Галогены

Многие органические красители под действием хлора обесцвечиваются. Это свойство хлора используется для отбеливания тканей. Нальем в стакан органического красителя синего цвета. Опустим в раствор полоску хлопчатобумажной ткани. Извлечем ткань из раствора красителя. Избыток раствора удалим, поместив ткань на лист фильтровальной бумаги. Поместим окрашенную ткань в сосуд с хлором. Через некоторое время ткань обесцвечивается. Обесцвечивает красители не сам хлор, а кислород, выделяющийся при распаде хлорноватистой кислоты. Хлорноватистая кислота образуется в результате взаимодействия хлора с водой:

Cl₂ + H₂O--><-- HCI + HCIO

HCIO--><--HCI + O

Окрашенное сухое полотно в хлоре не обесцвечивается.

Взаимодействие брома с алюминием.wmv

Взаимодействие брома с алюминием

Бром в обычных условиях - тяжелая красно-бурая жидкость. Бром - единственный жидкий неметалл. Бром ядовит, имеет резкий, неприятный, удушливый запах. Бром по свойствам сходен с хлором, но менее активен. легко испаряется, образуя бурые пары. В круглодонную колбу нальем немного брома. Опустим в колбу кусочек алюминиевой фольги. Закроем колбу пробкой с хлоркальциевой трубкой, в которую насыпан активированный уголь. Уголь служит для поглощения паров брома. Через некоторое время алюминий раскаляется и энергично сгорает с образованием бромида алюминия.

2AI + 3 Br₂ = 2 AIBr₃

Взаимодействие галогенидов с хлорной водой.wmv

Взаимодействие галогенидов с хлорной водой

Хлор вытесняет бром и иод из их соединений. Проверим это. Приготовим пробирки с растворами иодида калия, хлорида натрия, бромида натрия. В каждую из пробирок добавляем равный объем хлорной воды. В пробирке с иодидом калия выделился иод,

2KI + Cl₂ = I₂ + 2KCl

в пробирке с бромидом натрия – бром.

2NaBr + Cl₂ = Br₂ + 2NaCl

Мы убедились в том, что хлор вытесняет иод и бром из их солей. В пробирке с хлоридом натрия, конечно, никаких изменений не произошло. Иод и бром в промышленности получают действием хлора на иодиды и бромиды.

Взаимодействие хлора с водородом.wmv

Взаимодействие хлора с водородом

Хлор обладает высокой химической активностью. Он активно взаимодействует с неметаллами. Получим водород в аппарате Киппа. Откроем газовый кран аппарата. Кислота из верхнего резервуара аппарата поступает в нижний резервуар и, соприкасаясь с цинком, выделяет водород. Проверим водород на чистоту. Для этого наполним пробирку водородом. Подожжем водород, находящийся в пробирке. Поднесем пробирку с горящим водородом к газоотводной трубке. Водород, выходящий из трубки, загорается. Опустим газоотводную трубку с горящим водородом в цилиндр, наполненный хлором. Водород продолжает гореть в хлоре. Окраска хлора постепенно исчезает: хлор сгорает. При этом образуется газ хлороводород:

H₂ + CI₂ =2HCI

Поднесем к цилиндру влажную синюю лакмусовую бумагу. Она становится красной: растворяясь в воде, хлороводород образует соляную кислоту.

Взаимодействие хлора с железом.wmv

Взаимодействие хлора с железом

Нагретое железо хорошо взаимодействует с хлором. Нагреем железную проволоку (спираль) в пламени горелки и опустим ее в сосуд, наполненный хлором. В цилиндре появляется бурый дым, состоящий из кристаллов хлорида железа (III).

2 Fe + 3 CI₂ = 2 FeCI₃

Взаимодействие хлора с калием.wmv

Взаимодействие хлора с калием

Хлор активно взаимодействует со щелочными металлами. Кусочек калия извлечем из керосина, на фильтровальной бумаге очистим его от керосина и оксидной пленки. Положим кусочек калия в железную ложку для сжигания веществ и осторожно нагреем. Калий загорается на воздухе. Опустим ложку с калием в сосуд с хлором. Калий энергично сгорает в атмосфере хлора.

2 К + CI₂= 2 КCI

Образуется белый дым хлорида калия.

