rumah - Peralatan
Sifat kimia halogen secara singkat. Halogen – Hypermarket Pengetahuan

Fluor hanya dapat menjadi zat pengoksidasi, yang mudah dijelaskan oleh posisinya dalam tabel periodik unsur kimia D.I.Mendeleev. 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, pemutih 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 fluorida 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 keelektronegatifan 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 coule. 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.

Atom hidrogen memiliki rumus elektronik tingkat elektron terluar (dan satu-satunya) 1 S 1 . Di satu sisi, dalam hal keberadaan satu elektron pada tingkat elektronik terluar, atom hidrogen mirip dengan atom logam alkali. Namun, seperti halnya halogen, ia hanya membutuhkan satu elektron untuk mengisi tingkat elektronik terluar, karena tingkat elektronik pertama tidak boleh mengandung lebih dari 2 elektron. Ternyata hidrogen dapat ditempatkan secara bersamaan pada kelompok pertama dan kedua dari belakang (ketujuh) dalam tabel periodik, yang terkadang dilakukan dalam berbagai versi sistem periodik:

Dilihat dari sifat-sifat hidrogen sebagai zat sederhana, ia masih memiliki lebih banyak kesamaan dengan halogen. Hidrogen, seperti halogen, adalah non-logam dan membentuk molekul diatomik (H 2) seperti mereka.

Dalam kondisi normal, hidrogen adalah zat gas dengan aktivitas rendah. Rendahnya aktivitas hidrogen dijelaskan oleh tingginya kekuatan ikatan antara atom hidrogen dalam molekul, yang pemecahannya memerlukan pemanasan yang kuat, atau penggunaan katalis, atau keduanya.

Interaksi hidrogen dengan zat sederhana

dengan logam

Dari logam-logam tersebut, hidrogen hanya bereaksi dengan logam alkali dan alkali tanah! Logam alkali meliputi logam subgrup utama golongan I (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr), dan logam alkali tanah meliputi logam subgrup utama golongan II, kecuali berilium dan magnesium (Ca, Sr, Ba, Ra)

Ketika berinteraksi dengan logam aktif, hidrogen menunjukkan sifat pengoksidasi, yaitu. menurunkan bilangan oksidasinya. Dalam hal ini, hidrida logam alkali dan alkali tanah terbentuk, yang memiliki struktur ionik. Reaksi yang terjadi ketika dipanaskan:

Perlu dicatat bahwa interaksi dengan logam aktif adalah satu-satunya kasus ketika molekul hidrogen H2 merupakan zat pengoksidasi.

dengan non-logam

Dari nonlogam, hidrogen hanya bereaksi dengan karbon, nitrogen, oksigen, belerang, selenium, dan halogen!

Karbon harus dipahami sebagai grafit atau karbon amorf, karena intan adalah modifikasi karbon alotropik yang sangat inert.

Ketika berinteraksi dengan nonlogam, hidrogen hanya dapat berfungsi sebagai zat pereduksi, yaitu hanya meningkatkan bilangan oksidasinya:

Interaksi hidrogen dengan zat kompleks

dengan oksida logam

Hidrogen tidak bereaksi dengan oksida logam yang berada dalam rangkaian aktivitas logam hingga aluminium (inklusif), namun mampu mereduksi banyak oksida logam di sebelah kanan aluminium ketika dipanaskan:

dengan oksida non-logam

Dari oksida non-logam, hidrogen bereaksi ketika dipanaskan dengan oksida nitrogen, halogen, dan karbon. Dari semua interaksi hidrogen dengan oksida non-logam, yang paling penting adalah reaksinya dengan karbon monoksida CO.

Campuran CO dan H2 bahkan memiliki namanya sendiri - “gas sintesis”, karena tergantung pada kondisinya, produk industri populer seperti metanol, formaldehida, dan bahkan hidrokarbon sintetik dapat diperoleh darinya:

dengan asam

Hidrogen tidak bereaksi dengan asam anorganik!

