3_Kislorodsoderzhaschie_kisloty_khlora

Кислородсодержащие кислоты хлора

План:
Строение
Физические свойства
Получение
Химические свойства
Применение

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
Реакция хлора с влажным оксидом ртути:
2Cl2 + H2O + HgO = HgCl2 + 2HClO
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

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
Химические свойства

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

Строение

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

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

Химические свойства
Хлористая кислота НClO2 в свободном виде неустойчива, даже в разбавленном водном растворе она быстро разлагается:
4HClO2 = HCl + HClO3 + 2ClO2 + H2O
Проявляет окислительно-восстановительные свойства
HClO2 + 4HI = HCl +2I2 + 2H2O
5HClO2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5HClO3 + 2MnSO4 + K2SO4+ 3H2O
Нейтрализуется щелочами
HClO2 + NaOH = NaClO2 + H2O

Применение
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

Строение

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

Получение

Химические свойства
Хлорноватая кислота — сильный окислитель; окислительная способность увеличивается с возрастанием концентрации и температуры.
HClO3 легко восстанавливается до соляной кислоты:
HClO3 + 6HBr = 3Br2 + 3H2O + HCl
В слабокислой среде HClO3 восстанавливается сернистой кислотой H2SO3 до Cl−, но при пропускании смеси SO2 и воздуха сквозь сильнокислый раствор, образуется диоксид хлора:
2HClO3 + SO2 = 2ClO2 + H2SO4
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.
Применение

Хлорная кислота
HClO4

Строение

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.
Физические свойства

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
Получение

Химические свойства

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 НВr и НСl не взаимодействуют с нею даже при нагревании.
Химические свойства

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.
Применение

Сравнение силы кислот
ослабление связи O-H
Увеличение кратности связи Cl-O
Увеличение силы и устойчивости кислот

Тест
HBrO2
Бромоводородная кислота, сильная
Бромная кислота, сильная
Бромистая кислота, слабая
Бромноватистая, слабая
HClO4
Хлорная кислота, сильная
Хлорноватая кислота, сильная
Хлористая кислота, слабая
Хлорноватистая кислота, слабая
Выберите формулу бертолетовой соли
KCl
KMnO4
KClO4
KClO3
HClO3
Хлористая кислота, слабая
Хлорноватая кислота, сильная
Хлорноватистая кислота, слабая
Хлорная кислота, сильная