Определяне на едно или повече вещества въз основа на качествени реакции. §5

Решаването на качествени проблеми за идентифициране на вещества, открити в бутилки без етикети, включва извършването на редица операции, резултатите от които могат да се използват, за да се определи кое вещество е в конкретна бутилка.

Първият етап от решението е мисловен експеримент, който представлява план за действие и очакваните резултати от него. За записване на мисловен експеримент се използва специална таблица-матрица, в която формулите на веществата, които се определят, са посочени хоризонтално и вертикално. На места, където се пресичат формулите на взаимодействащи вещества, се записват очакваните резултати от наблюденията: - отделяне на газ, - утаяване, промени в цвета, миризма или липса на видими промени. Ако според условията на проблема е възможно да се използват допълнителни реактиви, тогава е по-добре да се запишат резултатите от тяхното използване, преди да се състави таблицата - по този начин броят на веществата, които трябва да се определят в таблицата, може да бъде намален.
Следователно решението на проблема ще се състои от следните стъпки:
- предварително обсъждане на индивидуалните реакции и външни характеристики на веществата;
- записване на формули и очаквани резултати от реакции по двойки в таблица,
- провеждане на експеримент в съответствие с таблицата (при експериментална задача);
- анализ на резултатите от реакцията и съотнасянето им с конкретни вещества;
- формулиране на отговора на проблема.

Трябва да се подчертае, че мисловният експеримент и реалността не винаги напълно съвпадат, тъй като реалните реакции протичат при определени концентрации, температури и осветление (например при електрическа светлина AgCl и AgBr са идентични). Един мисловен експеримент често пропуска много малки детайли. Например, Br 2 /aq е идеално обезцветен с разтвори на Na 2 CO 3, Na 2 SiO 3, CH 3 COONa; образуването на утайка Ag 3 PO 4 не се случва в силно кисела среда, тъй като самата киселина не дава тази реакция; глицеролът образува комплекс с Cu (OH) 2, но не образува с (CuOH) 2 SO 4, ако няма излишък от алкали и т.н. Реалната ситуация не винаги е в съответствие с теоретичната прогноза и в тази глава има „идеалните“ матрични таблици и „реалностите“ понякога ще бъдат различни. И за да разберете какво наистина се случва, потърсете всяка възможност да работите с ръцете си експериментално в урок или избираем (помнете изискванията за безопасност).

Пример 1.Номерираните бутилки съдържат разтвори на следните вещества: сребърен нитрат, солна киселина, сребърен сулфат, оловен нитрат, амоняк и натриев хидроксид. Без да използвате други реактиви, определете коя бутилка съдържа разтвора на кое вещество.

Решение.За да решим задачата, ще съставим матрична таблица, в която ще впишем в съответните квадратчета под диагонала, който я пресича, данните от наблюдението на резултатите от сливането на вещества от една епруветка с друга.

Наблюдение на резултатите от последователното изливане на съдържанието на някои номерирани епруветки във всички останали:

1 + 2 - образува се бяла утайка; ;
1 + 3 - не се наблюдават видими промени;

вещества	1. AgNO 3,	2. HCl	3. Pb(NO 3) 2,	4.NH4OH	5.NaOH
1. AgNO3	X	AgCl бяло	-	утайката, която пада, се разтваря	Ag 2 O кафяво
2. HCl	бяло	X	PbCl 2 бял,	-	_
3. Pb(NO 3) 2	-	бял PbCl 2	X	Pb(OH) 2 мътност)	Pb(OH) 2 бяло
4.NH4OH	-	-	(мътност)		-
S.NaOH	кафяво	-	бяло	-	X

1 + 4 - в зависимост от реда, в който се източват разтворите, може да се образува утайка;
1 + 5 - образува се кафява утайка;
2+3 - образува се бяла утайка;
2+4 - не се наблюдават видими промени;
2+5 - не се наблюдават видими промени;
3+4 - наблюдава се помътняване;
3+5 - образува се бяла утайка;
4+5 - не се наблюдават видими промени.

