SGK Hóa Học 10 - Bài 25. Flo - Brom - Iot

FLO - BROM - IOT
• Các nguyên tố flo, brom, iot có những tính chất nào giống và khác với clo ? Chúng có ứng dụng gì và điều chế chúng như thế nào ?
I - FLO
Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên
Ớ điều kiện thường, flo là chất khí màu lục nhạt, rất độc Trong tự nhiên, flo chỉ có ở dạng hợp chất, chủ yếu tập trung trong các chất khoáng ở dạng muối florua như CaF9 hoặc Na3AlF6 (criolit). Flo cũng có trong hợp chất tạo nên men răng của người và động vật, trong lá của một số loài cây.
Tính chất hoá học
Nguyên tố flo có độ âm điện lớn nhất nên là phi kim có tính oxi hoá mạnh nhất Tính oxi hoá mãnh liệt của flo thể hiện ở các phản ứng sau đây :
Khí flo oxi hoá được tất cả các kim loại tạo ra muối florua.
Khí flo oxi hoá được hầu hết các phi kim. Với khí hiđro, phản ứng nổ mạnh xảy ra ngay cả trong bóng tối và nhiệt độ rất thấp, tạo ra hiđro florua :
0 0
H2 + F2
«
- 252 °C 	>
■+1-1
2HF
Hiđro florua (HF) tan nhiều trong nước, tạo thành dung dịch axit ílohiđric Axit flohidric là axit yếu nhưng có tính chất đặc biệt là ăn mòn các đồ vật bằng thuỷ tinh.
SiO2 + 4HF 	> SiF4 + 2H2O
Silic tetraflorua
Vì vậy, axit HF được dùng để khắc chữ lên thuỷ tinh.
Khí flo oxi hoá nước dễ dàng ở ngay nhiệt độ thường, hơi nước nóng bốc cháy khi tiếp xúc với khí flo.
0 -2 -1 0 2F2 + 2H2O 	> 4HF + 02
ứng dụng
ứng dụng quan trọng và chủ yếu của flo là để điềũ chế một số dẫn xuất hiđrocacbon chứa flo. Đó là những sản phẩm trung gian để sản xuất ra chất dẻo như floroten CF2 — CFC1 Ạ-n dùng bảo vệ các chi tiết, vật thể bằng kim loại, gốm, sứ, thuỷ tinh,... khỏi bị ăn mòn.
Chất dẻo teflon -(- CFỌ— CF0 -)-n dùng để chế tạo các vòng đệm làm kín chân không, phủ lên các dụng cụ nhà bếp (xoong, chảo ...) để chống dính.
Một dẫn xuất khác của hiđrocacbon là điclođiílometan (CF2C12), còn gọi là chất CFC (tên thương mại là freon), trước đây được dùng làm chất sinh hàn trong tủ lạnh và máy điều hoà nhiệt độ. Từ năm 1996, chất CFC đã bị cấm sử dụng do khi thải vào khí quyển nó phá huỷ tầng ozon.
Ngoài ra, flo còn được dùng trong công nghiệp hạt nhân để làm giàu 235u. Dung dịch NaF loãng được dùng làm thuốc chống sâu răng.
Sản xuất flo trong công nghiệp
Flo có tính oxi hoá mạnh nhất nên không một chất hoá học nào có thể oxi hoá ion F“ thành F2.
Phương pháp duy nhất để sản xuất flo trong công nghiệp là điện phân hỗn hợp KF và HF (hỗn hợp ở thể lỏng), cực dương bằng graphit (than chì) và cực âm bằng thép đặc biệt hoặc bằng đồng. Ở cực âm có khí H2 và ở cực dương có khí F2 thoát ra.
II - BROM
Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên
ở điều kiện thường, brom là chất lỏng màu đỏ nâu, dễ bay hơi, hơi brom độc. Brom rơi vào da sẽ gây bỏng nặng. Brom tan trong nước, nhưng tan nhiều hơn trong các dung môi hữu cơ như etanol, benzen, xăng... Dung dịch của brom trong nước gọi là nước brom.
Trong tự nhiên, brom chủ yếu tồn tại ở dạng hợp chất, nhưng ít hơn nhiều so với hợp chất của flo và clo. Trong nước biển có chứa một lượng rất nhỏ muối natri bromua.
Tính chất hoá học
Brom có tính oxi hoá kém flo và clo, tuy vậy brom vẫn là chất oxi hoá mạnh. Brom oxi hoá được nhiều kim loại, thí dụ :
0	0	+3 -1
3Br2 + 2 AI —> 2AlBr3
Brom chỉ oxi hoá được hiđro ở nhiệt độ cao, tạo ra khí hiđro bromua :
0	° t°	+*’1
Br2 + H2 2HBr
Khí hiđro bromua tan trong nước tạo thành dung dịch axit bromhiđric. Đây là axit mạnh, mạnh hơn axit HC1.
Brom tác dụng với nước rất chậm tạo ra axit bromhiđric HBr và axit hipobromơ HBrO :
.' 0 _ _ _1 +1
Br2 + H2O HBr + HBrO
Cũng giống như clo, trong phản ứng với nước, brom vừa thể hiện tính oxi hoá vừa thể hiện tính khử.
ứng dụng
Brom được dùng để sản xuất một số dần xuất của hiđrocacbon như C2H5Br (brometan) và C2H4Br2 (đibrometan) trong công nghiệp dược phẩm.
Một lượng lớn brom dùng để sản xuất AgBr (bạc bromua), là chất nhạy cảm với ánh sáng dùng để tráng lên phim. Dưới tác dụng của ánh sáng, nó phân huỷ thành kim loại bạc (ở dạng bột màu đen) và brom (ở dạng hơi).
