Bài 18: Hydrogen halide và hydrohalic acid

I. HYDROGEN HALIDE VÀ HYDROHALIC ACID

1. Hydrogen halide

- Hydrogen halide là hợp chất của hydrogen với halogen.

- Công thức tổng quát: HX (X là halogen).

- HX là hợp chất cộng hoá trị phân cực: H^δ+ : X^δ-. Sự phân cực giảm dần từ HF đến HI.

- Ở 20^oC, các hydrogen halic tồn tại ở thể khí và không có màu.

- Tên gọi: Hydrogen + tên halogen với hậu tố "ide".

- HF có nhiệt độ cao bất thường là do HF có khả năng hình thành liên kết hydrogen liên phân tử làm tăng nhiệt độ sôi.

Liên kết hydrogen trong HF

​@200211122614@@200316122525@

2. Hydrohalic acid

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

- HF là acid yếu, chỉ phân li một phần trong nước.

- Dung dịch HCl, HBr, HI là những acid mạnh, có đầy đủ tính chất hoá học chung của acid.

II. TÍNH KHỬ CỦA MỘT SỐ ION HALIDE X^-

- Trong ion halide, các halogen có số oxi hoá thấp nhất là -1

⇒ Ion halide chỉ thể hiện tính khử trong phản ứng oxi hoá - khử.

- Khi tác dụng với chất oxi hoá mạnh như H₂SO₄ đặc

+ Ion chlorine không khử được H₂SO₄ nên chỉ xảy ra phản ứng trao đổi:

KCl + H₂SO₄ \(\underrightarrow{< 250^oC}\) KHSO₄ + HCl↑

2KCl + H₂SO₄ \(\underrightarrow{\ge400^oC}\) K₂SO₄ + 2HCl↑

+ Ion bromine khử H₂SO₄ trong dung dịch H₂SO₄ đặc thành SO₂ và Br^- bị oxi hoá thành Br₂, sản phẩm có màu vàng đậm.

2KBr + 2H₂SO₄ → Br₂ + SO₂↑ + K₂SO₄ + 2H₂O

+ Ion iodine có thể khử H₂SO₄ trong dung dịch H₂SO₄ đặc thành H₂S, S, SO₂ tuỳ vào điều kiện phản ứng và I^- bị oxi hoá thành I₂ có màu đen tím.

2KI + 2H₂SO₄ → I₂ + SO₂↑ + K₂SO₄ + 2H₂O

6KI + 2H₂SO₄ → 3I₂ + S↓ + 3K₂SO₄ + 4H₂O

8KI + 5H₂SO₄ → 4I₂ + H₂S↑ + 4K₂SO₄ + 4H₂O

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

III. ỨNG DỤNG CỦA MỘT SỐ HYDROGEN HALIDE

1. Ứng dụng của hydrogen fluoride

- Trước đây, HF được ứng dụng để sản xuất các hợp chất CFC sử dụng trong các hệ thống làm lạnh. Tuy nhiên, do tác động phá huỷ tầng ozone nên đầu thế kỉ XXI, các hợp chất CFC đã bị cấm sản xuất, thay vào đó là các hợp chất HCFC.

Ảnh: Lỗ hổng tầng ozone gây ra bởi các hợp chất CFCs

- HF được dùng trong sản xuất cryolite Na₃AlF₆, đóng vai trò là "chất chảy" trong quá trình sản xuất nhôm từ Al₂O₃.

- Hydrogen fluoride còn được sử dụng trong các quá trình chế biến dầu mỏ, trong công nghiệp hạt nhân, trong sản xuất các fluoride,...

- HF là acid yếu, chỉ phân li một phần trong nước, nhưng có tính chất đặc biệt là ăn mòn thuỷ tinh.

SiO₂ + 4HF → SiF₄ + 2H₂O

2. Ứng dụng của hydrogen chloride

- Hydrogen chloride dùng trong sản xuất hydrochloric acid.

- Hydrogen chloride và hydrochloric acid dùng trong sản xuất vinyl chloride cung cấp cho ngành nhựa.

- AlCl₃ cung cấp cho ngành sản xuất phân bón.

- Chloride kim loại để cung cấp cho ngành hoá chất.

- Các hợp chất hữu cơ chứa chlorine để phục vụ sản xuất dược phẩm, thuốc nhuộm.

- Hydrochloric acid được dùng để trung hoà môi trường base, hoặc thuỷ phân các chất trong quá trình sản xuất, tẩy rửa gỉ sét bám trên bề mặt các loại thép.

IV. PHÂN BIỆT CÁC ION HALIDE X^-

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

Các phân tử hydrogen fluoride hình thành liên kết hydrogen liên phân tử nên nhiệt độ sôi cao bất thường so với các hydrogen halide còn lại.

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

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

4. Có thể phân biệt các ion halide X^- trong dung dịch bằng silver nitrate.