Нека по-нататък запишем уравненията на протичащите реакции в случаите, когато се наблюдават промени в реакционната система (емисия на газ, утайка, промяна на цвета) и въведете формулата на наблюдаваното вещество и съответния квадрат на матричната таблица над диагонала който го пресича:

I. 1+2:	AgNO3 + HCl		AgCl + HNO3;
II. 1+5:	2AgNO3 + 2NaOH		Ag2O + 2NaNO3 + H2O;
			кафяв (2AgOH Ag 2 O + H 2 O)
III. 2+3:	2HCl + Pb(NO 3) 2		PbCl2 + 2HNO3;
			бяло
IV. 3+4:	Pb(NO 3) 2 + 2NH 4 OH		Pb(OH)2 + 2NH4NO3;
			облачност
V.3+5:	Pb(NO 3) 2 + 2NaOH		Pb(OH) 2 + 2NaNO 3
			бяло

(когато оловен нитрат се добави към излишната основа, утайката може незабавно да се разтвори).
Така на базата на пет експеримента различаваме веществата в номерираните епруветки.

Пример 2. Осем номерирани епруветки (от 1 до 8) без надписи съдържат сухи вещества: сребърен нитрат (1), алуминиев хлорид (2), натриев сулфид (3), бариев хлорид (4), калиев нитрат (5), фосфат калий (6), както и разтвори на сярна (7) и солна (8) киселини. Как, без никакви допълнителни реагенти, различни от вода, можете да различите тези вещества?

Решение. Първо, нека разтворим твърдите вещества във вода и да отбележим епруветките къде са се озовали. Нека създадем матрична таблица (както в предишния пример), в която ще въведем данни от наблюдения на резултатите от сливането на вещества от една епруветка с друга под и над диагонала, който я пресича. От дясната страна на таблицата ще въведем допълнителна колона „Общ резултат от наблюдението“, която ще попълним след завършване на всички експерименти и сумиране на резултатите от наблюденията хоризонтално отляво надясно (вижте например стр. 178). ).

1+2:	3AgNO3 + A1C1,		3AgCl бяло	+ Al(NO3)3;
1 + 3:	2AgNO3 + Na2S		Ag 2 S черен	+ 2NaNO3;
1 + 4:	2AgNO3 + BaCl2		2AgCl бяло	+ Ba(NO3)2;
1 + 6:	3AgN0 3 + K 3 PO 4		Ag 3 PO 4 жълто	+ 3KNO3;
1 + 7:	2AgNO3 + H2SO4		Ag,SO 4 бяло	+ 2HNOS;
1 + 8:	AgNO3 + HCl		AgCl бяло	+ HNO3;
2 + 3:	2AlCl3 + 3Na2S + 6H2O		2Al(OH)3,	+ 3H2S + 6NaCl;
		(Na 2 S + H 2 O NaOH + NaHS, хидролиза);
2 + 6:	AlCl3 + K3PO4		A1PO 4 бяло	+ 3KCl;
3 + 7:	Na 2 S + H 2 SO 4		Na2SO4	+H2S
3 + 8:	Na2S + 2HCl		-2NaCl	+H2S;
4 + 6:	3BaCl2 + 2K3PO4		Ba 3 (PO 4) 2 бяло	+ 6KC1;
4 + 7	BaCl2 + H2SO4		BaSO 4 бяло	+ 2HC1.

Видими промени не настъпват само при калиев нитрат.

Въз основа на броя пъти, в които се образува утайка и се отделя газ, всички реагенти се идентифицират уникално. В допълнение, BaCl 2 и K 3 PO 4 се отличават с цвета на утайката с AgNO 3: AgCl е бял, а Ag 3 PO 4 е жълт. В този проблем решението може да е по-просто - всеки от киселинните разтвори ви позволява незабавно да изолирате натриев сулфид, който определя сребърен нитрат и алуминиев хлорид. Сред останалите три твърди вещества бариевият хлорид и калиевият фосфат се определят от сребърен нитрат; солната и сярната киселина се отличават от бариевия хлорид.

Пример 3. Четири немаркирани епруветки съдържат бензен, хлорхексан, хексан и хексен. Като използвате минималните количества и брой реактиви, предложете метод за определяне на всяко от посочените вещества.

Решение. Определяните вещества не реагират помежду си; няма смисъл да се съставя таблица на реакциите по двойки.
Има няколко метода за определяне на тези вещества, един от тях е даден по-долу.
Само хексенът веднага обезцветява бромната вода:

C 6 H 12 + Br 2 = C 6 H 12 Br 2.

