Bài giảng Hóa học 10 - Chương 5: Halogen

 Chào mừng các bạn đến với phần trình bày của chúng tôi. 2. Chất hữu cơ nào pứ cộng với clo để tạo thành thuốc trừ sâu 666 (hexacloxan)? 5. Nguyên tố nặng nhất trong nhóm halogen. 3. Flo tác dụng được với chất này khi được nung nóng? 6. Khi cho clo tác dụng với vôi tôi ta thu được chất gì? 7. Khi cho axit sunfuric đặc tác dụng với kali clorat khí màu gì thoát ra? 4. Khi cho axit sunfuric đặc tác dụng với kali clorat khí thoát ra có mùi đặc trưng của khí gì thay cho anhiđrit?  1. Chất hữu cơ nào pứ thế với clo? Ô CHỮ N B I C T A T R A Nhóm Halogen gồm những phi kim điển hình đứng ở cuối mỗi chu kì trước những nguyên tố khí hiếm thuộc nhóm VII A trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. *Lưu ý: Atatin là nguyên tố nhân tạo (chỉ được điều chế bằng phương pháp nhân tạo: dùng hạt α bắn phá nguyên tử Bi) Bảng tóm tắt: HALOGEN Flo ở dạng fluorspar (fluorit) được Georgius Agricola miêu tả năm 1529 như là một chất gây chảy, là một chất được sử dụng để làm giảm nhiệt độ nóng chảy của kim loại hay khoáng chất. Năm 1670 Schwandhard đã phát hiện thấy thủy tinh bị fluorspar ăn mòn khi được xử lý bằng axít. Karl Scheele và nhiều nhà nghiên cứu sau này như Humphry Davy, Gay-Lussac, Antoine Lavoisier và Louis Thenard đã từng thực nghiệm với axít flohiđric, dễ dàng thu được bằng cách xử lý florua canxi với axít sulfuric đậm đặc.Cuối cùng người ta nhận ra rằng axít flohiđric chứa một nguyên tố chưa được biết. Nguyên tố này đã không được cô lập trong nhiều năm vì độ hoạt động hóa học rất cao của nó - nó được cô lập từ các hợp chất của nó rất khó khăn và ngay lập tức hóa hợp với các phần vật chất còn lại của hợp chất. Cuối cùng vào năm 1886 flo đã được cô lập bởi Henri Moissan sau gần như 74 năm cố gắng liên tục. Nó là những cố gắng mà một số các nhà nghiên cứu đã phải trả giá bằng sức khỏe hay cuộc sống của họ, và đối với Moissan, nó đã làm cho ông đoạt giải Nobel năm 1906 về hóa học.Sản xuất flo thương mại lần đầu tiên là do nhu cầu để chế tạo bom nguyên tử của dự án Manhattan trong Đại chiến thế giới lần thứ hai khi hợp chất hexaflorua uran (UF6) được sử dụng để tách các đồng vị U235 và U238 của urani. Ngày nay cả hai công nghệ khuyếch tán và ly tâm khí sử dụng khí UF6 để sản xuất urani giàu cho các ứng dụng năng lượng nguyên tử. Flo trong tự nhiên thường gặp nhất ở dạng khoáng vật florit (CaF2,có tên gọi này vì thêm nó vào quặng criolit Na3A1F6 hay AlF3.3NaF và floapatit Ca5F(PO4)3. Tồn tại ở dạng hợp chất có trong men răng , trong lá một số cây. điều chế: Flo là nguyên tố mạnh nhất nên chỉ có thể điều chế bằng một ít cách: -điện phân hỗn hợp KF+2HF ở t0=700C nóng