wyłącznie w postaci związanej - sole chlorkowe rozpuszczone w wodzie, w minerałach (halit Na. Cl, karnalit KCl. Mg. Cl 2. 6 H 2 O, sylwin KCl, kainit KCl. Mg. SO 4. 3 H 2 O) • Właściwości fizyczne chloru: gaz barwy żółtozielonej, o charakterystycznym ostrym i duszącym zapachu, o gęstości większej od gęstości powietrza, słabo rozpuszczalny w wodzie (jednak lepiej niż tlen czy azot), woda chlorowa ma barwę również żółtozieloną, bardzo dobrze rozpuszcza się w czterochlorku węgla CCl 4

Fluorowce – chlor

Fluorowce – chlor • Otrzymywanie chloru: • Na skalę przemysłową: • elektroliza wodnych roztworów chlorku sodu (sumaryczny przebieg procesu i rekcje elektrodowe) 2 Na. Cl + 2 H 2 O 2 Na. OH + Cl 2 + H 2 A(+): 2 Cl- Cl 2 + 2 e. K(-): 2 H 2 O +2 e- H 2 + 2 OH • utlenianie chlorowodoru 4 HCl + O 2 2 Cl 2 + 2 H 2 O

Fluorowce – chlor • Otrzymywanie chloru: • Metody laboratoryjne: Utlenienie kwasu chlorowodorowego 2 KMn. O 4 + 16 HCl 2 KCl + 2 Mn. Cl 2 + 5 Cl 2+ 8 H 2 O Mn. O 2 + 4 HCl Mn. Cl 2 + 2 H 2 O Reakcja wapna chlorowanego z kwasem chlorowodorowym Ca. Cl(Cl. O) + 2 HCl Cl 2 + Ca. Cl 2 + H 2 O

Fluorowce – chlor • Właściwości chemiczne chloru: • Dysproporcjonowanie chloru w reakcji z wodą Cl 2(g) + H 2 O ↔ HCl(aq) + HCl. O(aq) (woda chlorowa) • Woda chlorowa, tak jak sam chlor ma właściwości utleniające, które wynikają z reakcji rozkładu HCl. O pod wpływem uv HCl. O HCl + O; 2 HCl. O 2 HCl + O 2 • Chlor w stanie suchym jest bardzo aktywny chemicznie, aktywność jego wzrasta w obecności wilgoci, wchodzi w reakcje bezpośrednio z większością pierwiastków (wyjątek N, Cl, helowce) oraz z innymi związkami chemicznymi

Fluorowce – chlor • Właściwości chemiczne chloru - cd: • Reakcje z metalami Pt + 2 Cl 2(g) Pt. Cl 4 2 Au + 2 Cl 2(g) 2 Au. Cl 3 Cu + Cl 2(g) Cu. Cl 2 2 Fe + 3 Cl 2(g) 2 Fe. Cl 3 • Reakcje z niemetalami H 2(g)+ Cl 2(g) 2 HCl(g) (temp. lub uv, iskra elektr. ) • Utlenienie chloru pierwiastkowego Cl 2 + F 2 2 Cl. F(g) (temp. 270 o. C)

Fluorowce – chlor • Właściwości chemiczne chloru - cd: • Wypieranie (utlenianie) jonów Br- i I 2 Na. Br + Cl 2(g) 2 Na. Cl + Br 2(g) 2 KI + Cl 2(g) 2 KCl + I 2 • Jon chlorkowy jest wypierany (utleniany) przez fluor 2 KCl + F 2(g) 2 KF + Cl 2(g) • Reakcja chloru z roztworami zasad (r. dysproporcjonowania) 2 KOH + 0 Cl 2(g) K-ICl + K+ICl. O + H 2 O