Хлорхексанът може да се разграничи от хексана чрез преминаване на техните продукти от горенето през разтвор на сребърен нитрат (в случая на хлорхексан се утаява бяла утайка от сребърен хлорид, неразтворима в азотна киселина, за разлика от сребърния карбонат):

2C 6 H 14 + 19O 2 = 12CO 2 + 14H 2 O;
C 6 H 13 Cl + 9O 2 = 6 CO 2 + 6 H 2 O + HC1;
HCl + AgNO 3 = AgCl + HNO 3.

Бензенът се различава от хексана при замръзване в ледена вода (C 6 H има 6 mp. = +5,5 ° C, а C 6 H има 14 mp. = -95,3 ° C).

1. Равни обеми се изсипват в две еднакви чаши: едната с вода, другата с разреден разтвор на сярна киселина. Как можете да различите тези течности, без да имате химически реактиви под ръка (не можете да вкусите разтворите)?

2. Четири епруветки съдържат прахове от меден (II) оксид, железен (III) оксид, сребро и желязо. Как да разпознаете тези вещества, като използвате само един химичен реагент? Разпознаване от външен видизключени.

3. Четири номерирани епруветки съдържат сух меден (II) оксид, сажди, натриев хлорид и бариев хлорид. Как, използвайки минимално количество реактиви, можете да определите коя епруветка какво вещество съдържа? Обосновете отговора си и го потвърдете с уравненията на съответните химични реакции.

4. Шест немаркирани епруветки съдържат безводни съединения: фосфорен (V) оксид, натриев хлорид, меден сулфат, алуминиев хлорид, алуминиев сулфид, амониев хлорид. Как можете да определите съдържанието на всяка епруветка, ако всичко, което имате, е набор от празни епруветки, вода и горелка? Предложете план за анализ.

5 . Четири немаркирани епруветки съдържат водни разтвори на натриев хидроксид, солна киселина, поташ и алуминиев сулфат. Предложете начин за определяне на съдържанието на всяка епруветка без използване на допълнителни реактиви.

6 . Номерираните епруветки съдържат разтвори на натриев хидроксид, сярна киселина, натриев сулфат и фенолфталеин. Как да различим тези разтвори, без да използваме допълнителни реактиви?

7. Ненадписаните буркани съдържат следните отделни вещества: прахове от желязо, цинк, калциев карбонат, калиев карбонат, натриев сулфат, натриев хлорид, натриев нитрат, както и разтвори на натриев хидроксид и бариев хидроксид. Нямате други химически реактиви на ваше разположение, включително вода. Направете план за определяне на съдържанието на всеки буркан.

8 . Четири номерирани буркана без етикети съдържат твърд фосфорен (V) оксид (1), калциев оксид (2), оловен нитрат (3), калциев хлорид (4). Определете кой буркан съдържа всеки отот посочените съединения, ако е известно, че веществата (1) и (2) реагират бурно с вода, а веществата (3) и (4) се разтварят във вода и получените разтвори (1) и (3) могат да реагират с всички други разтвори с образуване на утайка.

9 . Пет епруветки без етикети съдържат разтвори на хидроксид, сулфид, хлорид, натриев йодид и амоняк. Как да определим тези вещества с помощта на един допълнителен реактив? Дайте уравнения за химичните реакции.

10. Как да разпознаете разтворите на натриев хлорид, амониев хлорид, бариев хидроксид, натриев хидроксид, съдържащи се в съдове без етикети, като използвате само тези разтвори?

11. . Осем номерирани епруветки съдържат водни разтвори на солна киселина, натриев хидроксид, натриев сулфат, натриев карбонат, амониев хлорид, оловен нитрат, бариев хлорид и сребърен нитрат. С помощта на индикаторна хартия и извършване на всякакви реакции между разтвори в епруветки, определете какво вещество се съдържа във всяка от тях.

12. Две епруветки съдържат разтвори на натриев хидроксид и алуминиев сулфат. Как да ги различим, ако е възможно, без използването на допълнителни вещества, само с една празна епруветка или дори без нея?

13. Пет номерирани епруветки съдържат разтвори на калиев перманганат, натриев сулфид, бромна вода, толуен и бензен. Как можете да ги различите, като използвате само посочените реактиви? Използвайте техните характерни черти, за да откриете всяко от петте вещества (посочете ги); дайте план за анализа. Напишете диаграми на необходимите реакции.

14. Шест неназовани бутилки съдържат глицерин, воден разтвор на глюкоза, бутиралдехид (бутанал), 1-хексен, воден разтвор на натриев ацетат и 1,2-дихлороетан. Само с безводен натриев хидроксид и меден сулфат като допълнителни химикали, определете какво има във всяка бутилка.