Взаимодействие хлора с медью.wmv

Взаимодействие хлора с медью

Даже малоактивные металлы энергично взаимодействуют с хлором. Нагреем пучок медной проволоки в пламени горелки и внесем ее в цилиндр, наполненный хлором. Медь раскаляется, взаимодействует с хлором, с кончика проволоки на дно цилиндра начинает капать расплавленный хлорид меди (II):

Сu + CI₂ = CuCI₂

Взаимодействие хлора со скипидаром.wmv

Взаимодействие хлора со скипидаром

Хлор энергично реагирует также с органическими соединениями. Нагреем в пробирке скипидар. И смочим им стеклянную вату. Кусочек ваты опускаем в цилиндр, наполненный хлором. Происходит вспышка – скипидар загорается.

C₁₀H₁₆ + 8CI₂ = 16HCI + 10С

Стенки цилиндра покрываются сажей - в таком виде выделяется углерод.

Возгонка йода.wmv

Возгонка йода

При обычных условиях йод – твердое вещество с молекулярной кристаллической решеткой. (При нормальных условиях: фтор и хлор — газы, бром — жидкость, йод и астат — твёрдые вещества.) Молекулы йода двухатомны I₂. Когда молекулы улетучиваются с поверхности жидкости – это называется испарением. Когда молекулы улетучиваются с поверхности твердого вещества - это называется возгонкой. И при испарении, и при возгонке получаются пары. Фиолетовый дым - это пары йода, на наших глазах при легком нагревании происходит возгонка йода: переход из твердого состояния в газообразное, минуя жидкое. Пары йода поднимаются и оседают на более холодных стенках пробирки в верхней ее части.

Здесь снова образуется твердый йод. Твердый йод становится жидким при 113^оС, жидкий йод закипает при 184^оС.

Качественная реакция на йод

Молекулярный йод I₂можно обнаружить при помощи крахмала. В нашем стакане – крахмальный клейстер. Капля йода окрашивает крахмальный клейстер в синий цвет. Присутствие йода заметно по посинению крахмала, это качественная реакция на йод. Если аптечным йодом капнуть на срез картошки – он станет синим. Картофель содержит крахмал.

Качественные реакции на хлорид-, бромид- и йодид-ионы.wmv

Качественные реакции на хлорид-, бромид- и йодид-ионы

Галогенид-ионы можно определить с помощью нитрата серебра AgNO₃.

Приготовим пробирки с иодидом калия KI, бромидом натрия NaBr, хлоридом натрия NaCl. Добавляем нитрат серебра. В пробирках появляются творожистые осадки нерастворимых галогенидов серебра. Осадок хлорида серебра - белого цвета

NaCl + AgNO₃ = AgCl↓ + NaNO₃

Осадок бромида серебра -бледно-желтого цвета

NaBr + AgNO₃ = AgBr↓+ NaNO₃

Осадок иодида серебра - желтого цвета.

KI + AgNO₃ = AgI↓+ KNO3

Реакция с нитратом серебра – качественная реакция на хлорид-, бромид- и иодид-ионы.

Получение йодида алюминия.wmv

Получение йодида алюминия

Галогены и металлы активно взаимодействуют. Пример - реакция соединения йода с алюминием.

2Al + 3I₂ = 2AlI₃

Порошок алюминия смешаем с порошком йода. Реакция не идет. Плотная окисная пленка на алюминии тормозит процесс. Добавим катализатор - капельку воды - начинается бурная реакция. Вода взаимодействует с йодом, образовавшиеся йодсодержащие кислоты растворяют защитную окисную пленку алюминия – металл начинает бурно реагировать с йодом. Реакция проходит с выделением теплоты, поэтому непрореагировавший йод нагревается и возгоняется ‑ образуются фиолетовые пары йода

Получение соляной кислоты.wmv

Получение соляной кислоты (практическая работа)

Соляная кислота HCl получается при растворении газа хлороводорода воде.

Хлороводород можно получить действием концентрированной серной кислоты на поваренную соль.

NaCl + H₂SO₄ = HCl ↑ + Na₂HSO₄

Направим поток хлороводорода в пробирку с водой. Этот газ легко растворяется в воде: до 450 объемов хлороводорода - в одном объеме воды. В пробирке образуется соляная кислота – раствор хлороводорода в воде.

Получение хлора

В обычных условиях хлор – газ желто-зеленого цвета, обладает резким удушливым запахом, очень ядовит, поражает дыхательные пути. Хлор приблизительно в 2,5 раза тяжелее воздуха. Большая плотность хлора позволяет собирать его способом вытеснения воздуха, при этом сосуды держат отверстием вверх. В лаборатории хлор получают из перманганата калия и концентрированной соляной кислоты. В колбу Вюрца поместим кристаллы перманганата калия. Закроем колбу пробкой с капельной воронкой. В воронку нальем соляную кислоту. Газоотводную трубку поместим в цилиндр. Откроем кран капельной воронки и прильем соляную кислоту. Сразу же начинается энергичное выделение хлора.