Ważniejsze związki chloru – tlenki • Tlenki chloru: Cl 2 O; Cl. O 2; Cl 2 O 6; Cl 2 O 7 mają charakter kwasowy, reagują z wodą i roztworami zasad • Cl 2 O – żółtobrązowy gaz, wybucha w reakcji z związkami o właściowościach redukujących • 2 Cl 2 + 2 Hg. O Hg. Cl. Hg. O + Cl 2 O • Cl 2 O + 2 Na. OH 2 Na. Cl. O + H 2 O • Cl. O 2 – czerwonożółty gaz, o silnych właściwościach utleniających, ulega wybuchowemu rozkładowi przy lekkim ogrzaniu • 2 Ag. VCl. O 3 + 0 Cl 2 2 Ag-ICl + 2 IVCl. O 2 + O 2 • 2 IVCl. O 2 + 2 KOH KIIICl. O 2 + KVCl. O 3 + H 2 O

Ważniejsze związki chloru – tlenki • Tlenki chloru - cd: • Cl 2 O 6 – ciecz barwy ciemnoczerwonej o silnych właściwościach utleniających 4 Cl. O 2 + 2 O 3 2 Cl 2 O 6 + O 2 (temp. 0 o. C) VICl 2 O 6 + 2 Na. OH Na. VCl. O 3 + Na. VIICl. O 4 + H 2 O • Cl 2 O 7 – bezbarwna ciecz, otrzymuje się przez odwodnienie HCl. O 4 przez P 4 O 10 2 HCl. O 4 ↔ Cl 2 O 7 + H 2 O Cl 2 O 7 + 2 KOH 2 KCl. O 4 + H 2 O

Ważniejsze związki chloru – chlorowodór HCl i kwas chlorowodorowy HCl(aq) • Właściwości fizyczne HCl: gaz bezbarwny, o duszącym zapachu, o gęstości większej od gęstości powietrza, niepalny, silnie higroskopijny, dymi w powietrzu, bardzo dobrze rozpuszcza się w wodzie tworząc kwas chlorowodorowy • Właściwości fizyczne kwasu HCl(aq): bezbarwna ciecz ( techniczny ma odcień żółtawy) max stężenie roztworu 38%, o gęstości 1, 19 g/cm 3 na powietrzu dymi z powodu ulatniającego się chlorowodoru

Ważniejsze związki chloru – chlorowodór HCl i kwas chlorowodorowy HCl(aq) • Właściwości chemiczne chlorowodoru HCl: • W stanie suchym jest mało aktywny, nie reaguje z metalami i niemetalami, w podwyższonej temp. reaguje z litowcami i cięższymi berylowcami oraz krzemem 2 Na + 2 HCl 2 Na. Cl + H 2 Ba + 2 HCl Ba. Cl 2 + H 2 • Otrzymywanie chlorowodoru: Na. Cl + H 2 SO 4 Na. HSO 4 + HCl (temp. pokojowa) Na. Cl + Na. HSO 4 Na 2 SO 4 + HCl (podwyższona temp. ) H 2 + Cl 2 2 HCl ( na skalę przemysłową pod wpływem uv lub iskry elektrycznej, lub podwyższonej temp. ) • Zastosowanie chlorowodoru: syntezy organiczne – np. chlorku winylu, otrzymywanie kwasu chlorowodorowego, chlorków metali

Ważniejsze związki chloru – chlorowodór HCl i kwas chlorowodorowy HCl(aq) • Właściwości kwasu chlorowodorowego: • Mocny kwas, roztwarza większość metali o ujemnych wartościach potencjałów standardowych z wydzielaniem wodoru (ołów ulega pasywacji pokrywając się warstewką nierozpuszczalnego Pb. Cl 2) Fe + HCl(aq) Fe. Cl 2(aq) + H 2 Zn + HCl(aq) Zn. Cl 2(aq) + H 2 • Sole – chlorki: są dobrze rozpuszczalne w wodzie (wyjątki Pb. Cl 2, Ag. Cl), wodne roztwory chlorków mają odczyn obojętny – nie ulegają hydrolizie lub odczyn kwasowy – sole pochodzące od słabych zasad, ulegają hydrolizie kationowej

