double arrow

Свойства оксокислот хлора


Таблица 6. Оксиды галогенов.

Оксиды галогенов.

Большинство оксидов галогенов неустойчивы и получаются косвенным путем, так как галогены с кислородом не взаимодействуют.Известны следующие оксиды галогенов (табл.6).

Степень окисления +1 +4 +5 +6 +7
F F2O - - - -
Сl Cl2O ClO2 - Cl2O6 Cl2O7
Br Br2O BrO2 - BrO3 Br2O7
I - I2O4 I2O5 - I2O7

Оксиды галогенов (I). Молекулы оксидов Х2О (Х = F, Cl, Br) имеют угловое строение:

X = F; = 103.20; ;
X = Cl; =110.90 ;

F2O (иногда его называют дифторидом кислорода)- бесцветный газ (т.пл. -2240С, т.кип. -1450С), который может быть получен при пропускании фтора через 2%-ный водный раствор NaOH:

2F2 + 2NaOH = F2О­ + 2NaF +H2O.

При увеличении концентрации NaOН выход F2O уменьшается из-за протекания побочной реакции:

F2О + 2NaOH = O+ 2NaF + H2O ,

то есть вместо F2O наблюдается выделение кислорода.

Оксид хлора (I)Cl2O - желто-коричневый газ (т.пл. -1160С, т.кип. 40С).

Его получают, пропуская ток хлора через трубку со свежеосажденным и затем высушенным оксидом ртути (II):

2HgO + 2Cl2 Hg2OСl2 + Cl2.

Образующийся Cl2O конденсируют при температуре -60оС. Соединение крайне неустойчиво, при повышенной температуре разлагается со взрывом.

Cl2O хорошо растворим в воде (при 0оС 1 об.H2O растворяет 200 об. Cl2O), его водный раствор проявляет свойства слабой кислоты:

H2O + Cl2O = 2HClO.

Оксид брома (I) Br2O напоминает по свойствам и методу синтеза Cl2O.

Диоксиды ClO2 и BrO2. Диоксид хлора ClO2 при стандартных условиях - желтый газ (т.пл.-600С, т.кип. 100С). Это единственный из оксидов галогенов, который используется в промышленности, например, как отбеливающее вещество. В технике его получают пропусканием SO2 в подкисленный раствор хлората натрия:




2NaClO3 + SO2 + H2SO4 = 2NaHSO4 + 2ClO.

В лабораторных условиях ClO2 синтезируют из хлората KClO3 и влажной щавелевой кислоты в присутствии концентрированной серной кислоты:

2KClO3 + H2C2O4 +H2SO4 = K2SO4 +2ClO+ 2CO+2H2O.

Образующийся ClO2 разбавлен CO2 , что снижает вероятность взрыва. Если же использовать концентрированную H2SO4 и KClO3, то реакция становится взрывоопасной:

3KClO3 +3H2SO4,конц. = 3KHSO4 +2ClO+ HClO4 +Н2О.

Работать с ClO2 нужно крайне осторожно: он взрывается от внезапного механического воздействия, введения в систему восстановителя (резиновая пробка), при нагревании до 100оС.

Молекулы ClO2 и BrO2 имеют угловое строение: ОСlО = 117.60, l(Cl-O) = 1.47 . В щелочной среде ClO2 диспропорционирует

2ClO2 + 2NaOH = NaClO2 + NaClO3 + H2O



(см.также рис.6).

BrO2 (т.пл. -400С) - неустойчивый оксид и выше -400С разлагается:

.

I2O4 - желтое кристаллическое вещество, построенное из ионов IO+ и IO-3 . При нагревании выше 1000С разлагается на I2 и O2.

Оксид хлора (VI) Cl2O6-красная маслообразная жидкость (т.пл. 3.50С, т.кип. 2030С), взрывоопасная, легко разлагается на ClO2 и O2. В твердой фазе построен из ионов и . Является смешанным ангидридом кислот HClO3 и HClO4.

Cl2O6 + H2O = HClO3 + HClO4.

Образуется при окислениии ClO2 озоном:

.

Оксид иода (V) I2O5 - белое твердое вещество (т.пл. 3000С), единственный термодинамически устойчивый из оксидов галогенов. Твердый оксид I2O5 состоит из молекул O2IOIO2,, связанных между собой слабым межмолекулярным взаимодействием. Получают I2O5 дегидратацией HIO3 при 200-2500С в потоке сухого воздуха. I2O5 используется как окислитель в количественном анализе для определения СО:

5СО + I2O5 I2 + 5CO2.

Выделяющийся в эквивалентном количестве иод определяют титрованием тиосульфатом.

Оксид хлора (VII) Cl2O7 - маслянистая бесцветная жидкость (т.пл.-930С, т.кип. 800С), легко взрывается. Молекула Cl2O7 построена из двух тетраэдров ClO4, имеющих общую вершину. Cl2O7 - ангидрид хлорной кислоты HClO4. Его получают дегидратацией концентрированной хлорной кислоты с помощью P2O5 с последующей осторожной перегонкой в вакууме:

6HClO4 + P2O5 3Cl2O7 + 2H3PO4.

9.1. Особенности строения и прочность связи Cl-O в оксоанионах.

В водных растворах оксокислоты хлора диссоциируют, многие из них известны только в растворе, поэтому, за исключением слабой HClO, имеет смысл сравнивать строение (cтроение газообразной HClO4установлено электронографически: атомы кислорода расположены в вершинах искаженного тетраэдра) и свойства оксоанионов. В ряду HClO-HClO2--HClO3-HClO4 пространственное строение анионов изменяется (табл.7) от линейного в случае до тетраэдрического в .






Сейчас читают про: