Реакции со сложными веществами
1. Вода самовоспламеняется в атмосфере фтора, и реакция идет до полного израсходования фтора. В зависимости от температуры и других условий протекает целый ряд реакций: 3F2 + 3H2O = F2O↑ + 4HF↑ + H2O2 2F2 + H2O = F2O + 2HF↑; с водяным паром со взрывом: 2F2 + 2H2O = 4HF↑ + O2↑ 3F2 + 3H2O = 6HF↑ + O3↑; со льдом: F2 + H2O = HOF + HF. Хлор, ограниченно растворяясь в воде (2 объема хлора (газа!) на 1 объем воды), обратимо реагирует с ней: Cl2 + H2O = HCl + HClO. Бром ведет себя аналогично, но равновесие Br2 + H2O = HBr + HBrO сильнее сдвинуто влево. Аналогичное равновесие для иода сдвинуто в сторону реагентов настолько, что можно сказать, что реакция не идет. В соответствии с вышесказанным существуют хлорная и бромная вода, но не существуют иодная и фторная. В то же время, в водном растворе иода в малых концентрациях обнаружен иодид-анион, появление которого объясняют образованием в растворе гидрата иода, способного диссоциировать на J+. H2O и J-. Равновесие диссоциации гидрата иода также сильно сдвинуто в сторону недиссоциированной формы.
2. Рассмотрим реакции галогенов с кислотами. Возможны окислительно-восстановительные реакции, в которых происходит обмен электронами между галогеном и элементом, входящим в состав кислоты. При этом хлор и бром чаще выступают как окислители, а иод как восстановитель. Приведем наиболее характерные реакции: J2 + 10HNO3 (конц) = 2HJO3 + 10NO2↑ + 4H2O 3J2 + 10HNO3 = 6HNO3 + 10NO↑ + 2H2O 2HBr + Cl2 = 2HCl + Br2 H2SO3 (SO2 + H2O) + Br2 + H2O = 2HBr + H2SO4 HCOOH + Cl2(Br2) = CO2↑ + 2HCl (HBr). Реакции со фтором ведут к деструкции.
3. При взаимодействии со щелочами галогены диспропорционируют, то есть одновременно увеличивают и уменьшают свою степень окисления. Хлор на холоду вступает в реакцию: Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO, а при нагревании – 3Cl2 + 6NaOH = 5NaCl + NaClO3 + 3H2O, т.к. гипохлорит-анион при нагревании в растворе диспропорционирует на хлорат и хлорид. Гипобромиты и гипоиодиты еще менее устойчивы, поэтому бром и иод при комнатной температуре уже дают броматы и иодаты. Например: 3J2 + 6KOH = 5KJ + KJO3.Взаимодействие хлора на холоду с гидроксидом кальция приводит к образованию смешанной соли хлорида-гипохлорита кальция – хлорной извести: Cl2 + Ca(OH)2 = CaOCl2 + H2O.
4. В отличие от большинства веществ, фтор взаимодействует при комнатной температуре с диоксидом кремния. Реакция катализируется следами воды. Так как SiO2 является основной составной частью стекла, то фтор растворяет стекло в соответствии с реакцией: 2F2 + SiO2 = SiF4↑ + O2↑.
5. При взаимодействии с солями, оксидами и другими бинарными соединениями возможны окислительно-восстановительные реакции, из которых следует отметить реакции вытеснения более активным (более электроотрицательным) галогеном менее активного из состава соли, например: 2KJ + Cl2 = 2KCl + J2. Внешним признаком этой реакции является появление желтой (бурой при значительной концентрации) окраски молекулярного иода. При длительном пропускании хлора через раствор иодида калия окраска пропадает, так как иод окисляется дальше до HJO3, раствор которой бесцветен: J2 + 5Cl2 +6H2O = 10HCl + 2HJO3.
Дата добавления: 2015-07-24; просмотров: 1982;