chảy. -Dùng dòng điện để oxi hóa ion F- trong florua nóng chảy. vd: 2KF đpnc 2K + F2 2NaF đpnc 2Na + F2 Mẫu khoáng vật criolit Các mẫu khoáng vật florit Tính chất hóa học của Flo -Flo phân hủy mạnh nước: 2F2 +2H2O4HF + O2 -Flo tác dụng với hiđrô mãnh liệt ngay cả khi ở trong bóng tối tạo ra khí hiđrô florua: H2 + F2  2HF H = -288,6 kJ -Flo tác dụng tất cả kim loại kể cả vàng và platin -Flo tác dụng với nhiều phi kim: S + 3F2 SF6Si +2F2 SiF4 -Flo tác dụng với dd NaOH lạnh 2% để tạo oxit florua: 2F2 + 2NaOH2NaF + H2O + OF2 -Flo ăn mòn thủy tinh: SiO2 +2F2 SiF4 + O2-Flo thể hiện tính oxi hóa mạnh: F2 + Cl22ClF F2 + HNO3HF + F-O-NO2 -Flo tác dụng với Clo, Kripton và Xenon khi được nung nóng: Xe + F2XeF2 Mô phỏng OF2 Tính chất của axit flohiđric và một số hợp chất của flo -Điều chế axit flohiđric CaF2 +H2SO4CaSO4 + 2HF 	 KBrO3 + XeF2 + H2OKBrO4 + Xe + 2HF -Ăn mòn thủy tinh SiO2 + 4HFSiF4 + 2H2O -Nếu như HF dư thì SiF4 + 2HFH2[SiF6] -Ion F- liên kết mạnh mẽ với axit flohiđric F- + HFHF2- Đặc biệt: Kết tủa Bạc florua AgF (khác với AgCl, AgBr, AgI) dể tan trong nước, các muối florua đều tan. - Chất oxi hóa cho nhiều nguyên liệu lỏng dùng trong tên lửa- Teflon ( là một chất dẻo chứa flo chịu được tác dụng của axit, kiềm và các hoá chất khác).Teflon được để trám vào nồi, chảo không dính,… - Freon (chủ yếu là CFCl3 và CF2Cl2) được dùng trong các tủ lạnh và máy lạnh ( tuy nhiên khi được thải ra khí quyển, freon phá hủy tầng ozon gây hại môi trường. nên chúng đang được thay thế dần bằng các chất khác)Vật liệu thay thế freon hiện nay:- Dung dịch NaF loãng được dùng làm thuốc chống sâu răng.- Flo còn dùng trong công nghiệp sản xuất nhiên liệu hạt nhân để làm giàu 235U Ứng dụng Clo (tiếng Hy Lạp: χλωρος, khí màu vàng lục) được phát hiện năm 1774 bởi Carl Wilhelm Scheele, là người đã sai lầm khi cho rằng nó chứa ôxy. Clo được đặt tên năm 1810 bởi Humphry Davy, là người khẳng định nó là một nguyên tố. Hợp chất thiên nhiên quan trọng nhất của clo là natri clorua (muối ăn) NaCl,nó được dùng làm nguyên liệu chủ yếu của natri clorua chứa trong nước biển và đại dương.Natri clorua cũng thấy ở dạng rắn,tạo thành những vùng lớn rải rác trong vỏ Trái đất gọi là muối mới.Những hợp chất khác của clo cũng phổ biến trong tự nhiên như kali clorua ở dạng khoáng vật cacnalit KCl.MgCl2.6H2O và xinvin KCl. điều chế: AgCl ás Ag(vô định hình màu đen) + Cl2 16HCl + 2KMnO42KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O 4HCl + MnO2MnCl2 + Cl2 + H2O 14HCl +K2Cr2O72KCl + 2CrCl3 + 3Cl2 + 7H2O 6HCl + KClO3KCl + 3Cl2 + 3H2O 2HCl + CaOCl2CaCl2 + Cl2 + H2O 2NaCl đpnc 2Na + Cl2 2NaCl + 2H2O đpddcmn 2NaOH + Cl2 + H2 điều chế Tính chất hóa học của Clo-Tác