1. За да определите вода и сярна киселина, можете да използвате разликата във физичните свойства: точки на кипене и замръзване, плътност, електрическа проводимост, индекс на пречупване и др. Най-силната разлика ще бъде в електрическата проводимост.

2. Добавете солна киселина към праховете в епруветките. Среброто няма да реагира. Когато желязото се разтвори, ще се отдели газ: Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2
Железният (III) оксид и медният (II) оксид се разтварят без отделяне на газ, образувайки жълто-кафяви и синьо-зелени разтвори: Fe 2 O 3 + 6HCl = 2FeCl 3 + 3H 2 O; CuO + 2HCl = CuCl 2 + H 2 O.

3. CuO и C са черни, NaCl и BaBr 2 са бели. Единственият реагент може да бъде например разредена сярна киселина H 2 SO 4:

CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O (син разтвор); BaCl2 + H2SO4 = BaSO4 + 2HCl (бяла утайка).
Разредената сярна киселина не взаимодейства със сажди и NaCl.

4 . Поставете малко количество от всяко вещество във вода:

CuSO 4 +5H 2 O = CuSO 4 5H 2 O	(образува се син разтвор и кристали);
Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 S	(образува се утайка и се отделя газ с неприятна миризма);
AlCl 3 + 6H 2 O = A1C1 3 6H 2 O + Q AlCl 3 + H 2 O AlOHCl 2 + HCl AlOHC1 2 + H 2 0 = Al (OH) 2 Cl + HCl A1(OH) 2 C1 + H 2 O = A1(OH) 2 + HCl	(възниква бурна реакция, образуват се утайки от основни соли и алуминиев хидроксид);
P 2 O 5 + H 2 O = 2HPO 3 HPO 3 +H 2 O = H 3 PO 4	(бурна реакция с освобождаване голямо количествонагряване, образува се бистър разтвор).

Две вещества - натриев хлорид и амониев хлорид - се разтварят, без да реагират с вода; те могат да бъдат разграничени чрез нагряване на сухите соли (амониевият хлорид сублимира без остатък): NH 4 Cl NH 3 + HCl; или по цвета на пламъка с разтвори на тези соли (натриевите съединения оцветяват пламъка в жълто).

5. Нека направим таблица на двойните взаимодействия на посочените реагенти

вещества	1.NaOH	2 НС1	3. K 2 CO 3	4. Al 2 (SO 4) 3	Общ резултатнаблюдения
1, NaOH		-	-	Al(OH)3	1 утайка
2. NS1	_		CO2	__	1 газ
3. K 2 CO 3	-	CO2		Al(OH)3 CO2	1 утайка и 2 газове
4. Al 2 (S0 4) 3	A1(OH) 3	-	A1(OH) 3 CO2		2 утайки и 1 газ
NaOH + HCl = NaCl + H2O
K 2 CO 3 + 2HC1 = 2KS1 + H 2 O + CO 2

3K 2 CO 3 + Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O = 2 Al (OH) 3 + 3CO 2 + 3K 2 SO 4;

Въз основа на представената таблица всички вещества могат да бъдат определени по броя на валежите и отделянето на газ.

6. Всички разтвори се смесват по двойки. В двете останали епруветки се добавят малинови цветове. Там, където цветът изчезва, е сярна киселина, в другия - натриев сулфат. Остава да се направи разлика между NaOH и фенолфталеин (епруветки 1 и 2).
A. От епруветка 1 добавете капка разтвор към голямо количество разтвор 2.
B. От епруветка 2 се добавя капка разтвор към голямо количество разтвор 1. И в двата случая цветът е пурпурен.
Добавете 2 капки разтвор на сярна киселина към разтвори А и Б. Там, където цветът изчезва, се съдържа капка NaOH. (Ако цветът изчезне в разтвор А, тогава NaOH - в епруветка 1).

