thuyết trình chuyên 1 cre by HCV olympic

TÍNH CHẤT HỐ HỌC CỦA HALOGEN
1.Tính oxi hố mạnh:
Tính chất hóa học điển hình của các halogen là oxi hóa mạnh. Hoạt tính đó
giảm dần dần từ flo đến atatin, phù hợp với chiều giảm độ điện âm và thế điện
cực chuẩn của các halogen. Flo tuy có ái lực electron bé hơn clo nhưng do có
năng lượng của liên kết F - F cũng bé hơn so với liên kết C1 - C1 cho nên vẫn
hoạt động hơn clo.

a) Tác dụng với kim loại
F2:oxi hoá được tất cả các kim loại
PTHH
Cl2,Br2: oxi hoá được nhiều kim loại, phản ứng cần đun nóng
PTHH
I2:oxi hố được nhiều kim loại, chỉ xảy ra khi đun nóng hoặc có mặt xúc tác
PTHH
b)Tác dụng với phi kim
Flo có thể tác dụng với tất cả các nguyên tố trừ O và N ; Clo tác dụng với hầu
hết nguyên tố trừ O, N, C và Ir ; Brom tác dụng với số nguyên tố giống như cho
nhưng các phản ứng xảy ra kém mãnh liệt hơn ; lot chỉ tác dụng trực tiếp với
một số nguyên tố ít hơn.
PTHH

c)Tác dụng với hydro:
Với cùng một nguyên tố, phản ứng của các halogen xảy ra theo một mức độ
mảnh liệt giảm dần từ flo đến iot. Ví dụ với hiđro, flo cho phản ứng nổ mạnh
ngay ở nhiệt độ rất thấp (-252°C) :
F₂+ H₂ --> 2HF,
clo cho phản ứng nổ khi được chiếu ánh sáng có giàu tia tử ngoại ở nhiệt độ
thường hoặc khi đun nóng, brom tác dụng ở nhiệt độ cao hơn và không gây nổ,
còn iot cho phản ứng thuận nghịch :

Cl2+H2

2HCl

Br2+H2

2HBr

I2 + H2

2HI

Chiều biến đổi như vậy phù hợp với chiều biến đổi nhiệt tạo thành của các hiđro
H, kJ/mol

HF

HCl

HBr

HI

-288,6

-92,3

-35,98

25,9

Halogenua:

d)Tác dụng với hợp chất có tính khử:
Chú ý: -Halogen có tính oxi hố mạnh hơn đẩy được halogen có tính oxi hố
yếu hơn ra khỏi muối
Một halogen hoạt động có thể tác dụng với muối halogenua giải phóng ra
halogen kém hoạt động hơn. Khi flo khơ có thể đẩy clo ra khỏi muối clorua. Ở
trong dung dịch, clo có thể đẩy brom ra khỏi muối bromua, brom đẩy được iot
ra khỏi iođua :
Ví dụ :
Cl₂+ 2NaBr= Br₂+ 2NaCl
Br₂+ 2NaI = I2 + 2NaBr
Tính chất này phù hợp với sự giảm thế điện cực chuẩn từ flo đến iot. Như đã
biết, quá trình biến các phân tử X, ở trong dung dịch thành anion X- phụ thuộc
vào năng lượng phân li của phân tử thành nguyên tử (năng lượng của liên kết X
- X), ái lực electron và năng lượng hiđrat hóa của anion X

Flo tuy có ái lực electron bé hơn cho nhưng ion F" có năng lượng hiđrat hóa lớn
hơn nhiều so với ion CT cho nên ở trong dung dịch flo là chất oxi hóa mạnh hơn
clo. Cụ thể là thể điện cực chuẩn tiếp tục giảm xuống phù hợp với chiều giảm


năng lượng phân li của phân tử X2 ái lực elctron của nguyên tử X và năng lượng
hiđrat hóa của anion X-.

2.Tính khử
Khả năng khử khơng thể hiện ở flo và clo nhưng tăng lên dần từ brom đến atatin
khi chúng tác dụng với những chất oxi hóa mạnh.

Ví dụ:
5C12+ Br₂ +6H2O = 2HBrO3 + 10HC1
5HOCI+ 2A t+ H₂O 2HATO, + 5HCI

Theo dãy F2-Cl2-Br2-I2 tính khử tăng dần
Cl2 khử được F2
Br2 khử được Cl2
I2 khử được Cl2,Br2

3.Tính tự oxi hố khử
a) Với H2O
Cl2,Br2+H2O
I2 : không tan trong nước nhưng tan trong dung dịch iotua kiềm
Với clo và brom, quá trình oxi hóa nước giải phóng oxi có thể xảy ra được về
mặt nhiệt động học nhưng đòi hỏi những năng lượng hoạt hóa cao hơn cho nên
phản ứng xảy ra theo một hướng khác :
X₂+ 2H2O <==> H3O+ + X- + HOX.
(X = Cl, Br và I)
với hàng số cân bằng K là : 4,2.10-4 đối với Cl, 7,2.10-9 đối với Br, và 2,0.10-13
đối với I2, nghĩa là từ clo đến iot cân bằng chuyển dịch về phía bên trái. Nồng
độ cân bằng của các ion và phân tử ở trong dung dịch bão hòa halogen ở 25°C :

[X2 ]

Cl2

Br2

I2

0,061

0,21

0,0013


[H3O+]=
[HOX]

[X-]= 0,030

1,15.10-3

0,4.10-6

b)Với dung dịch base

TRƯỜNG HỢP ĐẶC BIỆT
Khi tan trong nước, các halogen có tác dụng với nước. Nhìn vào thế điện cực
chuẩn của halogen và thế điện cực chuẩn của oxi ở trong nước :
O₂ + 4e + 4H+ (10-7mol/l) = 2H₂O,

E° = +0,81V.

dễ dàng thấy ngay rằng flo tác dụng mãnh liệt với nước giải phóng oxi :
2F2 + 2H2O = 4H+ + 4F- + O₂

E° = + 2,06V

trong khi iot khơng tác dụng như vậy vì :
2I2 +2H20 = 4H+ + 4I- + O₂,

E° = 0,28V

Iot còn có khả năng tạo nên những hợp chất trong đó iot ở dạng cation. Ví dụ
như trong rượu etylic khan, iot tạo nên iot nitrat I(NO3)3 là hợp chất kém bản
phân hủy ở dưới 0°C :
I2+ AgNO3 = Agl + INO,
3INO, 12+ I(NO3)3
Người ta đã biết được một số hợp chất tương tự bên hơn như I(SO4)3,
I(CH3COO)3, I(CIO4)3, IPO,. Có thể xem những hợp chất này là muối của 13.
Khi điện phản dung dịch các muối đó trong dung mơi không phải là nước, iot
tách ra ở cực âm.