10. Grupa VIIA(17)_Halogenii

7/24/2019 10. Grupa VIIA(17)_Halogenii

1/43

Capitol GRUPA a VIIa PRINCIPAL(17)

(Grupa Halogenilor)


2/43


3/43


4/43

9

F

18.9984032(5)


5/43

17

Cl

35.453(2)


6/43

35

Br

79.904(1)


7/43

53

I

126.90447(3)


8/43

85

At

[210]


9/43

METODE DE OBINERE

Datorit caracterului chimic asemntor, obinerea are la baz reacia deoxidare a anionilor halogenur:

Se realizeaz prin metode redox:

- Se obine industrial prin electroliza soluiei de KF n HF anhidru(procedeul Moissan). Au loc reaciile:

2 e X

2

pe cale electrochimic

cu ageni oxidani

Fluorul

K][HFHFKF 2

e2F2HF]2[HF 22

n electrolit:

2H22H e

22 HF2H2F

La anod (+):

La catod ():

Reacia global:


10/43

1) Se obine industrial prin electroliza soluiei concentrate de NaCl,

conform reaciei globale:

Pentru a se evita reacii secundare prin care se formeaz NaClOsau NaClO3, spaiul anodic se separ de spaiul catodic (procedeulcu diagram sau cu catod de mercur)

Clorul

222aq H2

1NaOHCl

2

1OHNaCl

2Cl22Cl e

(anod) (n baie) (catod)

O2HH2O2H 223 e

(+) :

() :


11/43

2) Oxidarea HCl sau clorurilor cu diferii ageni oxidani:

a) Oxidarea HCl cu MnO2 (procedeul Scheele)

b) Oxidarea amestecului (NaCl + H2SO4) cu MnO2 (procedeul Bertholet)

c) Oxidarea HCl cu O2 din aer (procedeul Deacon-Hurter)

d) Oxidarea clorurilor cu O2

O2HMnCl4HClMnO 242

22 ClMnCl

O2H2ClO4HCl 222 800Ccatalizator (cat: FeCl3, KCl, CuCl2)

MgOClO

2

1MgCl 22anh.2

(este necesar o deshidratarepentru a evita hidroliza)


12/43

e) Oxidarea HCl cu K2Cr2O7, KMnO4, sau KClO3, HOCl, HOCl3,CaOCl2

3) Descompunerea termic a unor cloruri metalice (metale grele nstare superioar de oxidare)

O7H2CrCl2KCl3Cl14HClOCrK 2327.22

O8HMnCl2KCl5Cl16HCl2KMnO 2224.

22. Cl2CuCl2CuCl

224. ClPbClPbCl

23 3Cl2Au2AuCl

24 2ClPtPtCl

tC

tC

tC

tC


13/43

1) Electroliza soluiilor de KBr i NaCl, din care se separ mai ntiBr2, apoi Cl2.

2) Oxidarea Br cu ageni oxidani. Metoda se aplic pentruextragerea Br2 din soluii concentrate de MgCl2 (carnalit) ce conini MgBr2, cu oxidani Cl2:

Clorul necesar reaciei se obine din:

3)n laborator,n stare pur, se obine din amestecul bromur-bromat

cu H2SO4:

4) Descompunerea termic a halogenurilor metalice

Bromul

2222 MgClBrClMgBr

4424222 MgSOMnSOClSOHMnOMgCl

O3HSO3K3BrSO3HKBrO5KBr 2422423

22 Br2CuBr2CuBr

tC


14/43

1) Oxidarea I cu ageni oxidani (cu Cl2, MnO2, FeCl3n mediu acid)

Observaie: cantitatea de clor trebuie adugat strict stoechimetricpentru a se evita formarea HIO3n caz de exces:

sau formarea amestecului I2/I dac este clor insuficient:

