Презентация "Кислородсодержащие кислоты хлора" по химии – проект, доклад

Кислородсодержащие кислоты хлора

Работу выполнил студент группы 1171: Резепов Павел.

Хлорноватистая кислота HClO

Строение

Физические свойства

В свободном виде не выделена. Существует в растворе, максимальная массовая доля 20-25% (зеленовато-желтоватый раствор). Обладает специфическим запахом.

Получение

Способы получения: Реакция хлора с влажным оксидом ртути. 2Cl2 + H2O + HgO = HgCl2 + 2HClO 2) Растворение оксида хлора(I) в воде. Cl2O + H2O = 2HClO В промышленном масштабе производятся только соли: гипохлориты кальция, натрия, калия, лития (хлорированием известкового молока и соответствующих щелочей).

Химические свойства

Хлорноватистая кислота очень неустойчива и может (в зависимости от условий) разлагаться по трем направлениям: Последняя реакция идет под действием водоотнимающих средств, например CaCl2

Взаимодействует с основаниями: HClO + NaOH = NaClO + H2O HClO + NH3 ∙ H2O(конц.) = N2 + 3NH4Cl + 8H2O Хлорноватистая кислота сильный окислитель: MnS + 4HClO = MnSO4 + 4HCl HClO + 2HI = HCl + I2 + H2O HClO + H2O2 = HCl + O2 + H2O HClO + H3AsO3 = H3AsO4 + HCl Может взаимодействовать с другими кислотами хлора HClO + HCl = Cl2 + H2O HClO + HClO2 = HCl + HClO3

Применение

Хлорноватистая кислота и гипохлориты легко разлагаются с выделением атомарного кислорода и поэтому широко используются для отбелки целлюлозы и тканей, а также для санитарных целей. Однако в промышленном масштабе производят только гипохлориты (кальция, натрия и лития).

Хлористая кислота HClO2

В свободном виде не выделена. Существует в разбавленном бесцветном растворе.

Раствор кислоты получают из её солей - хлоритов, образующихся в результате взаимодействия ClO2 со щелочью: Ba(ClO2)2 + H2SO4 = BaSO4 +2HClO2 Также хлористую кислоту можно получить по реакциям: 2ClO2 +H2O2 = 2HClO2 + O2 ClF3 + 2H2O = 3HF + HClO2

Хлористая кислота НClO2 в свободном виде неустойчива, даже в разбавленном водном растворе она быстро разлагается: Проявляет окислительно-восстановительные свойства HClO2 + 4HI = HCl +2I2 + 2H2O 5HClO2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5HClO3 + 2MnSO4 + K2SO4+ 3H2O Нейтрализуется щелочами HClO2 + NaOH = NaClO2 + H2O

Широко применяют только соли хлористой кислоты – хлориты. В частности наиболее широко используется хлорит натрия NaClO2, применяемый для отбелки тканей и бумажной массы.

Хлорноватая кислота HClO3

В свободном виде не выделена. Существует в бесцветном растворе, максимальная массовая доля 40%.

Хлорноватая кислота образуется при: разложении хлорноватистой кислоты 3HClO = HClO3 + 2HCl при электролизе растворов хлоридов. В лабораторных условиях хлорноватую кислоту получают при взаимодействии хлората бария с разбавленной серной кислотой: Ba(ClO3)2 + H2SO4 = BaSO4 + 2HClO3

Хлорноватая кислота — сильный окислитель; окислительная способность увеличивается с возрастанием концентрации и температуры. HClO3 легко восстанавливается до соляной кислоты: В слабокислой среде HClO3 восстанавливается сернистой кислотой H2SO3 до Cl−, но при пропускании смеси SO2 и воздуха сквозь сильнокислый раствор, образуется диоксид хлора: В 40%-ной хлорноватой кислоте воспламеняется, например, фильтровальная бумага. При нагревании разлагается: 3HClO3= HClO4+ 2ClO2+ H2O

Широко используют только соли хлорноватой кислоты – хлораты. Наибольшее практическое применение имеет хлорат калия KClO3 , потребляемый для производства спичек, пиротехнических составов, пороха, ракет. Другой хлорат – натрия используется для уничтожения сорняков. Также для борьбы с сорняками широко используют хлораты кальция и магния.

Хлорная кислота HClO4

Неустойчивая бесцветная летучая жидкость, t°кип. = 110°C, t°пл.= -101°C. На воздухе сильно дымит. Вещество хорошо растворимо в хлор- и фторорганических растворителях, таких как CH2Cl2 (хлористый метилен), CHCl3 (хлороформ) и другие. Хорошо смешивается с водой (H2O) в любых соотношениях. Концентрированные растворы данной кислоты обладают немного маслянистой консистенцией. Плотность 1.76 г/см³. Водные растворы хлорной кислоты обладают хорошей электропроводимостью.

Водные растворы хлорной кислоты получают электрохимическим окислением соляной кислоты Процесс электрохимического синтеза хлорной кислоты на аноде описывается следующим суммарным уравнением: НСL + 4Н2О – 8e - ― НСLO4 + 8H + На катоде происходит выделение водорода. Также хлорную кислоту получают обменным разложением перхлоратов натрия или калия сильными неорганическими кислотами KClO4 + H2SO4(конц) = KHSO4 + HClO4

Хлорная кислота при хранении при комнатной температуре медленно разлагается, что обнаруживается по потемнению жидкости вследствие окрашивания ее продуктами разложения: 3HClO4 =τ= Cl2O7 + HClO4 ∙ H2O Такая кислота опасна при хранении, так как может самопроизвольно взрываться. Поэтому обычно безводную хлорную кислоту не хранят, а стараются готовить непосредственно перед ее использованием.

Хлорная кислота слабый окислитель в разбавленном, сильный окислитель в концентрированном растворе при нагревании. Безводная хлорная кислота весьма реакционно-способна, при соприкосновении со многими легкоокисляющимися органическими веществами она взрывается. Элементарный фосфор и сера окисляются хлорной кислотой до фосфорной и серной кислоты: 4S + 3HClO4 +4H2O = 4H2SO4 + 3HCl Иод окисляется хлорной кислотой: 2HClO4 + I2 + 4H2O= 2H5IO6 + Cl2 Однако бром, хлор, а также НВг и НСL не взаимодействуют с нею даже при нагревании.

Концентрированные водные растворы хлорной кислоты широко используются в аналитической химии (например, при количественном определении калия в виде малорастворимого перхлората калия), а также для получения перхлоратов. Хлорная кислота применяется при разложении сложных руд, при анализе минералов, а также в качестве катализатора. Соли хлорной кислоты: перхлорат калия малорастворим в воде, применяется в производстве взрывчатых веществ, перхлорат магния (ангидрон) — осушитель.

Кислородсодержащие кислоты галогенов

с.о. F Cl Br I -1 HOF +1 HOCl HOBr HOI +3 HClO2 +5 HClO3 HBrO3 HIO3 +7 HClO4 (HBrO4) H5IO6