2KMnO₄ + 16 HCI = 2KCI + 2MnCI₂ + 5CI₂ + 8H₂O

Хлор постепенно заполняет цилиндр, вытесняя из него воздух.

Получение хлора и растворение его в воде.wmv

Получение хлора и растворение его в воде

Хлор можно получить действием концентрированной соляной кислоты на перманганат калия.

KMnO₄ + 16НCl (конц.) = 2MnCl₂ + 5Cl₂↑+ 8 H₂O + 2KCl

Хлор – это газ, который легко растворяется в воде: при комнатной температуре два объема газа растворяются в одном объеме воды. Направим выделяющийся хлор в пробирку с водой. При растворении хлора в воде, получается хлорная вода.

Распознавание растворов хлорида натрия, бромида натрия и иодида калия.wmv

Распознавание растворов хлорида натрия, бромида натрия и иодида калия (практическая работа)

Как различить растворы хлорида натрия NaCl, бромида натрия NaBr и иодида калия KI. По цвету осадков, образующихся при действии нитрата серебра. Отливаем в три пробирки пробы растворов и добавляем раствор нитрата серебра AgNO₃. Выпадают осадки разных цветов. В пробирке с раствором хлорида натрия образуется белый творожистый осадок хлорида серебра

NaCl + AgNO₃ = AgCl↓ + NaNO₃

с раствором бромида натрия – желтоватый осадок бромида серебра

NaBr + AgNO₃ = AgBr↓ + NaNO₃

с иодидом калия – желтый осадок иодида серебра

KI + AgNO₃ = AgI↓ + NaNO₃ .

Растворение стекла в плавиковой кислоте.wmv

Растворение стекла в плавиковой кислоте

Плавиковая кислота – это раствор фтороводорода в воде. Название «плавиковая» происходит от названия минерала - плавикового шпата (СаF₂), из которого получают фтороводород. Свойства плавиковой кислоты во многом отличаются от свойств других кислот. Уникальной особенностью плавиковой кислоты является способность растворять стекло. Поэтому плавиковую кислоту хранят не в стеклянной посуде, а в сосудах из пластика или в стеклянной посуде, покрытой слоем парафина. В пластиковый стакан наливаем раствор плавиковой кислоты. Помещаем в раствор тонкую стеклянную трубочку. Трубочка так тонка, что понадобится груз, чтобы зафиксировать момент ее растворения. Через некоторое время трубочка растворяется, и груз падает на дно стакана. Способность плавиковой кислоты растворять стекло объясняется тем, что фтороводород реагирует с оксидом кремния, входящим в состав стекла. В реакции образуется фторид кремния

4 HF + SiO₂= SiF₄ + 2 H₂O.

Плавиковая кислота используется для нанесения на стеклянные изделия рисунков, надписей, меток, а также для полировки стекла.

Растворимость иода в воде и спирте.wmv

Растворимость иода в воде и спирте

Вещество переходит в раствор, когда частицы растворенного вещества (молекулы или ионы) равномерно распределяются между молекулами растворителя. Растворителями могут быть разные жидкости. Например, вода: на основе воды получаются водные растворы. Или спирт: на основе спирта - спиртовые растворы. Всем нам знаком аптечный иод - это спиртовой раствор иода, раствор для дезинфекции ран. А растворяется ли иод в воде? В пробирках - кристаллики иода. В первую пробирку добавляем воды. Во вторую - этиловый спирт. В воде иод растворяется плохо, а в спирте – хорошо.

Травление стекла фтороводородом.wmv

Травление стекла фтороводородом

Фтороводород при комнатной температуре - газ с резким запахом, дымит на воздухе. Фтороводород реагирует с оксидом кремния, входящим в состав стекла и образует фторид кремния.

4 HF + SiO₂= SiF₄ + 2 H₂O

Получим фтороводород. Для этого в в пластиковую кювету насыпаем немного фторида натрия. Затем приливаем концентрированную серную кислоту. Сразу же выделяется фтороводород.

2NaF + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2HF

Закроем кювету крышкой, к которой прикреплена стеклянная пластина. Через пять минут откроем крышку. Извлечем стекло и промоем водой. Стекло стало матовым. Этот процесс используется для получения матовых стекол.

Google Sites

Report abuse