Kuliah 3. Senyawa oksigen halogen

Oksida halogen.

Penerapan halogen dan senyawanya.

1. Halogen oksida

Halogen membentuk sejumlah senyawa dengan oksigen. Namun senyawa ini tidak stabil, ∆G o >0, mudah meledak jika dipanaskan dan dengan adanya senyawa organik. Mereka hanya diperoleh secara tidak langsung.

Senyawa oksigen halogen berikut ini relatif stabil:

Properti
Penampilan di no.	Gas kuning	Kuning coklat gas. Beracun	Kuning hijau. gas.	Cairan berwarna merah tua	Cairan tidak berwarna.	Eksplosif
Tanpa warna Kristus. zat					Laju. hal., tentang N	(lebih stabil dibandingkan oksida lainnya)
Beda. pada t>350 o C
∆G o , kJ/mol
	Struktur molekul

→ Peningkatan aktivitas oksidatif →

Cl 2 O 3 , Br 2 O 3 , BrO 2 , Br 2 O 5 , I 2 O 4 , I 2 O 6 juga dikenal.

Kuitansi.

OF 2 (fluor oksida, atau lebih tepatnya, oksigen fluorida) adalah zat pengoksidasi kuat. Hal ini diperoleh dengan aksi F 2 pada larutan alkali encer yang didinginkan:

Oksida klorin dan yodium dapat diperoleh melalui reaksi:

Sifat kimia:

Tidak stabil secara termal:

Semua senyawa halogen dengan oksigen (kecuali OF 2) adalah oksida asam.

Cl 2 O, Cl 2 O 7, I 2 O 5 bila berinteraksi dengan air membentuk asam:

ClO 2 , Cl 2 O 6 (C.O. = +4, +6 – tidak stabil) ketika berinteraksi dengan air tidak proporsional:

Oksida halogen – zat pengoksidasi:

OF 2 mengandung O +2 - zat pengoksidasi yang sangat kuat:

Oksida dengan bilangan oksidasi halogen antara tidak proporsional:

Asam halogen yang mengandung oksigen

		Semua asam halogen yang mengandung oksigen sangat larut dalam air. HClO 4 , HIO 3 dan H 5 IO 6 diketahui dalam bentuk bebas, sisanya tidak stabil dan hanya ada dalam larutan encer. Senyawa yang paling stabil terdapat pada SO. -1 dan +5.	Penampilan		Asam basa properti	Nama-nama asam
		Nama-nama garam	Hanya ada dalam solusi Asam lemah		Koneksi amfoter. Berfluorinasi hipoklorit brominasi	beryodium Hipoftoritis Hipoklorit Hipobromit
			hipoioditis		Media asam kekuatan
		Khlorida	Tanpa warna kristal		Asam kuat Klorin Bromonik
		Yodium Khlorida	Tanpa warna cairan Asam terkuat		Asam lemah	ortoodnaya Perklorat Perbromat

Periode

Perbandingan kekuatan asam

Struktur asam oksigen klor:

Pola ini tidak hanya khas untuk klorin, tetapi juga untuk brom dan yodium.

Dengan meningkatnya bilangan oksidasi halogen, muatan ion meningkat, hal ini meningkatkan daya tariknya terhadap O 2- dan membuat disosiasi menurut jenis basa menjadi lebih sulit. Pada saat yang sama, tolakan ion positif H+ dan E n+ meningkat, hal ini memfasilitasi disosiasi tipe asam.

Beras. 1. Skema fragmen molekul E(OH)n

HOCl adalah senyawa amfoter: ia dapat berdisosiasi sebagai asam dan basa:

Pada deret ClO - - ClO 2 - - ClO 3 - - ClO 4 - kestabilan asam dan anion meningkat. Hal ini dijelaskan oleh peningkatan jumlah elektron yang berpartisipasi dalam pembentukan ikatan:

Multiplisitas koneksi =1 Multiplisitas koneksi=1,5

d(Cl-O)=0,170 nm d(Cl-O)=0,145 nm

Dengan bertambahnya jumlah atom oksigen dalam asam, maka perlindungan Cl meningkat, sehingga kemampuan oksidasi menurun.

