Галогены

Галогены — элементы VIIA-группы.

Простые вещества образованы двухатомными молекулами (F₂, Cl₂, Br₂, I₂). Энергичные окислители. Активность галогенов уменьшается в ряду: F₂ > Cl₂ > Br₂ > I₂.

Имеют молекулярную кристаллическую решетку, легкоплавки и летучи.

• Фтор — светло-желтый газ.
• Хлор — желто-зеленый газ.
• Бром — красно-бурая жидкость.
• Йод — темно-серое твердое вещество с металлическим блеском.

Получение галогенов

Лаборатория

Хлор получают действием концентрированной соляной кислоты на окислители: MnO₂, KMnO₄, PbO₂, K₂Cr₂O₇ и другие:

16HCl + 2KMnO₄ → 5Cl₂↑ + 2MnCl₂ + 2KCl + 8H₂O

Бром и иод получают действием окислителя на бромиды или иодиды в кислой среде:

MnO₂ + 2KBr + 2H₂SO₄ → Br₂ + MnSO₄ + K₂SO₄ + 2H₂O

2NaNO₂ + 2NaI + 2H₂SO₄ → I₂↓ + 2NO + 2NaHSO₄ + 2H₂O

Промышленность

Важнейший способ получения фтора — электролиз расплавов фторидов. В качестве основного источника используется гидрофторид калия KHF₂, фтор выделяется на аноде.

Хлор в промышленности получают электролизом раствора хлорида натрия. Газообразный хлор выделяется на аноде:

2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + H₂ + Cl₂↑

Для получения брома используют реакцию его замещения в бромидах более активным галогеном:

2KBr + Cl₂ → 2KCl + Br₂

Основные источники получения иода — морские водоросли и нефтяные буровые воды:

2NaI + MnO₂ + 3H₂SO₄ → I₂↓ + 2NaHSO₄ + MnSO₄ + 2H₂O

Химические свойства

С водородом

H₂ + F₂ → 2HF (со взрывом)

H₂ + Cl₂ → 2HCl (на свету)

H₂ + Br₂ → 2HBr (t°C)

H₂ + I₂ ⇄ 2HI - Q(t°C) — равновесие смещено в сторону реагентов

С неметаллами

С кислородом и азотом реагирует только фтор.

O₂ + 2F₂ → 2OF₂

N₂ + 3F₂ → 2NF₃

2Р + 5F₂ → 2PF₅

2P + 3Cl₂(нед) → 2PCl₃

Si + 2F₂ → SiF₄

С металлами

2Na + Cl₂ → 2NaCl

2Al + 3Br₂ → 2AlBr₃

Взаимное замещение

Более активный галоген вытесняет менее активный галоген из галогенида и галогеноводородов.

2KI + Br₂ → 2KBr + I₂

2HBr + Cl₂ → 2HCl + Br₂

• F₂ — вытесняет Cl₂, Br₂, I₂.
• Cl₂ — вытесняет Br₂, I₂.
• Br₂ — вытесняет I₂.

С водой

2F₂ + 2H₂O → 4HF + O₂ («поджигает» воду)

Cl₂ + H₂O ⇄ HClO + HCl (хлорная вода)

Br₂ + H₂O ⇄ HBrO + HBr (бромная вода)

I₂ + 2H₂O ≠

Со щелочами

3Cl₂ + 6KOH → 5KCl + KClO₃ + 3Н₂ (t°C)

Cl₂ + NaOH → NaCl + NaClO + H₂O (на холоде)

2Cl₂ + 2Ca(OH)₂ → CaCl₂ + Ca(ClO)₂ + 2H₂O