Взаємодія галогенів зі складними речовинами

При взаємодії вільних галогенів зі складними речовинами вони також поводяться як окислювачі, наприклад при взаємодії з водою. Спочатку галоген розчиняється у воді з утворенням відповідно хлорного, бромної або йодною води (Cl2aq, Br2aq або I2aq), а потім поступово між водою і галогеном починається реакція;
Взаємодія хлору з водою виражається кінцевим рівнянням
Сl2 + H2O = 2НСl + [О] Однак ця реакція не відразу протікає до утворення кінцевих продуктів. На першій стадії процесу утворюються дві кислоти – соляна НСl і хлорнуватиста НСlO. Освітою атомарногокисню пояснюють значною мірою окисляє дію хлору, який він чинить на мікроорганізми, що знаходяться у воді, внаслідок чого вони гинуть. Виділення атомарногокисню пояснює також відбілюючий дію хлору, який він чинить на попередньо зволожені органічні речовини. Органічні барвники, поміщені в хлорне воду, знебарвлюються. Лакмус, який при наявності соляної кислоти повинен забарвлюватися в рожевий колір, в хлорного воді, де в невеликих кількостях присутній соляна кислота, не набуває характерної для нього в кислоті забарвлення, а повністю втрачає її. Це пояснюється наявністю атомарного кисню, який чинить на лакмус окисляє дію.

Аналогічно реагують з водою та інші галогени: бром і йод – більш повільно, фтор – значно швидше і енергійніше.
Пари води горять у фторі, а стадії утворення кисневої кислоти у фтору немає, або така кислота не існує.
Галогени реагують і з органічними речовинами. Наприклад, якщо внести в атмосферу хлору папірець, змочену скипидаром (органічна речовина, що складається з водню і вуглецю), то можна помітити виділення великої кількості сажі і відчути запах хлористого водню. Іноді скипидар навіть самозаймається в хлорі. Хлор витісняє вуглець із з’єднання з воднем і утворює хлористий водень, а вуглець виділяється у вигляді сажі у вільному стані.

Всі галогени енергійно взаємодіють з каучуком і гумою. З цієї причини при роботі з галогенами намагаються не використовувати в приладах гумових деталей.
Серед реакцій з органічними речовинами важливо від-мітити реакцію йоду з крохмалем, який синіє при наявності в розчині навіть незначної кількості вільного йоду. Реакція дуже чутлива і є якісною реакцією на йод.
Особливий інтерес представляють окислювально-відновні реакції галогенів, що відбуваються між вільним галогеном і сіллю іншого галогену. Наприклад, якщо взяти розчин якого-небудь броміду і змішати з хлорним водою, то безбарвний розчин миттєво забарвлюється в жовтий колір. При збовтуванні з бензолом характерна забарвлення бензольного кільця вказує на наявність вільного брому. Це пояснюється тим, що хлор як більш активний галоген окисляє бром, витісняючи його з солі з рівняння:
2КВr + Cl2 = 2КСl + Вr2
Природно, що вільний галоген повинен володіти більшою окисної активністю, ніж галоген, що входить до складу солі тому можливі реакції між йодидом і бромом, йодидом і хлором, бромідом і хлором.
Деякі з цих реакцій знаходять застосування в техніці. Наприклад, найбільш дешевим способом отримання брому є витіснення його хлором з солей, часто з броміду магнію:
MgBr2 + Сl2 = MgCl2 + Вr2

■ 17. Доведіть, склавши електронний баланс, що взаємодія галогенів з водою і з солями інших галогенів є окислювально-відновними реакціями, і поясніть, чому хлорне вода володіє знезаражувальним дією. (Див. Відповідь)

Окислювальне дію галогенів виявляється і при реакціях з іншими складними речовинами. Наприклад, якщо через бромную воду пропускати сірководень, то дуже скоро бромная вода знебарвиться і утворилася рідина помутніє внаслідок відновлення Вr0 до Вr-1 та окислення S-2 до S0.
Йод досить легко окисляє сірку в ступені окислення +4, наприклад в Na2SO3, до S + 6. Схема реакції:
Na2SO3 + I2 → Na2SO4 + НІ

20. Скільки брому може бути отримане з 92 г броміду магнію витісненням хлором, якщо вихід брому дорівнює 80% від теоретичного? (Ця задача на розрахунок кількості продукту реакції з урахуванням відсотка виходу його зустрічається вперше. Її рішення описано на стор. 172 в кінці глави).

21. У одній посудині знаходиться іоднай вода I2aq, в іншому – бромная вода Br2aq. Якими двома способами можна визначити, де який розчин? 22. Складіть детальний розповідь про фізичні і хімічні властивості брому за таким планом: а) агрегатний стан; б) щільність; в) колір, г) запах, д) температура кипіння і плавлення; е) розчинність у воді та інших розчинниках; ж) поведінку в окисно-відновних реакціях і місце серед інших галогенів по електронегативності і неметалевої активності; з) взаємодія з простими речовинами, умови взаємодії та продукти взаємодії; і) взаємодія зі складними речовинами. (Див. Відповідь)

Посилання на основну публікацію