Jadi, pada deret HClO → HClO 2 → HClO 3 → HClO 4

kekuatan asam meningkat;

stabilitas asam meningkat;

kapasitas oksidatif menurun.

Kekuatan asam yang mengandung oksigen pada deret HOCl-HOBr-HOI menurun karena bertambahnya jari-jari kovalen dan melemahnya ikatan O-Hal:

K d 5∙10 -8 2∙10 -9 2∙10 -10

Sifat pengoksidasi berkurang

Pada deret HCO-HBrO-HIO, kestabilan asam meningkat. Misalnya, ketika dipanaskan atau terkena cahaya, mereka terurai:

, ∆G o (kJ) HClO, HBrO, HIO

Cl 2 O 3 , Br 2 O 3 , BrO 2 , Br 2 O 5 , I 2 O 4 , I 2 O 6 juga dikenal.

Asam fluorida diproduksi melalui reaksi:

.

(di no.)!!!

Asam hipoklorit diperoleh dengan hidrolisis klorin (HCl dihilangkan melalui aksi CaCO 3):

Kesetimbangan terbentuk ketika 30% klorin bereaksi.

HClO dan HBrO diperoleh dengan penguraian hipoklorit dan hipobromit:

2. HClO 2 diperoleh dari garam:

3. HHalO 3 diperoleh :

Dari garam:

Oksidasi halogen dengan zat pengoksidasi kuat:

4. HClO 4, H 5 IO 6 dari garam:

Sifat kimia

Terurai saat dipanaskan dan terkena cahaya:

Zat pengoksidasi kuat (semua asam merupakan zat pengoksidasi yang lebih kuat dibandingkan garamnya):

Asam perklorat adalah zat pengoksidasi lemah hanya dalam larutan pekat: Garam dari asam okso

lebih stabil dibandingkan asam. Stabilitasnya meningkat dengan meningkatnya bilangan oksidasi.

Sifat kimia garam:

1. Klorat dan perklorat hanya terurai jika dipanaskan:

2. Mereka, seperti asam, adalah zat pengoksidasi (tetapi lebih lemah dari asamnya):

Memperoleh garam:

MeHalO diperoleh dengan melewatkan halogen melalui larutan alkali, soda, atau kalium dingin:

MeClO 4 dan Me 5 IO 6 melalui oksidasi klorat dan iodat selama elektrolisis atau pemanasan lemah:

7. Aplikasi

Fluor

Asam fluorida digunakan untuk mengetsa kaca, menghilangkan residu pasir dari coran logam, dan dalam sintesis kimia.

UF 6 digunakan dalam industri nuklir.

CF 2 Cl 2 digunakan sebagai pendingin.

CaF 2 digunakan dalam metalurgi.

Turunan fluor dari etilen, tetrafluoroetilen, sebagai hasil polimerisasi menghasilkan polimer berharga - Teflon, yang tahan terhadap reagen kimia dan sangat diperlukan dalam produksi zat dengan kemurnian khusus, untuk pembuatan peralatan.

Bahan berfluorinasi – dalam pengobatan, pengganti pembuluh darah dan katup jantung. Produk berbahan fluoroplastik banyak digunakan dalam industri penerbangan, listrik, nuklir dan lainnya.

Klorin

Klorin sangat penting untuk sintesis dalam sintesis organik dan polimer. Metode metalurgi klorin menghasilkan silikon dan logam non-ferrous tahan api (titanium, niobium, tantalum, dll.).

Ini digunakan sebagai oksidator dan untuk sterilisasi air minum.

Asam klorida dan halida digunakan dalam industri metalurgi, tekstil dan makanan.

HClO digunakan sebagai bakterisida dan zat pemutih. Oksigen atom yang dilepaskan ketika asam larut akan mengubah warna pewarna dan membunuh mikroba:

Air lembing- ini adalah campuran kalium klorida dan hipoklorit, diperoleh dengan aksi alkali pada "air klorin", memiliki sifat pemutihan:

Bleaching atau pemutih adalah bubuk berwarna putih dengan bau yang menyengat, digunakan sebagai pemutih dan desinfektan:

Brom

Digunakan dalam sintesis organik.

AgBr digunakan dalam fotografi.

Senyawa brom digunakan untuk memproduksi obat-obatan.