вещества	Fe	Zn	CaCO 3	K 2 CO 3	Na2SO4	NaCl	NaNO3
Ba(OH) 2				утайка	утайка	решение	решение
NaOH		възможно отделяне на водород		решение	решение	решение	решение
Няма утайка в случай на две соли във Ba(OH) 2 и в случай на четири соли в NaOH	тъмни прахове (алкалноразтворими - Zn, алкално неразтворими - Fe)		CaCO 3 дава утайка и с двете алкали	даде една утайка, се различават по цвета на пламъка: K + - виолетово, Na + - жълто		няма валежи; се различават по поведение при нагряване (NaNO 3 се топи и след това се разлага, за да освободи O 2, след това NO 2

8 . Реагират бурно с вода: P 2 O 5 и CaO с образуването съответно на H 3 PO 4 и Ca (OH) 2:

P 2 O 5 + 3H 2 O = 2H 3 PO 4, CaO + H 2 O = Ca(OH) 2.
Веществата (3) и (4) - Pb(NO 3) 2 и CaCl 2 - се разтварят във вода. Разтворите могат да реагират един с друг, както следва:

вещества	1. N 3 RO 4	2. Ca(OH) 2,	3. Pb(NO 3) 2	4.CaCl2
1. N 3 RO 4		CaHPO 4	PbHPO4	CaHPO 4
2. Ca(OH) 2	SaNRO 4		Pb(OH)2	-
3. Pb(NO 3) 2	PbNPO 4	Pb(OH)2		РbСl 2
4. CaC1 2	CaHPO 4		PbCl2

Така разтвор 1 (H 3 PO 4) образува утайки с всички други разтвори при взаимодействие. Разтвор 3 - Pb(NO 3) 2 също образува утайки с всички други разтвори. Вещества: I -P 2 O 5, II -CaO, III -Pb(NO 3) 2, IV-CaCl 2.
Като цяло, появата на повечето утайки ще зависи от реда, в който разтворите се оттичат и излишъка на един от тях (в голям излишък на H 3 PO 4, оловните и калциевите фосфати са разтворими).

9. Проблемът има няколко решения, две от които са дадени по-долу.
А.Добавете разтвор на меден сулфат към всички епруветки:
2NaOH + CuSO 4 = Na 2 SO 4 + Cu(OH) 2 (синя утайка);
Na 2 S + CuSO 4 = Na 2 SO 4 + CuS (черна утайка);
NaCl + CuSO 4 (без промени в разреден разтвор);
4NaI+2CuSO 4 = 2Na 2 SO 4 + 2CuI+I 2 (кафява утайка);
4NH 3 + CuSO 4 = Cu(NH 3) 4 SO 4 (син разтвор или синя утайка, разтворима в излишък от разтвор на амоняк).

b.Добавете разтвор на сребърен нитрат към всички епруветки:
2NaOH + 2AgNO 3 = 2NaNO 3 + H 2 O + Ag 2 O (кафява утайка);
Na 2 S + 2AgNO 3 = 2NaNO 3 + Ag 2 S (черна утайка);
NaCl + AgNO 3 = NaNO 3 + AgCl (бяла утайка);
NaI + AgNO 3 = NaNO 3 + AgI (жълта утайка);
2NH3 + 2AgNO3 + H2O = 2NH4NO3 + Ag2O (кафява утайка).
Ag 2 O се разтваря в излишък от разтвор на амоняк: Ag 2 0 + 4NH 3 + H 2 O = 2OH.

10 . За да разпознаете тези вещества, всички разтвори трябва да реагират един с друг:

вещества	1. NaCl	2.NH4C1	3. Ba(OH),	4. NaOH	Общ резултат от наблюдение
1. NaCl		___	_	_	не се наблюдава взаимодействие
2.NH4CI	_	X	NH 3	NH 3	в два случая се отделя газ
3. Ba(OH) 2	-	NH 3	X	-
4. NaOH	-	NH 3	-	X	в един случай се отделя газ

NaOH и Ba(OH) 2 могат да бъдат разграничени по различните си цветове на пламъка (Na+ е жълт, а Ba 2+ е зелен).

11. Определете киселинността на разтворите с помощта на индикаторна хартия:
1) кисела среда -HCl, NH 4 C1, Pb(NO 3) 2;
2) неутрална среда - Na 2 SO 4, BaCl 2, AgNO 3;
3) алкална среда - Na 2 CO 3, NaOH. Да направим маса.

Задача 9-1.

Две колби се уравновесяват на везните, в които се наливат 100 ml от същия разтвор на сярна киселина. В една от колбите се капва 1 g алуминий, който се разтваря напълно. Каква маса магнезиев карбонат трябва да се добави във втората колба, за да се възстанови нарушеното равновесие?
Каква трябва да бъде минималната моларна концентрация на киселина в използвания разтвор, за да бъде еднозначно това заключение? (10 точки).