2) Reducerea iodailor existeni n apele mume de la purificarea prin

recristalizare a NaNO3, folosind ca reductor: Na2SO3, NaHSO3 sauSO2

Iodul

2ClICl2I 22

10HCl2HIOO6H5ClI 3222

32 III

42422223 SO4HSONaIO4H5SONaIO


15/43

3) Din apa de mare, adus la sec; reziduul obinut conine 0,5 1,5%ion I. Anionii iodur sunt apoi oxidai cu clor, cu brom sau aliageni oxidani (MnO2)

22 I2NaClCl2NaI

OH2NaHSOIMnSOSO2HMnO2NaI 2424422


16/43

PROPRIETI CHIMICE

Fluorul


17/43

Clorul


18/43

Reacii generale ale halogenilor


19/43

PRINCIPALELE COMBINAII ALE HALOGENILOR

Obinere:

1) Sinteza direct din elemente

(este singura metod industrial de obinere a HCl)

HALOGENURILE DE HIDROGEN (HIDRACIZII)

2HFHF22

Cl2(rezultat de la

electroliza NaCl)

+ H2arztor de silice

2300C 2HCl (se supune rciriii dizolvrii n ap)

explozivla rece


20/43

2) Din acid nevolatil + halogenuri existente n natur

HBr i HI nu se pot prepara prin aceast metod, deoarece suntimediat oxidai de H2SO4

2HBrHBr 22ardere

+ H2 saturatcu vapori de Br HBr

180C/crbuneactiv

200Cazbest platinat

I2 + H2 (n exces) HI

4242 SOMHX2MXSOH

O2HSOBrSOH2HBr 22242

(X = F, Cl)


21/43

3) HBr i HI se prepar prin hidroliza halogenurii de fosfor respective:

4) Din halogeni + compui hidrogenai

5) Ca produi secundari n reacii de clorurare

6) Cantiti mari de HF se obin din reacia fluoritei cu H2SO4

3323 POH3HXO3HPX (X = Br, I)

2HXSSHX 22

HClClCHClCH324

4422 CaSO2HFSOHCaF

(puritate 99%)


22/43

7) HCl se poate obine i n 2 etape din NaCl + H2SO4(conc.)

8) HCl se obine i ca produs al clorurrii compuilor organici

(s)4(conc.)42(s) NaHSOHClSOHNaCl

(s)42(s)(s)4 SONaHClNaClNaHSOtC

COOHCHClHClCOOHCHCl 232


23/43

Obinere:

1) Sinteza din elemente

2) Reacii de deplasare a halogenului din halogenur de ctre altul mai

electronegativ3) Reacia dintre halogen i oxid metalic4) Reacia dintre hidracid i compus metalic5) Disocierea termic a halogenurilor superioare

6) Reducerea halogenurilor superioare la halogenuri inferioare7) Halogenarea cu compui halogenai fluoruri, cloruri

HALOGENURILE


24/43

Clasificarea halogenurilor

a) IONICE:

Halogenurile metalelor alcaline:LiF, LiCl, LiBr, LiI

NaF, CaCl, NaBr, NaI

KF, KCl, KBr, KI

RbF, RbCl, RbBr, RbICsF, CsCl, CsBr, CsI

Halogenurile metalelor alcalino-pmntoase:MgF

2CaF2, CaCl2, CaBr2, CaI2SrF2, SrCl2, SrBr2, SrI2BaF2, BaCl2, BaBr2, BaI2

CaF2

NaI


25/43

Halogenurile altor metale n stare de oxidare +2:MnF2, FeF2, CoF2, CuF2, CrF2, NiF2, PbCl2, PbBr2

Fluorurile unor metale n stare de oxidare +3:AlF3, ScF3, VF3, CrF3, MnF3, FeF3, CoF3, NbF3, TaF3, RhF3, IrF3,RuF3, LaF3

Prezint reele tridimensionale,cu aranjamentul cel mai

simetric posibil

CuF2


26/43

b) COVALENTE:

Ale metalelor n stare de oxidare +2:

(BeCl2)n, (PdCl2)n, (CuCl2)n, (CuBr2)n

Reelele conin lanuri infinite cu atomi de clor n punte

CuCl2


27/43

Ale metalelor n stare de oxidare +3:Al2X6, Ga2X6, Au2X6 (X = Cl, Br, I)

Reelele prezint dimeri

Al2Cl6


28/43

Ale metalelor n stare de oxidare +4:TiF4, TiCl4, TiBr4

ZrF4, ZrCl4, ZrBr4, ZrI4SnI4, GeI4 Prezint structur polimer

Ale metalelor n stare de oxidare +5:

NbCl5, TaCl5, MoCl5, WCl5, ReCl5 sunt monomeri (g) sau dimeri (sol.)

NbF5, TaF5, MoF5, WF5

sunt tetrameri (g)

Ale metalelor n stare de oxidare +6:MoF6, WF6, WCl6, WBr6

TiF4


29/43

Ale nemetalelor i semimetalelor:

- de tip EX (B, Si, H)

- de tip EX2sau E2X4:

GeCl2, GeBr2, GeI2SF2, SCl2TeCl2, TeBr2, TeI2B2F4, B2Cl4, B2I4C2F4N2F4

P2Cl4, P2I4As2I4

monomeri care au tendina de a forma dimeri


30/43

- de tip EX3:

BF3, BCl3, BBr3, BI3NF3, NCl3, NBr3, NI3PF3, PCl3, PBr3, PI3

AsF3, AsCl3, AsBr3, AsI3SbF3, SbCl3, SbBr3, SbI3

monomeri care au tendina de a forma dimeri

- de tip EX4:

CF4, CCl4, CBr4, CI4SiF4, SiCl4, SiBr4, SiI4GeF4, GeCl4, GeBr4, GeI4SF4, SCl4SeF4, SeCl4, SeBr4TeF4, TeCl4, TeBr4, TeI4

Elementele din grupa IVA austructur tetraedric (sp3)

Elementele din grupa VIA austructur de piramid trigonal (sp3d)


31/43

- de tip EX5:

PF5, PCl5, PBr5AsF5SbF5, SbCl5

Structur trigonal bipiramidal (sp3d)

- de tip EX6:SF6SeF6TeF6

Structur octaedric (sp3

d

2

)


32/43

OXIZII, OXOACIZII I OXOSRURILE HALOGENILOR

Metode de obinere

Oxizi

OHOF2NaF2NaOH2F 222

2222 OFOF

OClHgClHgO2Cl 222

(sol. 2%)

descrcrielectrice

0C

OH2ClOHClO3HClO2243

dismutaie

OHOCl2HClO 2724

O3HO3I6HIO2523

deshidratare

pe P2O5

deshidratare

pe P2O

5


33/43

Proprieti

Reacioneaz cu apa sau cu hidracizii alcalini:

222 O2HFOHOF

2HOClOHOCl 22

OHNaClONaClO2NaOH2ClO 2322

+ H2O2(ca reductor) O2HO2NaClO 222

(clorat de Na)

(clorit de Na)

43262 HClOHClOOHOCl

O3H5BrOBr6HO6BrO 232


34/43

Formula general:

Sunt acizi cu att mai tari cu ct diferena (m-n) este mai mare. Tria i stabilitatea acizilor cresc de la HXO la HXO4, iar puterea

oxidant scade.

a) Metod general de preparare pentru toi acizii hipohalogenai:

b) Metod general de preparare reacia de dizolvare a halogenilor n

soluie de hidroxizi alcalini (cu excepia iodului):

Oxoacizi i oxosruri

HmXOn

2HXOHgXHgOOH2HgO2X 222

OHNaXNaXO2NaOHX 22

O4HNaIO5NaI6NaOH3I 232


35/43

Se obine numai n soluie apoas Are tendina de a se descompune la lumin

Hipocloriii srurile acidului hipocloros, se obin prin introducereaCl2(gaz) n soluii de hidroxizi

