Przeczytaj

bg‑azure

Reakcje prowadzące do otrzymania związków, w których atomy fluorowców występują na $- I$ stopniu utlenienia

Reakcje syntezyreakcja syntezyReakcje syntezy bezpośredniej fluorowców z metalami i niemetalami

Fluorowce (halogeny) to pierwiastki $17 .$ grupy układu okresowego pierwiastków. Tworzą one związki, takie jak fluorki, chlorki, bromki, jodki. Związki fluorowców z metalami mają w większości charakter jonowy, natomiast z niemetalami – kowalencyjny. Związki fluorowców z wodorem nazywane są fluorowcowodorami, np. chlorowodór oraz bromowodór. We wszystkich tych związkach fluorowce występują na stopniu utlenienia $- I$ .

Zapisując równania z udziałem fluorowców, należy pamiętać, że fluorowce w stanie wolnym występują w postaci dwuatomowych cząsteczek. W równaniu reakcji z udziałem fluorowca zapisujemy: fluor $F_{2}$ , chlor ${Cl}_{2}$ , brom ${Br}_{2}$ , jod $I_{2}$ .

Ćwiczenie 1

Jak zapisać przebieg reakcji spalania potasu w chlorze? Pamiętaj o uzupełnieniu współczynników stechiometrycznych.

RSniYkqqzYDEy

RzV2Kfwi7b8jE

Potas tworzy z chlorem chlorek potasu.

2 \overset{I}{K} + {\overset{0}{Cl}}_{2} \to 2 \overset{I}{K} \overset{- I}{Cl}

Aktywność fluorowców oraz charakter utleniającyutlenianieutleniający w grupie zmniejsza się wraz ze wzrostem masy atomowej. Dlatego chlor pierwiastkowy wypiera brom i jod z ich soli, a brom wypiera jod z jodków.

Ćwiczenie 2

Jak zapisać przebieg tych reakcji dla soli sodowych fluorowców? Uzupełnij poniższe równania reakcji.

R1EtkWLlpSZDF

Ćwiczenie 3

Wiesz już, że chlor jest silnym utleniaczem. Dlatego w kontakcie z żelazem powoduje jego utlenienie do stopnia $+ III$ , a nie $+ II$ . Podobnie utlenia chrom do stopnia utlenienia $+ III$ , a nie $+ II$ , a także miedź do stopnia utlenienia $+ II$ , a nie $+ I$ . Chlor może w odpowiednich warunkach utleniać nawet złoto – wówczas powstaje sól, w której złoto występuje na $+ III$ stopniu utlenienia. Zapisz równania opisanych reakcji w formie cząsteczkowej.

RSniYkqqzYDEy

RRj1xFIHaky22

2 \overset{0}{Fe} + 3 \overset{0}{{Cl}_{2}} \to 2 \overset{III}{Fe} {\overset{- I}{Cl}}_{3}

2 \overset{0}{Cr} + 3 \overset{0}{{Cl}_{2}} \to 2 \overset{III}{Cr} {\overset{- I}{Cl}}_{3}

\overset{0}{Cu} + \overset{0}{{Cl}_{2}} \to \overset{II}{Cu} {\overset{- I}{Cl}}_{2}

2 \overset{0}{Au} + \overset{0}{3 {Cl}_{2}} \to 2 \overset{III}{Au} {\overset{- I}{Cl}}_{3}

Dla zainteresowanych

Fluorowodór można otrzymać w wyniku reakcji bezpośredniej syntezy fluoru z wodorem. Reakcja ta zachodzi bardzo gwałtownie nawet w ciemności, co odróżnia fluor od pozostałych fluorowców, które reagują z wodorem dopiero po naświetleniu (chlor i brom) lub ogrzaniu (brom i jod).

H_{2} + F_{2} \to 2 HF

A także w wyniku reakcji fluoru z wodą:

2 F_{2} + 2 H_{2} O \to 4 HF + O_{2}

Fluor jest najbardziej elektroujemnym z pierwiastków i bardziej aktywny od tlenu (wypiera tlen z jego związku z wodorem, czyli z wody).

Występuje w związkach chemicznych wyłącznie na stopniu utlenienia $- I$ .

bg‑azure

Reakcje związków fluorowców, których atomy są na dodatnich stopniach utlenienia

Chlor, brom i jod tworzą tlenki na dodatnich stopniach utlenienia, z których większość wykazuje jednak niewielką trwałość. Wśród tlenków chloru można wyróżnić (są też inne, ale rzadko się o nich mówi):

$\overset{+ I}{{Cl}_{2}} O$
$\overset{+ IV}{Cl} O_{2}$
${\overset{+ III}{Cl}}_{2} O_{6}$
$\overset{+ VII}{{Cl}_{2}} O_{7}$

oraz szereg kwasów tlenowych, na przykład:

$H \overset{- I}{Cl} O$
$H \overset{+ III}{Cl} O_{2}$
$H \overset{+ V}{Cl} O_{3}$
$H \overset{+ VII}{Cl} O_{4}$

Moc tych kwasów zwiększa się wraz ze stopniem utlenienia atomu chloru.

Jeden z tlenowych kwasów chlorowych powstaje w reakcji chloru z wodą.

{Cl}_{2} + H_{2} O ⇄ \underset{kwas chlorowy (I)}{HCl + HClO}

Ćwiczenie 4

Jak uzasadnisz, że reakcją chloru z wodą jest reakcja utleniania‑redukcji?

Jakie są stopnie utlenienia atomów biorących udział w tej reakcji?

RLcfJWzjn121v

Przykład poprawnej odpowiedzi:

\overset{0}{{Cl}_{2}} + H_{2} O ⇄ \overset{- I}{HCl} + H \overset{+ I}{Cl} O

Można zauważyć, że atom chloru w procesie tym zarówno ulega utlenieniu do $\overset{+ I}{Cl}$ , jak i redukcji do $\overset{- I}{Cl}$ . Ten rodzaj reakcji nazywamy reakcją dysproporcjonowania.

Słownik

reagenty

substraty i produkty reakcji chemicznych

reakcja syntezy

synteza [gr.], reakcja tworzenia, typ reakcji chemicznej

utlenianie

proces oddawania elektronów, związany z podwyższaniem stopnia utlenienia reduktora

reakcja redoks

reakcja, w której dochodzi do przeniesienia jednego lub więcej elektronów od atomu, jonu lub cząsteczki donora (czyli reduktora) do akceptora (czyli utleniacza)

reakcja dysproporcjonowania (dysmutacji)

szczególny rodzaj reakcji utleniania‑redukcji, w której atomy tego samego pierwiastka (na tym samym stopniu utlenienia) jednocześnie ulegają procesowi utleniania oraz redukcji

Bibliografia

Czerwiński A., Czerwińska A., Jelińska‑Kazimierczuk M., Kuśmierczyk K., Chemia 1, Warszawa 2002, s. 330–346.

Litwin M., Styka‑Wlazła Sz., Szymońska J., Chemia ogólna i nieorganiczna. Część 1. Podręcznik dla liceum, Warszawa 2004, s. 295–306.

Waselowsky K., 225 doświadczeń chemicznych, Warszawa 1997, s. 42–54.

Wprowadzenie

Film edukacyjny

Reakcje prowadzące do otrzymania związków, w których atomy fluorowców występują na $- I$ stopniu utlenienia

Reakcje syntezyreakcja syntezyReakcje syntezy bezpośredniej fluorowców z metalami i niemetalami

Reakcje związków fluorowców, których atomy są na dodatnich stopniach utlenienia

Słownik

Bibliografia

Wprowadzenie

Film edukacyjny

Przeczytaj

Reakcje prowadzące do otrzymania związków, w których atomy fluorowców występują na -I stopniu utlenienia

Reakcje syntezyreakcja syntezyReakcje syntezy bezpośredniej fluorowców z metalami i niemetalami

Reakcje związków fluorowców, których atomy są na dodatnich stopniach utlenienia

Słownik

Bibliografia

Reakcje prowadzące do otrzymania związków, w których atomy fluorowców występują na $- I$ stopniu utlenienia