2AgBr ănhsă"e > 2Ag + Br2
Hợp chất của brom được dùng nhiều trong công nghiệp dầu mỏ, hoá chất cho nông nghiệp, phẩm nhuộm và những hoá chất trung gian.
Sản xuất brom trong công nghiệp
Trong công nghiệp, brom được sản xuất từ nước biển. Sau khi tách NaCl ra khỏi nước biển, dung dịch còn lại có hoà tan NaBr. Dùng khí clo oxi hoá NaBr để sản xuất Br2:
0 -.1 -1 0 Cl2 + 2NaBr	—> 2NaCl + Br2
- IOT
Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên
Ở điều kiện thường, iot là chất rắn, dạng tinh thể màu đen tím. Khi đun nóng, iot rắn biến thành hoi, không qua trạng thái lỏng. Hiện tượng này được gọi là sự thăng hoa của iot.
lot tan rất ít trong nước nhưng tan nhiều trong các dung môi hữu cơ như etanol, benzen, xăng... Vì thế người ta thường dùng xăng hoặc benzen để chiết iot, brom khỏi dung dịch nước.
Trong tự nhiên, iot chủ yếu tồn tại dưới dạng hợp chất là muối iotua. Muối iotua hiếm hơn muối bromua, trong nước biển chỉ có một lượng rất nhỏ muối iotua.
Tính chất hoá học
lot có bán kính nguyên tử lớn hơn so với flo, clo, brom và có độ âm điện nhỏ hơn, vì vậy iot có tính oxi hoá yếu hơn flo, clo, brom.
lot oxi hoá được nhiều kim loại nhưng phản ứng chỉ xảy ra khi đun nóng hoặc có chất xúc tác, thí dụ :
0	_ °. xúc tác H,o	_+37j
3I2 + 2A1	 - ->	2A1I3
Bột AI vá 12
Hình 5.9 Phản ứng hoá học của AI với /2 khi có chất xúc tác là H2O
lot chỉ oxi hoá được hiđro ở nhiệt độ cao và có mặt chất xúc tác tạo ra khí hiđro iotua, phản ứng thuận nghịch :
I2 + H2
°-	350-500°C	>	+£
xúc tác Pt
Khí 10 iotua tan nhiều trong nước tạo ra dung dịch axit iothiđric. Axit iothiđric là axit mạnh hơn và dễ bị oxi hoá hơn axit bromhiđric và axit clohiđric.
lot hầu như không tác dụng với nước.
lot có tính oxi hoá kém clo và brom nên clo và brom có thể oxi hoá muối iotua thành iot:
0-1 -10 Cl2 + 2NaI	—> 2NaCl + I2
0 -1 -1 0 Br2 + 2NaI	—> 2NaBr + I2
lot có tính chất đặc trưng là tác dụng với hồ tinh bột tạo thành hợp chất có màu xanh- Vì vậy, người ta thường dùng iot để nhận biết tinh bột và ngược lại.
ứng dụng
Phần lớn iot được dùng để sản xuất dược phẩm. Dung dịch 5% iot trong etanol (cồn iot) dùng làm thuốc sát trùng vết thương.
Chất tẩy rửa khi được trộn thêm iot sẽ tẩy sạch các vết bẩn bám trên các thiết bị trong nhà máy chế biến bơ, sữa.
Muối iot dùng để phòng bệnh bướu cổ do thiếu iot.
Sản xuất iot trong công nghiệp
Trong công nghiệp, người ta sản xuất iot từ rong biển.
BÀI TẬP
-Dung dịch axit nào sau đây không thể chứa trong bình thuỷ tinh ?
A. HCI.	B. H2SO4.	c. HNOg.	D. HF.
2 Đổ dung dịch chứa 1 g HBr vào dung dịch chứa 1 g NaOH. Nhúng giấy quỳ tím vào dung dịch thu được thì giấy quỳ tím chuyển sang màu nào ?
Màu đỏ.	c. Không đổi màu.
Màu xanh.	D. Không xác định được.
So sánh tính chất oxi hoá của các đơn chất F2, Cl2, Br2,12. Dần ra những phương trình hoá học để minh hoạ.
Phản ứng của các đơn chất halogen với nước xảy ra như thế nào ? Viết phương trình hoá học của phản ứng, nếu có.
Muối NaCI có lẫn tạp chất là Nai.
Làm thế nào để chứng minh rằng trong muối NaCI nói trên có lẫn tạp chất Nai ?
Làm thế nào để có NaCI tinh khiết.
Sẽ quan sát được hiện tượng gì khi ta thêm dần dần nước clo vào dung dịch kali iotua có chứa sẵn một ít hồ tinh bột ? Dẩn ra phương trình hoá học của phản ứng mà em biết.
8-HOÁHOC 10-A
ở điều kiện tiêu chuẩn, 1 lít nước hoà tan 350 lít khí HBr. Tính nồng độ phần trăm của dung dịch axit bromhiđric thu được.
Cho 1,03 gam muối natri halogenua (A) tác dụng với dung dịch AgNO3 dư thì thu được một kết tủa, kết tủa này sau khi phân huỷ hoàn toàn cho 1,08 gam bạc. Xác định tên của muối A.
Tính khối lượng CaF2 cần dùng để điều chế 2,5 kg dung dịch axit tlohiđric nồng độ 40%. Biết hiệu suất phản ứng là 80%.
Làm thế nào để phân biệt dung dịch NaF và dung dịch NaCI ?
lot bị lẫn tạp chất là Nai. Làm thế nào để loại bỏ tạp chất đó.
Tư liệu
HỌP CHẤT CFC