Dari asam organik, hidrogen hanya bereaksi dengan asam tak jenuh, serta dengan asam yang mengandung gugus fungsi yang mampu tereduksi dengan hidrogen, khususnya gugus aldehida, keto, atau nitro.

dengan garam

Dalam kasus larutan garam dalam air, interaksinya dengan hidrogen tidak terjadi. Namun, ketika hidrogen dilewatkan melalui garam padat dari beberapa logam dengan aktivitas sedang dan rendah, reduksi sebagian atau seluruhnya dapat terjadi, misalnya:

Sifat kimia halogen

Halogen adalah unsur kimia golongan VIIA (F, Cl, Br, I, At), serta zat sederhana yang dibentuknya. Di sini dan selanjutnya dalam teks, kecuali dinyatakan lain, halogen akan dipahami sebagai zat sederhana.

Semua halogen memiliki struktur molekul, yang menentukan rendahnya titik leleh dan titik didih zat ini. Molekul halogen bersifat diatomik, yaitu rumusnya dapat ditulis dalam bentuk umum sebagai Hal 2.

Perlu diperhatikan sifat fisik spesifik yodium seperti kemampuannya sublimasi atau, dengan kata lain, sublimasi. Sublimasi, adalah fenomena di mana suatu zat dalam wujud padat tidak meleleh ketika dipanaskan, tetapi melewati fase cair, segera berpindah ke wujud gas.

Struktur elektronik tingkat energi eksternal atom halogen apa pun berbentuk ns 2 np 5, di mana n adalah nomor periode tabel periodik di mana halogen berada. Seperti yang Anda lihat, atom halogen hanya membutuhkan satu elektron untuk mencapai kulit terluar yang terdiri dari delapan elektron. Dari sini masuk akal untuk mengasumsikan sifat pengoksidasi halogen bebas yang dominan, yang dikonfirmasi dalam praktik. Seperti diketahui, keelektronegatifan nonlogam berkurang ketika bergerak ke bawah subkelompok, dan oleh karena itu aktivitas halogen menurun dalam deret:

F 2 > Cl 2 > Br 2 > Saya 2

Interaksi halogen dengan zat sederhana

Semua halogen adalah zat yang sangat reaktif dan bereaksi dengan sebagian besar zat sederhana. Namun, perlu dicatat bahwa fluor, karena reaktivitasnya yang sangat tinggi, dapat bereaksi bahkan dengan zat sederhana yang tidak dapat bereaksi dengan halogen lain. Zat sederhana tersebut antara lain oksigen, karbon (berlian), nitrogen, platina, emas dan beberapa gas mulia (xenon dan kripton). Itu. Sebenarnya, fluor tidak hanya bereaksi dengan beberapa gas mulia.

Halogen yang tersisa, mis. klorin, brom, dan yodium juga merupakan zat aktif, tetapi kurang aktif dibandingkan fluor. Mereka bereaksi dengan hampir semua zat sederhana kecuali oksigen, nitrogen, karbon dalam bentuk intan, platina, emas dan gas mulia.

Interaksi halogen dengan non-logam

hidrogen

Ketika semua halogen berinteraksi dengan hidrogen, mereka terbentuk hidrogen halida dengan rumus umum HHal. Dalam hal ini, reaksi fluor dengan hidrogen dimulai secara spontan bahkan dalam kegelapan dan berlangsung dengan ledakan sesuai dengan persamaan:

Reaksi klorin dengan hidrogen dapat diawali oleh penyinaran ultraviolet yang intens atau panas. Juga berlanjut dengan ledakan:

Brom dan yodium bereaksi dengan hidrogen hanya jika dipanaskan, dan pada saat yang sama, reaksi dengan yodium bersifat reversibel:

fosfor

Interaksi fluor dengan fosfor menyebabkan oksidasi fosfor ke tingkat oksidasi tertinggi (+5). Dalam hal ini, fosfor pentafluorida terbentuk:

Ketika klor dan brom berinteraksi dengan fosfor, fosfor halida dapat diperoleh baik dalam keadaan oksidasi +3 maupun dalam keadaan oksidasi +5, yang bergantung pada proporsi zat yang bereaksi:

Selain itu, dalam kasus fosfor putih dalam atmosfer fluor, klor atau brom cair, reaksi dimulai secara spontan.