Ważniejsze związki chloru – kwasy chlorowe i ich sole • HCl. O – kwas chlorowy(I): bardzo słaby kwas, istnieje tylko w roztworach rozcieńczonych, pod wpływem uv ulega rozkładowi: HICl-IIO H-ICl + 0 O • Otrzymywanie HCl. O: rozpuszczanie chloru lub Cl 2 O w wodzie Cl 2(g) + H 2 O HICl. O(aq) + H-ICl(aq) Cl 2 O(g) + H 2 O 2 HCl. O(aq) 0 • Chlorany(I): są trwalsze od kwasu, mają właściwości utleniające, otrzymuje się przepuszczając chlor przez zasady 0 Cl + 2 KOH K-ICl + KICl. O + H O 2 2 • Chlorany(I) ogrzewane ulegają rozkładowi lub dysproporcjonowaniu 3 KICl. O 2 K-ICl + KVCl. O 3 2 KICl-IIO 2 K-ICl + 0 O 2 • Chloran(I) sodu i chloran(I) wapnia mają zastosowanie jako środki bielące

Ważniejsze związki chloru – kwasy chlorowe i ich sole • HCl. O 2 – kwas chlorowy(III): kwas średniej mocy, istnieje tylko w roztworze wodnym, jego sole (chlorany(III)) są trwalsze od kwasu, kwas i sole maja właściwości utleniające • Chlorany(III): otrzymuje się w reakcji rozpuszczania Cl. O 2 w zasadach 2 IVCl. O 2 + 2 KOH KIIICl. O 2 + KVCl. O 3 + H 2 O • Chlorany(III) ogrzewane ulegają rozkładowi lub dysproporcjonowaniu KIIICl-IIO 2 K-ICl + 0 O 2 3 KIIICl. O 2 K-ICl + 2 KVCl. O 3

Ważniejsze związki chloru – kwasy chlorowe i ich sole • HCl. O 3 – kwas chlorowy(V): mocny, nietrwały kwas, istnieje tylko w roztworach, max 40%, w wyższych stężeniach ulega rozkładowi – reakcja dysproporcjonowania 3 HVCl. O 3 HVIICl. O 4 + 2 O 2 + 0 Cl 2 + H 2 O • Chlorany(V): trwałe sole, otrzymuje się przepuszczając Cl 2 O 6 przez zasady lub chlor przez roztwory zasad VICl O + 2 KOH V VIICl. O + H O 2 6 (aq) K Cl. O 3 + K 4 2 30 Cl 2 + 6 KOH(aq) 5 K-ICl + KVCl. O 3 + 3 H 2 O • Chlorany(V) ogrzewane ulegają rozkładowi i dysproporcjonowaniu 4 KVCl. O 3 K-ICl + 3 KVIICl. O 4 2 KVCl. O 3 2 K-ICl + 3 O 2 • Chloran(V) stosowany jest do produkcji zapałek, materiałów wybuchowych i pirotechnicznych

Ważniejsze związki chloru – kwasy chlorowe i ich sole • HCl. O 4 – kwas chlorowy(VII): trwały, mocny kwas, oleista ciecz, łatwo wybuchająca, ma bardzo silne właściwości utleniające • Otrzymywanie: rozpuszczanie Cl 2 O 7 w wodzie Cl 2 O 7 + H 2 O 2 HCl. O 4 • Chlorany(VII): sole trwałe, o silnych właściwościach utleniających, otrzymuje się w reakcji dysproporcjonowania chloranów(V) lub reakcji Cl 2 O 7 z roztworami zasad Cl 2 O 7 + 2 KOH 2 KCl. O 4 + H 2 O • Chloran(VII) potasu jest krystaliczną, bezbarwną substancją, trudno rozpuszczalną w wodzie, stosowaną do produkcji środków wybuchowych

Ważniejsze związki chloru – kwasy chlorowe • Rozkład właściwości utleniających, trwałości oraz mocy kwasów chlorowych: wzrost właściwości utleniających HCl. O 2 HCl. O 3 HCl. O 4 wzrost mocy i trwałości kwasów