Задача 9-2.

Най-старият бял пигмент, достигнал до нас в произведения на стативната живопис, формално се състои от две свързани съединения на един и същ двувалентен метал; моларното съотношение на съединенията в пигмента е 1:2. И двете съединения се разтварят в азотна киселина, докато едно от тях не отделя газ.

Когато 15,5 g пигмент се разтварят в азотна киселина, се отделят 896 ml газ (n.s.) с водородна плътност 22, ако полученият разтвор се третира с излишък от разтвор на натриев сулфат, тогава може да се получи 18,18 g утайка. Задайте пигментния състав. (10 точки)

Задача 9-3.

Хлорофилът е важен пигмент, който осигурява зеления цвят на листата на растенията и процеса на фотосинтеза. Когато 89,2 mg хлорофил се изгори в излишък на кислород, се образуват следните четири вещества: 242 mg от газа, който газира напитките, 64,8 mg от течността, която формира основата на тези напитки, 5,6 mg газ, който е най-разпространен в земната атмосфера и 4,00 mg бял прах, който е метален оксид, в който броят на протоните в ядрото на атома е 6 пъти по-голям от броя на електроните във външния слой на електронната обвивка.

Въпроси:
а) Какви вещества се образуват при изгарянето на хлорофила?
б) Какви химични елементи влизат в неговата молекула? Намерете техните маси
в) Изчислете формулата на хлорофила, като вземете предвид, че неговата молекула съдържа един метален атом.
г) Напишете уравнението за реакцията на горене на хлорофила.
д) Хлорофилът съдържа ли хлор? Какво е общото между тях?

(10 точки)

Задача 9-4.

Дадена ви е смес от следните сухи соли: амониев сулфат, меден сулфат, цинков сулфат и бариев сулфат. Освен това имате на разположение вода, разредени разтвори на калий каустик и сярна киселина и необходимото лабораторно оборудване.

Напишете описание на работата по разделяне на сместа и получаване на оригиналните соли в чист вид.

Запишете уравненията за реакциите, които ще извършите в този случай.

(10 точки)

Направете списък с минималното необходимо оборудване.

Четири епруветки съдържат прозрачни разтвори на четири вещества с концентрация 0,1 mol/L. Известно е, че в тези разтвори могат да се открият водородни, цинкови, бариеви и натриеви катиони и хлоридни, сулфатни и карбонатни аниони. Известно е също, че хлоридният йон присъства само в един разтвор.

1) Какви вещества могат да бъдат във всяка епруветка? Предложеният вариант единствен ли е? Обяснете избора си.

2) Опишете последователността от действия, които ви позволяват да определите какво вещество има във всяка епруветка, без да прибягвате до помощта на други реактиви.

3) Напишете уравненията на реакциите, които предлагате, в молекулярна и йонна форма и посочете признаците на тяхното протичане.

(10 точки)

Общо 50 точки.

Халогеноводороди и халогеноводородни киселини. Всички водородни халогениди (общата им формула може да бъде записана като NG) са безцветни газове с остра миризма и са токсични. Те се разтварят много добре във вода и димят във влажен въздух, тъй като привличат водните пари във въздуха, образувайки мъглив облак.

Фигура 93 илюстрира експеримент, който ясно показва добрата разтворимост на хлороводорода във вода (при нормални условия около 500 от неговите обеми се разтварят в един обем вода).

ориз. 93.
Разтваряне на хлороводород във вода:
а - в началото на експеримента; b - известно време след възникването му

Разтворите на халогеноводороди във вода са киселини, това са HF - флуороводородна или флуороводородна киселина, HCl - солна или солна киселина, HBr - бромоводородна киселина, HI - йодоводородна киселина. Тяхната способност за електролитна дисоциация с образуването на водородни катиони нараства от HF до HI.

Най-силната от халогеноводородните киселини е йодоводородна киселина, а най-слабата е флуороводородна киселина. Голяма химическа сила H-F връзки(следователно флуороводородната киселина се дисоциира слабо във вода) се дължи на малкия размер на F атома и съответно на малкото разстояние между ядрата на водородните и флуорните атоми. Тъй като атомният радиус се увеличава от F към I, това се увеличава разстояние N-G, силата на молекулите намалява и съответно се увеличава способността за електролитна дисоциация.

Технически най-важни са хлороводородът и солната киселина. В промишлеността хлороводородът се произвежда чрез синтез от водород и хлор:

Н2 + С12 = 2НС1.