dụng hầu hết tất cả kim loại trừ vàng và platin: 2Fe + 3Cl22FeCl3 ; Mg + Cl2MgCl2-Clo tác dụng trực tiếp các đôn chất trừ oxi, nitô và khí hiếm:2P + 3Cl22PCl3 ; 2P + 5Cl22PCl5-Clo tác dụng hiđrô trong bóng tối yếu nhưng khi được chiếu sáng hoặc hơ nóng pứ xảy ra mạnh: H2 + Cl22HCl H = -184,6 kJ-Clo tác dụng với nước tạo thành dd nước Clo:Cl2 + H2OHCl + HClO( axit hipollorô )-Clo tác dụng với dd bazô: Cl2 + 2NaOHNaCl + NaClO + H2O( nước Javel )2Cl2 + 2Ca(OH)2CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O( dd clorua vôi )Cl2 + Ca(OH)2rắnCaOCl2 + 2H2O;3Cl2 + 6KOH t0 5KCl + KClO3 + 3H2O*Tính tẩy màu của nước clo và dd clorua vôi, nước Javel được giải thích: do tác dụng của CO2(kk) giải phóng dần HClO. HClO dưới tác dụng của ánh sáng phân hủy thành HCl và [O] có khả năng tẩy màu.CO2 + NaClO + H2ONaHCO3 + HClO;CO2 + Ca(ClO)2 + H2OCaCO3 + 2HClOHClO ás HCl + [O]( [O] có tính tẩy màu nhưng để lâu [O] sẽ chuyển thành oxi 2[O]  O2 ) -Clo tác dụng với các muối Halogen khác theo quy tắc Halogen trên đấy Halogen dưới ra khỏi dd muối: Cl2 + 2NaBr2NaCl + Br2 ; Cl2 + 2NaI2NaBr + I2-Clo tác dụng với chất khử khác: Cl2 + SO2 + 2H2OH2SO4 + 2HCl5Cl2 + Br2 + 6H2O2HBrO3 + 10HCl ; 2FeCl2 + Cl22FeCl3 Thí nghiệm -Phản ứng thế: CH4 + Cl2 ás CH3Cl + HCl CH4 + 2Cl2 ás CH2Cl2 + 2HCl CH4 + 3Cl2 ás CHCl3 + 3HCl CH4 + 4Cl2 ás CCl4 + 4HCl C2H6 + Cl2 ás C2H5Cl + HCl-Phản ứng cộng: C2H4 + Cl2C2H4Cl2C6H6 + 3Cl2 ás C6H6Cl6 ( hexacloxan hay thuốc trừ sâu 666 )-Phản ứng cháy: CH4 + 2Cl2 đốt C + 4HCl-Phản ứng với amoniac ( thường dùng để loại khí Cl2 đặc )2NH3 + 3Cl2N2 + 6HClNếu NH3 dư thì 6NH3 + 6HCl6NH4Cl Tính chất hóa học của Clo 	Tính chất của axit clohiđric -Axit clohiđric pứ với tất cả kim loại đứng trước hiđrô và các hợp chất:+Pứ với kim loại: Fe + 2HClFeCl2 + H2+Pứ với oxit bazô: Fe3O4 + 8HClFeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O+Pứ với bazô: Fe(OH)3 + 3HClFeCl3 + 3H2O+Pứ với muối: CaCO3 + 2HClCaCl2 + CO2 + H2O	AgNO3 + HClHNO3 + AgCl-điều chế axit clohiđric: NaCl rắn + H2SO4đđ 2500C NaHSO4 + HCl	 2NaCl rắn + H2SO4đđ t0 >2500C Na2SO4 + 2HCl 	 H2S + Cl2S + 2HCl ; 2HBr + Cl2Br2 + 2HCl 	2FeCl3 + 2HI2FeCl2 + I2 + 2HCl	-HCl thể hiện tính khử: NaClO + 2HClNaCl + H2O + Cl2-HCl + CH3COONaCH3COOH + NaCl-2HCl + K2SiO32KCl + H2SiO3-C2H4 + HClCH3CH2Cl	-hh 2 axit HClđặc và HNO3 đặc trộn theo tỉ lệ 3 : 1 có thể hòa tan được cả Pt và Au như: Au + 3HCl + HNO3AuCl3 + NO +2H2O- Khí hiđro clorua tác dụng với oxi: 4HClkhí + O2 CuCl2,4000C 2Cl2+4H2O Thí nghiệm Thí nghiệm Thí nghiệm Hợp chất của clo với oxi	Tính axit và độ bền phân tử tăng dần	HClO 	HClO2	HClO3	HClO4 	 Tính oxi hóa giảm dần-HClO là axit yếu hơn cả H2CO3:NaClO + CO2 + H2ONaHCO3 + HClO -HClO không bền dể bị phân hủy:HClO ás HCl + [O]	 3HClO 700C 2HCl + HClO3-HClO có tính oxi hóa mạnh vd: 2NaClO t0 dung dịch HF và HCl không có phản ứng này- Trong các muối của axit bromhiđric, AgBr được sử dụng nhiều nhất. Chất này bị phân huỷ khi gặp ánh sángAgBr as Ag + Br2 Hợp chất chứa oxi của brom a. HBrO : axit hipobromơ* Điều chế: Cho brom tác dụng với nướcBr2 + H2O  HBr + HBrO* Tính chất- Tính bền, tính oxi hoá và tính axit của HBrO đều kém hơn HClOb. Axit bromic ( HBrO3)* Điều chế: cho nước clo oxi hoá brom Br2 + 5Cl2 + 6H2O  2HBrO3 + 10HCl MỘT SỐ HỢP CHẤT CỦA BROM Brom dùng để chế tạo một số dược phẩm, phẩm nhuộm,…chế tạo bạc bromua ( AgBr) là chất nhạy cảm ánh sáng để tráng lên phim ảnh Ứng dụng Trạng thái tự nhiên Iot có nhiều trong các mô của rong biển . Iot còn có trong các tuyến giáp trạng ở người . tuy với lượng rất nhỏ nhưng có vai trò rất quan trọng : nếu thiếu iot người ta sẽ bị bệnh bướu cổ  Điều chế Để điều chế iot người ta phơi khô rong biển, đốt thành tro, ngâm trong nước, gạn lấy dung dịch đem cô cho đến khi phần lớn muối clorua và sunjat lắng xuống, còn muối clorua ở lại trong dung dịch . Cho dung dịch này tác dụng với chất oxi hóa để oxi hóa I- thành I2 . Thí dụ, nếu dùng clo thì phản ứng là : 2NaI + Cl2  2NaCl + I2 Mẫu Iot tinh thể Mẫu hơi iot màu tím Cấu trúc electron trong nguyên tử Iot Bernard Courtois (1777-1838) [Becna Cuoctoa] Ông tỏ ra có óc quan sát hơn những người khác và khi làm bay hơi nước muối ông thấy xuất hiện hơi iot màu tím. Ông không cho đó là một hiện tượng ngẫu nhiên. Ông làm lại thí nghiệm nhiều lần và lưu ý đến tính chất quy luật của hiện tượng đó, tính lặp lại của nó nhờ sự có mặt của một chất mới còn chưa biết luôn luôn có trong nước muối và gọi là iot. HidroIotua (HI) và axit Iot hidric ( HI ) Kém bền , rất dễ bị phân hủy 2HI  H2 + I2 HI + H2SO4  I2 + H2O + H2S Dung dịch xuất hiện nâu sẫm và mùi trứng thúi thoát ra. 2FeCl3 + 2HI  I2 + 2FeCl2 + 2HCl Màu vàng nâu FeCl3 biến mất dung dịch màu nâu sẫm Tính chất Ở nhiệt độ thường , iot là tinh thể màu đen tím có vẻ sáng kim loại . Khi đươc đun nóng nhẹ ở áp suất khí quyển , iot không nóng chảy mà biến thành hơi màu tím , khi làm lạnh hơi iot lại chuyển thành tinh thể , không qua trạng thái lỏng . Hiện tượng này gọi là thăng hoa Iot tác dụng hồ tinh bột làm tinh bột hóa xanh . Hồ tinh bột là thuốc thử nhận biết iot và ngược lại . 	I2 + HTB  HÓA XANH Iot ít tan trong nước nhưng tan trong dung môi hữu cơ xăng , benzen , ancoletylic 	 I2 + C2H5OH  CỒN IOT Iot phản ứng nhiều kim loại cần xúc tác nhiệt độ 	2AL + 3I2 H2O 2ALI3 [k] [o] Iot tác dụng H ở nhiệt độ cao H2 + I2  2HI 	 ∆H= + 51,88KJ 	 	 [K] [O] Thí nghiệm -điều chế axit iođic (HIO3): I2 + 5Br2 + 6H2O  2HIO3 + 10HBr-Khi đun nóng đến 2000C thì thu được bột iot (V) oxit hoặc anhiđrit iotđic-I2O5: 2HIO3  I2O5 + H2O  -Anhiđrit iotđic-I2O5 khi bò đun nóng trên 3000C thì bò phân hủy thành iot và oxi.