HClO

acidul hipocloros

HClOHClOHCl 22

2O2HCl2HClO

3HClO2HCl3HClO

h

OHNaClONaClNaOHCl 22


36/43

Se obine din soluie prin acidulareacloriilor, preparai industrial prin reacia:

Cloriii srurile acidului cloros, sunt stabili n medii alcaline, prinnclzire dau reacia:

HClO2acidul cloros

O2HO2NaClO2NaOHOH2ClO 222222

NaClNaClO3NaClO 32dismutaie


37/43

Este cunoscut numai n soluie,este important pentru srurile sale

Cloraii srurile acidului cloric, se obin prin nclzirea sol. apoasede hipoclorii:

n mediu acid i n stare solid sunt oxidani energici

HClO3acidul cloric

2KClKClO3KClO 3

KCl3KClO4KClO 43

tC

tC23 6O4KCl4KClO

tC

sau


38/43

Lichid uleios, instabil, oxidant puternic Se obine prin distilarea produilor de reacie

(sub vid):

Percloraii srurile acidului percloric, sunt stabile, configuraia

ionului este tetraedric. Se obin prin oxidarea anodic a sol.apoase de clorat i tratarea soluiei cu HCl pentru convertirearestului de clorat n perclorat.

HClO4acidul percloric

- Anhidru

- Cel mai tare acid

44424 HClOKHSOSOHKClO

KCl3KClO4KClO 43

4ClO


39/43

Hidratul acidului perboric (HBrO42H2O)n stare solid conineioni + H3O+, fiind un perclorat de oxoniu.

Acidul perbromic dihidrat (HbrO4H2O) cristalizat; ionuleste tetraedric. n soluii diluate este oxidant puternic.

Acidul periodic (acizii: orto-, meta-, para-periodic)

4ClO

4BrO

OHBrO22HBrO234

e

H5IO6 HIO4

sauHOIO3

(HO)5IO

Cel mai stabil; cristale delicvescente


40/43

n mediu acid, la cald sau prin uscarea n vid a acidului paraperiodic

(H5IO6) se obine acidul metaperiodic (HIO4)

Prin dizolvare H5IO6 ionizeaz slab n H+ i care formeazapoi (ion metaperiodat)

Prin nclzire sub vid la 80C, H5IO6 trece n H2I2O9 (acideneasperiodic) Prin nclzire la 100C, H5IO6 trece n HIO4 (acid metaperiodic)

64IOH

4IO

4

10224264 OIHIOO2HIOHmediu

alcalin

(dimerizeaz)


41/43

PSEUDOHALOGENII

(CN)2 = cianogen CN = ion cianur

(OCN)2 = oxicianogen OCN = ion cianat

(SCN)2 = tiocianogen SCN = ion tiocianat, sulfocianur, rodanur

(SeCN)2 = selenocianogen SeCN = ion selenocianat

(N3)2 = NU exist; = ion azid

(SCSN3)2 = azidocarbondisulfur = ion azidoditiocarbonat

3N

3SCSN

ONC = ion fulminatCNO = ion izocianat


42/43

Metode de obinere

Structur:

Reacioneaz uor cu metalele n soluii cianuri

(CN)2dicianogen (dician)

(g)2

2CN)(

2

1CuCNCu2CN

(g)22222 CN)(ClHgHgClHg(CN)


43/43

Metode de obinere

Ionul CNeste slab electronegativ, formeaz cianuri ionice i covalente- ionice: NaCN, KCN hidrolizeaz n soluie i sunt otrvuri puternice- covalente cianurile metalelor tranziionale, sunt slab electropozitive

surs pentru ionul SCN care formeaz compui stabili (simpli saucompleci).- ionul SCN este un bun ligand.

HCN

acidul cianhidric

OHHCNHCONHNHCO 223

O3HHCNO2

3NHCH 2234

(SCN)2tiocianogeni

10. Grupa VIIA(17)_Halogenii

Documents

Transcript of 10. Grupa VIIA(17)_Halogenii