Interaksi fosfor dengan yodium hanya dapat menyebabkan pembentukan fosfor triodida karena kemampuan oksidasinya yang jauh lebih rendah dibandingkan halogen lainnya:

abu-abu

Fluor mengoksidasi belerang ke tingkat oksidasi tertinggi +6, membentuk belerang heksafluorida:

Klorin dan brom bereaksi dengan belerang, membentuk senyawa yang mengandung belerang dengan bilangan oksidasi +1 dan +2, yang sangat tidak biasa. Interaksi ini sangat spesifik, dan untuk lulus Ujian Negara Bersatu dalam bidang kimia, kemampuan menulis persamaan untuk interaksi ini tidak diperlukan. Oleh karena itu, tiga persamaan berikut diberikan sebagai referensi:

Interaksi halogen dengan logam

Seperti disebutkan di atas, fluor mampu bereaksi dengan semua logam, bahkan logam tidak aktif seperti platinum dan emas:

Halogen yang tersisa bereaksi dengan semua logam kecuali platinum dan emas:

Reaksi halogen dengan zat kompleks

Reaksi substitusi dengan halogen

Halogen yang lebih aktif, mis. unsur-unsur kimia yang letaknya lebih tinggi dalam tabel periodik mampu menggantikan halogen yang kurang aktif dari asam hidrohalat dan logam halida yang dibentuknya:

Demikian pula, brom dan yodium menggantikan belerang dari larutan sulfida dan atau hidrogen sulfida:

Klorin adalah zat pengoksidasi yang lebih kuat dan mengoksidasi hidrogen sulfida dalam larutan berairnya bukan menjadi belerang, tetapi menjadi asam sulfat:

Reaksi halogen dengan air

Air terbakar dalam fluor dengan nyala api biru sesuai dengan persamaan reaksi:

Brom dan klor bereaksi berbeda dengan air dibandingkan dengan fluor. Jika fluor bertindak sebagai zat pengoksidasi, maka klorin dan brom tidak proporsional dalam air, membentuk campuran asam. Dalam hal ini, reaksinya bersifat reversibel:

Interaksi yodium dengan air terjadi pada tingkat yang sangat kecil sehingga dapat diabaikan dan diasumsikan bahwa reaksi tidak terjadi sama sekali.

Interaksi halogen dengan larutan alkali

Fluor, ketika berinteraksi dengan larutan alkali berair, kembali bertindak sebagai zat pengoksidasi:

Kemampuan menulis persamaan ini tidak diperlukan untuk lulus Ujian Negara Bersatu. Cukup mengetahui fakta tentang kemungkinan interaksi tersebut dan peran oksidatif fluor dalam reaksi ini.

Tidak seperti fluor, halogen lain dalam larutan alkali tidak proporsional, yaitu meningkatkan dan menurunkan bilangan oksidasinya secara bersamaan. Selain itu, dalam kasus klorin dan brom, tergantung pada suhu, aliran dalam dua arah berbeda dapat terjadi. Khususnya, dalam cuaca dingin, reaksi berlangsung sebagai berikut:

dan ketika dipanaskan:

Yodium bereaksi dengan basa secara eksklusif menurut pilihan kedua, yaitu. dengan terbentuknya iodat, karena hipoiodit tidak stabil tidak hanya ketika dipanaskan, tetapi juga pada suhu biasa dan bahkan dalam suhu dingin.

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 baku 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)

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 pada skala industri, larutan elektrolisis atau 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 memproduksi 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 ada 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, bromin 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.

DEFINISI

Halogen– Unsur golongan VIIA – 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.