I 2 diperlukan untuk metalurgi; digunakan sebagai antiseptik dan desinfektan. Yodium menggantikan atom hidrogen dalam molekul protein mikroorganisme, yang menyebabkan kematiannya:

KI digunakan untuk pengerjaan kayu.

Senyawa yodium digunakan untuk produksi obat-obatan, bahan tambahan makanan (NaI), untuk sintesis dan analisis kimia (iodometri).

Fluor hanya dapat menjadi zat pengoksidasi, yang mudah dijelaskan oleh posisinya dalam tabel periodik unsur kimia D.I. 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 jika dipanaskan, dan yodium bereaksi dengan hidrogen pada pemanasan yang kuat (hingga 350°C), namun 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, memutihkan 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 elektronegativitas 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 cairan pendingin. 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.

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 dalam skala industri, elektrolisis atau larutan 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 menghasilkan 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 kita 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 tersedia 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, brom 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.

Subkelompok halogen terdiri dari unsur fluor, klor, brom, dan yodium.

Konfigurasi elektron lapisan valensi terluar halogen masing-masing adalah fluor, klor, brom, dan yodium). Konfigurasi elektronik seperti itu menentukan sifat oksidasi khas halogen - semua halogen memiliki kemampuan untuk menangkap elektron, meskipun ketika berpindah ke yodium, kemampuan oksidasi halogen melemah.

Dalam kondisi biasa, halogen ada dalam bentuk zat sederhana yang terdiri dari molekul diatomik yang memiliki ikatan kovalen. Sifat fisik halogen sangat berbeda: misalnya, dalam kondisi normal, fluor adalah gas yang sulit dicairkan, klor juga merupakan gas, tetapi mudah dicairkan, brom adalah cairan, yodium adalah padatan.

Sifat kimia halogen.

Tidak seperti halogen lainnya, fluor dalam semua senyawanya hanya menunjukkan satu bilangan oksidasi, 1-, dan tidak menunjukkan valensi variabel. Untuk halogen lain, bilangan oksidasi yang paling khas juga adalah 1-, namun karena adanya orbital bebas di tingkat terluar, ia juga dapat menunjukkan bilangan oksidasi ganjil lainnya dari hingga karena pasangan elektron valensi sebagian atau seluruhnya.

Fluor memiliki aktivitas terbesar. Kebanyakan logam, bahkan pada suhu kamar, terbakar di atmosfernya dan melepaskan sejumlah besar panas, misalnya:

Tanpa pemanasan, fluor juga bereaksi dengan banyak non-logam (hidrogen - lihat di atas), sekaligus melepaskan sejumlah besar panas:

Ketika dipanaskan, fluor mengoksidasi semua halogen lainnya sesuai dengan skema berikut:

dimana , dan dalam senyawa bilangan oksidasi klor, brom dan yodium adalah sama.

Akhirnya, ketika diiradiasi, fluor bereaksi bahkan dengan gas inert:

Interaksi fluor dengan zat kompleks juga terjadi dengan sangat kuat. Jadi, ia mengoksidasi air, dan reaksinya bersifat eksplosif:

Klorin bebas juga sangat reaktif, meskipun aktivitasnya lebih kecil dibandingkan aktivitas fluor. Bereaksi langsung dengan semua zat sederhana kecuali oksigen, nitrogen dan gas mulia, misalnya:

Untuk reaksi-reaksi ini, seperti halnya reaksi-reaksi lainnya, kondisi terjadinya sangat penting. Jadi, pada suhu kamar, klorin tidak bereaksi dengan hidrogen; ketika dipanaskan, reaksi ini terjadi, tetapi ternyata sangat reversibel, dan dengan iradiasi yang kuat, reaksi ini berlangsung secara ireversibel (dengan ledakan) melalui mekanisme rantai.

Klorin bereaksi dengan banyak zat kompleks, misalnya substitusi dan adisi dengan hidrokarbon:

Klorin mampu saat dipanaskan, ganti brom atau yodium dari senyawanya dengan hidrogen atau logam:

dan juga bereaksi secara reversibel dengan air:

Klorin, yang larut dalam air dan bereaksi sebagian dengannya, seperti ditunjukkan di atas, membentuk campuran kesetimbangan zat yang disebut air klor.