-Trước đây không lâu người ta cho rằng, brom không tạo thành hợp chất trong đó nó có mức oxi hóa bằng bảy. Năm 1968 bằng cách oxi hóa KBrO3 người ta đã thu được pebromat và axit pebromic HBrO4 ứng với nó. Chất oxi hóa tốt nhất là XeF2:KBrO3 + XeF2 + H2O  KBrO4 + Xe + 2HF-Hiện nay tính chất axit pebromic và muối của nó còn ít. Ngược lại, axit peiođic (HIO4) và muối của nó (peiođat) đã được biết khá nhiều. Bản thân axit có thể điều chế bằng cách cho iot tác dụng với HClO4:2HClO4 + I2  2HIO4 + Cl2 hoặc điện phân dung dòch HIO3:H2O + HIO3  H2 (catot) + HIO4 (anot)-Từ dung dòch axit peiođic tách ra từ tinh thể không màu, có thành phần HIO4.2H2O. Hiđrat này dược xem như axit 5 lần axit H5IO6(octopeiođric), vì tất cả 5 nguyên tử hiđro trong nó có thể được thế bởi kim loại tạo thành nuối (ví dụ Ag5IO6). Axit peiođic là axit yếu, nhưng là chất oxi hóa mạnh hôn HClO4. Iot (VII) oxi I2O7 chưa điều chế được. Ứng dụngIot dùng nhiều trong y học dưới dạng tintua iot (dung dịch iot 10% trong rượu etylic) để làm chất sát trùng và cầm máu rất tốt. Ngoài ra iot còn là thành phần của nhiều dược phẩm. Iot được dùng nhiều dưới dạng cồn iot (dung dịch iot 5% trong ancol etylic) để làm chất sát trùng. Nguyên tố iot có trong thành phần nhiều dược phẩm. Muối ăn được trộn với một lượng nhỏ KI hoặc KIO3 dược gọi là muối iot. Sử dụng muối iot giúp tránh được các rối loạn do thiếu iot. Iot dùng trong công nghệ nhuộm Iot dùng trong công nghiệp thực phẩm 9 17 35 53 Bài tập A A A A A B D H F C E G I Gợi ý: A là muối của kim loại kiềm KCl KCl KCl KCl KCl Nếu ta chọn A là muối của kim loại kiềm KCl K KOH K2CO3 K2S Cl2 CuCl2 HCl BaCl2 (1) (6) (5) (4) (3) (2) (10) (9) (8) (7) (11) (13) (12) đáp án (1) 2KCl đpnc 2K + Cl2(2) 2K + Cl2  2KCl(3) 2K + 2H2O  2KOH + H2(4) Cl2 + Cu t0 CuCl2(5) 2KOH + CuCl2  2KCl + Cu(OH)2(6) 2KOH + CO2  K2CO3 + H2O (7) CuCl2 + Ba(OH)2  Cu(OH)2 + BaCl2 (8) K2CO3 + BaCl2  BaCO3 + 2KCl(9) K2CO3 + BaS  BaCO3 + K2S(10) BaCl2 + H2SO4  BaSO4 + 2HCl(11) K2S + 2HCl  H2S + 2KCl(12) K2S + CdCl2  CdS + 2KCl cađimiclorua (13) 2HCl + K2SiO3  2KCl + H2SiO3 kalisilicat axit silicic Hãy cho biết kết tủa CdS là màu gì? A. Màu trắng C. Màu vàng nhạt D. Màu đen B. Màu vàng Bạn đã trả lời sai Mời bạn lựa chọn Bạn đã trả lời sai Bạn đã trả lời sai Bạn đã trả lời đúng Câu hỏi trên đã kết thúc phần trình bày của chúng tôi. Cám ơn các bạn đã chú ý theo dõi và lắng nghe phần trình bày của chúng tôi.