Pembuatan halogen dan senyawanya

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

HF dan HCl dibuat dengan mereaksikan garam padatnya dengan asam sulfat pekat ketika dipanaskan:

CaCl 2 + H 2 SO 4 = CaSO 4 + 2HCl

HBr dan HI tidak dapat diperoleh dengan cara ini, karena zat-zat ini merupakan zat pereduksi kuat dan dioksidasi oleh asam sulfat:

2KBr + 2H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + Br 2 + 2H 2 O + SO 2

8KI + 5H 2 JADI 4 = 4K 2 JADI 4 +4I 2 +4H 2 O + H 2 S

Oleh karena itu, HBr dan HI diperoleh dengan hidrolisis fosfor halida yang sesuai:

PBr 3 + 3H 2 O = 3HBr + H 3 PO 3

Di antara senyawa halogen yang mengandung oksigen, asam yang mengandung oksigen dan garamnya adalah yang paling penting. Jadi, HClO adalah salah satu asam klor yang mengandung oksigen - asam hipoklorit diperoleh dalam larutan klor dalam air sebagai produk hidrolisis:

Cl 2 + H 2 O ↔ HClO + HCl

Garam asam hipoklorit - hipoklorit terbentuk ketika klorin dilewatkan melalui larutan alkali dingin, misalnya:

Cl 2 + 2KOH = KClO + KCl + H 2 O

Asam hipoklorit (HClO 3) diperoleh dengan mereaksikan garam asam (klorat) dengan asam sulfat pekat:

Ba(ClO 3) 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 +2HClO 3

Garam asam hipoklorat - klorat diperoleh dengan melewatkan Cl 2 ke dalam larutan alkali panas:

3Cl 2 + 6KOH = 5 KCl + KClO 3 + 3H 2 O

HClO 4 adalah asam perklorat, yang dapat diperoleh dengan mengolah kalium perklorat dengan asam sulfat pekat:

2 KClO 4 + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 +2 HClO 4

Larutan asam hipobrom (HOBr) dan hipoiodik (HOI) dapat dibuat, seperti HClO, dengan mereaksikan halogen yang bersangkutan dengan air.

Br 2 + H 2 O = HBr + HOBr

Saya 2 + H 2 O = HI + HOI

Asam bromat (HBrO 3) dan iodik (HIO 3) dapat diperoleh dengan mengoksidasi air brom atau yodium dengan klorin:

Br 2 + 5Cl 2 + 6H 2 O = 2HBrO 3 + 10 HCl

Signifikansi biologis halogen dan senyawanya

Klorin - salah satu elemen terpenting yang menyusun organisme hidup. Tubuh mengandungnya dalam bentuk garam – natrium klorida. Klorin merangsang metabolisme, pertumbuhan rambut, memberi kekuatan dan kekuatan. Kebanyakan NaCl ditemukan dalam plasma darah.

HCl, yang merupakan bagian dari jus lambung, mengontrol proses pencernaan. Dengan tidak adanya HCl 0,2%, proses pencernaan makanan praktis terhenti.

Alga, seperti beberapa tanaman lainnya, secara aktif mengakumulasi bromin. Air laut mengandung brom dalam jumlah terbesar yang dapat lolos ke udara, sehingga kandungannya di udara daerah pesisir selalu lebih tinggi dibandingkan di daerah yang jauh dari laut.

Yodium, seperti klorin, adalah salah satu unsur terpenting yang menyusun organisme hidup. Kekurangan yodium dalam air dan makanan mengurangi produksi hormon tiroid dan menyebabkan penyakit gondok endemik. Yodium masuk ke dalam tubuh melalui makanan: roti, telur, susu, air, rumput laut dan melalui udara (terutama udara laut) saat bernafas.

Penerapan halogen dan senyawanya

Halogen banyak digunakan dalam industri. Jadi, fluor digunakan untuk menghasilkan pelumas yang tahan suhu tinggi, Teflon, freon, dll. Klorin digunakan dalam produksi asam klorida, pemutih, hipoklorit dan klorat, untuk memutihkan kain dan pulp yang digunakan untuk membuat kertas, untuk mensterilkan air minum dan mendisinfeksi air limbah, dll.

Brom diperlukan untuk produksi berbagai bahan obat, beberapa pewarna, serta perak bromida, yang digunakan dalam produksi bahan fotografi.