Perhatikan juga bahwa klor di sisi kiri persamaan terakhir memiliki bilangan oksidasi 0. Sebagai hasil dari reaksi, bilangan oksidasi beberapa atom klor menjadi 1- (dalam), untuk yang lain (dalam asam hipoklorit). Reaksi ini adalah contoh reaksi oksidasi-reduksi sendiri, atau disproporsionasi.

Ingatlah bahwa klor dapat bereaksi (tidak proporsional) dengan basa dengan cara yang sama (lihat bagian “Basa” di § 8).

Aktivitas kimia brom lebih kecil dibandingkan fluor dan klor, tetapi masih cukup tinggi karena brom biasanya digunakan dalam keadaan cair dan oleh karena itu konsentrasi awalnya, jika dianggap sama, lebih besar daripada konsentrasi klor. Menjadi reagen yang “lebih lembut”, brom banyak digunakan dalam kimia organik.

Perhatikan bahwa brom, seperti klorin, larut dalam air dan, bereaksi sebagian dengannya, membentuk apa yang disebut “air brom”, sedangkan yodium praktis tidak larut dalam air dan tidak mampu mengoksidasi bahkan ketika dipanaskan; karena alasan ini tidak ada “air beryodium”.

Produksi halogen.

Metode teknologi yang paling umum untuk memproduksi fluor dan klor adalah elektrolisis garam cair (lihat § 7). Brom dan yodium dalam industri biasanya diperoleh secara kimia.

Di laboratorium, klorin dihasilkan oleh aksi berbagai zat pengoksidasi pada asam klorida, misalnya:

Oksidasi dilakukan lebih efisien dengan kalium permanganat - lihat bagian “Asam” di § 8.

Hidrogen halida dan asam hidrohalat.

Semua hidrogen halida berbentuk gas dalam kondisi normal. Ikatan kimia yang dilakukan dalam molekulnya adalah kovalen polar, dan polaritas ikatannya menurun secara seri. Kekuatan ikatan juga menurun pada seri ini. Karena polaritasnya, semua hidrogen halida, tidak seperti halogen, sangat larut dalam air. Jadi, pada suhu kamar dalam 1 volume air Anda dapat melarutkan sekitar 400 volume volume dan sekitar 400 volume

Ketika hidrogen halida dilarutkan dalam air, mereka berdisosiasi menjadi ion dan larutan asam hidrohalida yang sesuai terbentuk. Selain itu, ketika HCI dilarutkan hampir seluruhnya terdisosiasi, sehingga asam yang dihasilkan dianggap asam kuat. Sebaliknya, asam fluorida lemah. Hal ini dijelaskan oleh asosiasi molekul HF karena terjadinya ikatan hidrogen di antara mereka. Dengan demikian, kekuatan asam menurun dari HI ke HF.

Karena ion negatif asam hidrohalat hanya dapat menunjukkan sifat pereduksi, ketika asam ini berinteraksi dengan logam, oksidasi logam hanya dapat terjadi karena ion. Oleh karena itu, asam hanya bereaksi dengan logam yang berada pada rangkaian tegangan di sebelah kiri hidrogen.

Semua logam halida, kecuali garam Ag dan Pb, sangat larut dalam air. Kelarutan perak halida yang rendah memungkinkan penggunaan reaksi pertukaran seperti

sebagai kualitatif untuk mendeteksi ion yang sesuai. Akibat reaksi tersebut, AgCl mengendap sebagai endapan putih, AgBr - putih kekuningan, Agl - kuning cerah.

Tidak seperti asam hidrohalat lainnya, asam fluorida bereaksi dengan silikon (IV) oksida:

Karena silikon oksida merupakan bagian dari kaca, asam fluorida merusak kaca, dan oleh karena itu di laboratorium disimpan dalam wadah yang terbuat dari polietilen atau Teflon.

Semua halogen, kecuali fluor, dapat membentuk senyawa yang mempunyai bilangan oksidasi positif. Senyawa terpenting dari senyawa ini adalah asam yang mengandung oksigen dari jenis halogen serta garam dan anhidridanya.

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 mentah 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) ARTIKEL TERKAIT Masukan Peta Situs Tentang situs