Tính chất vật lí của Hydrogen Halide, tính axit của Hydrohalic, tính khử của các ion Halide - Hoá 10 bài 18 CTST

Vậy quá trình ăn mòn thuỷ tinh xảy ra như thế nào? tính chất vật lí của hydrogen halide là gì? các ion halide có tính chất gì và nhận biết ion halide như thế nào? tính acid của hydrohalic thể hiện ra sao?... chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

1. Tính chất vật lí của hydrogen halide

- Hydrogen halide là hợp chất của hydrogen với halogen, công thức tổng quát là HX, với X là halogen. Hậu tố "ide" trong hydrogen halide được thay thế từ hậu tố "ine" của tên halogen.

Bảng mô tả đặc điểm tích chất của các hydrogen halide HX

+ Nhiệt độ sôi của các hydrogen halide tăng dần từ HCl đến HI.

Giải thích: Khối lượng phân tử tăng làm tăng năng lượng cần thiết cho quá trình sôi; đồng thời, sự tăng kích thước và số electron trong phân tử dẫn đến tương tác van der Waals giữa các phân tử tăng.

+ Các phân tử hydrogen fluoride hình thành liên kết hydrogen liên phân tử, loại liên kết này bền hơn tương tác van der Waals, nên nhiệt độ sôi của hydrogen flouride cao bất thường so với các hydrogen halide còn lại.

+ Nhờ liên kết hydrogen giữa các phân tử nên hydrogen fluoride khó bay hơi hơn các hydrogen halide còn lại.

2. Hydrohalic acid

- Các hydrogen halide tan trong nước, tạo thành hydrohalic acid tương ứng.

- Tính acid của các hydrohalic acid tăng dần từ hydrofluoric acid đến hydroiodic acid.

- Hydrofluoric acid (HF) là acid rất yếu, nhưng có tính chất đặc biệt là ăn mòn thủy tinh, phương trình hóa học của phản ứng:

 SiO₂ + 4HF → SiF₄↑ + 2H₂O

- Các dung dịch HCl, HBr, HI là những acid mạnh, có đầy đủ tính chất hóa học chung của acid như: làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ, tác dụng với kim loại đứng trước hydrogen trong dãy hoạt động hóa học, tác dụng với basic oxide, base và một số muối.

* Ví dụ:

 NaOH + HCl → NaCl + H₂O

 Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂

 CaO + 2HBr → CaBr₂ + H₂O

 K₂CO₃ + 2HI → 2KI + H₂O + CO₂

3. Tính khử của các ion halide

- Trong ion halide, các halogen có số oxi hóa thấp nhất là -1, do đó ion halide chỉ thể hiện tính khử trong phản ứng oxi hóa – khử.

- Tính khử của các ion halide tăng theo chiều: F^- < Cl^- < Br^- < I^-

* Ví dụ: Khi đun nóng các muối khan halide với H₂SO₄ đặc:

+ Ion chloride không khử được H₂SO₄ nên chỉ xảy ra phản ứng trao đổi.

KCl + H₂SO_{4 (đặc)} → KHSO₄ + HCl↑

+ Ion bromide khử H₂SO₄ đặc thành SO₂ và Br^- bị oxi hóa thành Br₂, sản phẩm có màu vàng đậm.

2KBr + 2H₂SO_4 (đặc)  → Br₂ + SO₂↑ + K₂SO₄ + 2H₂O

 + Ion iodide có thể khử H₂SO₄ đặc thành H₂S, S, SO₂ tùy vào điều kiện phản ứng và I^- bị oxi hóa thành I₂ có màu đen tím.

2KI + 2H₂SO_4 (đặc)  → I₂↓ + SO₂↑ + K₂SO₄ + 2H₂O

6KI + 4H₂SO_4 (đặc)  → 3I₂↓ + S↓ + 3K₂SO₄ + 4H₂O

8KI + 5H₂SO_4 (đặc)  → 4I₂ + H₂S↑ + 4K₂SO₄ + 4H₂O

4. Nhận biết ion halide trong dung dịch

- Phân biệt các ion F^-, Cl^-, Br^- và I^- bằng cách cho dung dịch silver nitrate (AgNO₃) vào dung dịch muối của chúng.

- Phương trình hóa học minh họa:

 NaF + AgNO₃ → không phản ứng

 NaCl + AgNO₃ → AgCl↓ + NaNO₃

 NaBr + AgNO₃ → AgBr↓ + NaNO₃

 NaI + AgNO₃ → AgI↓ + NaNO₃

5. Ứng dụng của các hydrogen halide

- Hydrogen fluoride: Dùng để tẩy cặn trong các thiết bị trao đổi nhiệt; chất xúc tác trong các nhà máy lọc dầu, công nghệ làm giàu uranium, sản xuất dược phẩm, …

- Hydrogen chloride: Dùng để loại bỏ gỉ thép, sản xuất chất tẩy rửa nhà vệ sinh, các hợp chất vô cơ và hữu cơ phục vụ đời sống và sản xuất,…

- Hydrogen bromide: Làm chất xúc tác cho các phản ứng hữu cơ, tổng hợp chất chống cháy chứa nguyên tố bromine như tetrabromobisphenol A, điều chế nhựa epoxy, sản xuất các vi mạch điện tử.

- Hydrogen iodide: Dùng làm chất khử phổ biến trong các phản ứng hóa học; sản xuất iodine và ankyl iodide…