Yodium digunakan dalam pengobatan dalam bentuk larutan 10% dalam etanol sebagai agen antiseptik dan hemostatik. Yodium termasuk dalam sejumlah obat farmasi.

Asam fluorida (HF) digunakan untuk memproduksi fluorida, mengetsa kaca, menghilangkan pasir dari coran logam, dan analisis mineral.

Asam klorida (HCl) banyak digunakan dalam praktik kimia, begitu pula garamnya. Misalnya, natrium klorida (garam meja) berfungsi sebagai bahan baku produksi klorin, asam klorida, soda kaustik, dan digunakan dalam pewarnaan, pembuatan sabun, dan industri lainnya.

Contoh solusi dengan bertanya

CONTOH 1

Latihan Tuliskan persamaan reaksi berikut:

1) FeSO 4 + KClO 3 + H 2 SO 4 → ...

2) FeSO 4 + KClO 3 + KOH → ...

3) Saya 2 + Ba(OH) 2 → …

4) KBr + KVrO 3 + H 2 JADI 4 → ...
Menjawab a) Dalam reaksi ini, besi meningkatkan bilangan oksidasinya dari “+2” menjadi “+3”, yaitu. FeSO 4 adalah zat pereduksi, dan klorin mengurangi bilangan oksidasi dari “+5” menjadi “1”, yaitu. KClO 3 adalah zat pengoksidasi:

6FeSO 4 + KClO 3 + 3H 2 SO 4 = 3Fe 2 (SO 4) 3 + KCl + 3H 2 O

b) Dalam reaksi ini, besi meningkatkan bilangan oksidasinya dari “+2” menjadi “+3”, yaitu. FeSO 4 adalah zat pereduksi, dan klorin mengurangi bilangan oksidasi dari “+5” menjadi “1”, yaitu. KClO 3 adalah zat pengoksidasi:

6FeSO 4 + KClO 3 + 12KOH + 3H 2 O = 6Fe(OH) 3 ↓ + KCl + 6K 2 SO 4

c) Dalam reaksi ini, yodium meningkatkan dan menurunkan bilangan oksidasi dari “0” menjadi “+5” dan dari “0” menjadi “-1”, yaitu. I 2 merupakan zat pereduksi dan zat pengoksidasi - terjadi reaksi disproporsionasi:

6I 2 + 6Ba(OH) 2 = 5BaI 2 + Ba(IO 3) 2 + 6H 2 O

d) Dalam reaksi ini, brom meningkatkan dan menurunkan bilangan oksidasi dari “-1” menjadi “0” dan dari “+5” menjadi “0”, yaitu. KBr adalah zat pereduksi, dan KBrO 3 adalah zat pengoksidasi:

5КВr + КВrО 3 + 3Н 2 SO 4 = 3Вr 2 + 3К 2 SO 4 + 3Н 2 О
 

Membaca:



Zucchini diisi dengan daging cincang

Zucchini diisi dengan daging cincang

Anda bisa menyiapkan banyak hidangan lezat dan sehat dari zucchini muda. Mereka berfungsi sebagai dasar untuk sup haluskan sutra, salad sayuran,...

Saus bolognese buatan sendiri

Saus bolognese buatan sendiri

Bolognese lebih dari sekedar saus! Ini adalah kuah daging asli yang biasanya diolah dengan daging cincang dan disajikan dengan pasta. Untuk memberitahumu sebuah rahasia, ini...

Mengapa seorang wanita dewasa bermimpi?

Mengapa seorang wanita dewasa bermimpi?

Wanita impian. Mengapa seorang wanita bermimpi? Interpretasi tidur. Melihat orang asing dalam mimpi adalah simbol dari keadaan dan rencana anda, gagasan anda tentang...

Sihir putih untuk menarik uang

Sihir putih untuk menarik uang

Cepat atau lambat, siapa pun bisa menghadapi kesulitan keuangan. Masalah di tempat kerja, pengeluaran tak terduga, hutang yang semakin besar - serangkaian...