В лабораторни условия за получаване на хлороводород се използва реакция чрез нагряване (фиг. 94):

ориз. 94.
Получаване на хлороводород

Необратимото протичане на тази реакция се улеснява от летливостта на HCl.

Солната киселина е безцветна течност, която дими във въздуха и е малко по-тежка от водата. Това е типична киселина, която реагира с метали, метални оксиди и хидроксиди и соли (дайте уравнения за съответните реакции и ги характеризирайте в светлината на теорията на електролитната дисоциация и процесите на окисление и редукция, където това се случва).

Солната киселина се използва широко в промишлеността (фиг. 95).

ориз. 95.
Приложение на солна киселина:
1 - почистване на повърхността на металите; 2 - запояване; 3 - получаване на соли; 4 - производство на пластмаси и други синтетични материали; 5 - получаване на лекарства; 6 - производство на боя

Соли на халогеноводородни киселини. Халоводородните киселини образуват соли: флуориди, хлориди, бромиди и йодиди. Хлоридите, бромидите и йодидите на много метали са силно разтворими във вода.

За да определите хлоридните, бромидните и йодидните йони в разтвора и да ги разграничите, използвайте реакцията със сребърен нитрат AgNO 3 (фиг. 96). В резултат на реакцията на хлориди (и самата солна киселина) с този реагент се утаява бяла сиренеста утайка от сребърен хлорид AgCl, съкратеното йонно уравнение на тази реакция се записва, както следва:

Ag + + Cl - = AgCl↓.

ориз. 96.
Качествени реакции към халидни йони (Cl -, Br -, I -)

При реакции с бромоводородна киселина и нейните соли и с йодоводородна киселина и нейните соли също се образуват утайки, но само жълти на цвят, които се различават по нюанси:

Лабораторен опит No26
Качествена реакция към халогенни йони

Но за разпознаването на флуороводородна киселина и нейните соли (флуориди) сребърният нитрат е неподходящ като реагент, тъй като полученият сребърен флуорид AgF е разтворим във вода. За да докажете наличието на F - флуоридни йони в разтвора, можете да използвате реакцията с калциеви йони Ca 2+, тъй като калциевият флуорид CaF 2 се утаява (фиг. 97).

ориз. 97.
Качествена реакция на флуориден йон F -

Флуороводородната киселина получи името си поради уникалното си свойство: когато взаимодейства със силициев (IV) оксид, който е част от стъклото, изглежда го разтопява:

SiO 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2 O.

Тази реакция се използва за изработване на надписи и дизайни върху стъкло. Тънък слой парафин се нанася върху стъклото, върху него се надрасква дизайн и след това продуктът се потапя в разтвор на флуороводородна киселина. Така например литовският художник М. Чюрлионис създава около 30 произведения на изкуството (фиг. 98).

ориз. 98.
Репродукции на картини на М. К. Чюрльонис (1875-1911) от цикъла „Зима“. 1907 г

Халогени в природата. Халогените съществуват в природата само в свързано състояние. Сред тях най-често срещаните са хлор (0,19% от теглото на земната кора) и флуор (0,03%).

Най-важното естествено хлорно съединение е халитът NaCl (фиг. 99), с който се запознахте подробно миналата година. Халитът се добива чрез добив на находища на каменна сол - твърд натриев хлорид.

ориз. 99.
Каменна сол

В допълнение към халита се среща естествен калиев хлорид KCl. Това са минералите силвин (фиг. 100) и силвинит (смес от KCl и NaCl, чийто състав се отразява с формулата KCl NaCl).

ориз. 100.
Силвин

Естественият флуорен минерал е флуорит или флуорит CaF 2 (фиг. 101).

ориз. 101.
Флуорит

Бромът и йодът са микроелементи и не образуват собствени минерали. Тези елементи са концентрирани във водите на океаните и моретата, във водите на сондажни кладенци, както и във водораслите (фиг. 102).

ориз. 102.
Водораслите келп са богати на йод

Нови думи и понятия

1. Халогеноводороди.
2. Халоводородни киселини: флуороводородна или флуороводородна, солна или хлороводородна, бромоводородна, йодоводородна.
3. Халогениди: флуориди, хлориди, бромиди, йодиди. Качествени реакции към халогенни йони.
4. Природни халогенни съединения: халит, силвин, силвинит, флуорит.

Задачи за самостоятелна работа