Halogeny – maturitní otázka

 

Otázka: Halogeny, p 5 prvky

Předmět: Chemie

Přidal(a): Karina Lazárková

 

Postavení prvků v Psp

• ze slova halos = sůl = solitvorné nekovové prvky F, Cl, Br, I a radioaktivní polokov At
• mají sedm valenčních elektronů
• můžou mít pestrá ox. čísla
• tvoří VII. A skupinu PSP (17. skupina)
• za běžných podmínek tvoří dvouatomové molekuly
• el. konfigurace:

 

Jednotlivé prvky – F,Cl,Br,I,At

• Všechny prvky jsou: jedovaté, dráždivé a dvouatom. molekuly
• Slučují se přímo s kovy i nekovy

 

Fluor

Charakteristika:

• zelenožlutý plyn má největší elektronegativitu – nejsilnější oxidační činidlo
• biogenní prvek

 

Výskyt:

• kosti, zubní sklovina – při nedostatku roste kazivost zubů
• pouze ve sloučeninách, nejčastěji v halogenidech (soli halogenvodíků)
• – kazivec = fluorit
• HF – kys. fluorovodíková

 

Vlastnosti:

• špatně rozpustné ve vodě – rozpustnost v PSP  klesá, jsou rozpustné v nepolárních rozpouštědlech (benzín, sirouhlík)
• je jedovatý, dráždí dýchací cesty
• charakteristický zápach – v PSP klesá intenzita zápachu a „jedovatost“ prvků
• má nejsilnější oxidační vlastnosti
• je nejreaktivnější prvek – tvoří sloučeniny i se vzácnými plyny

 

Výroba:

• elektrolýzou roztoků nebo tavenin halogenidů

 

Význam:

• stomatologie – prevence proti zubnímu kazu → posiluje zubní sklovinu (zubní pasty a ústní
  vody
• freony – chladicí kapaliny

 

Chlor

Charakteristika:

• žlutozelený plyn, méně reaktivní než F
• Biogenní prvek

 

Výskyt:

• žaludeční šťávy (HCl) – podílí se na trávení, součást krevní plazmy
• pouze ve sloučeninách, nejčastěji v halogenidech (soli halogenvodíků) – halogeny se běžně v přírodě vyskytují i ve formě iontů – mořská a minerální voda – chloridy
• NaCl – sůl kamenná = halit
• KCl – sylvín

 

Vlastnosti:

• špatně rozpustné ve vodě – rozpustnost v PSP  klesá, jsou rozpustné v nepolárních rozpouštědlech (benzín, sirouhlík)
• charakteristický zápach – v PSP klesá intenzita zápachu a „jedovatost“ prvků (Cl – bojová chemická látka za WWI.)
• velmi reaktivní
• vysoká elektronegativita
• reaguje s kovy i nekovy

 

Výroba:

• elektrolýzou roztoků nebo tavenin halogenidů (chlor ze solanky = nasycený roztok NaCl)

 

Elektrolýza solanky:

• chlor se vylučuje na anodě

amalgámový způsob

• solanka v elektrolyzéru protéká po vrstvě rtuti, se kterou sodík tvoří slitinu – amalgám

 

Význam:

• HCl, bělící prostředky (bělení vláken, SAVO = NaClO), dezinfekční prostředky (ničí ve
  vodě bakterie), organická rozpouštědla (CHCl3), plast PVC, výroba pesticidů, insekticidů, léčiv, freonů; salmiak .

 

Brom

Charakteristika:

• červenohnědá těkavá kapalina, leptá pokožku, mísí se s vodou (málo rozpustný) – bromová
  voda

 

Výskyt:

• chaluhy, mořské řasy, houby, korály

 

Vlastnosti:

• špatně rozpustné ve vodě – rozpustnost v PSP klesá, jsou rozpustné v nepolárních rozpouštědlech (benzín, sirouhlík)
• velmi reaktivní

 

Význam:

• barviva, léčiva (NaBr působí jako sedativum), AgBr – černobílé fotografie, filmy, foto-grafické papíry, emulze na fotky, farmaceutický průmysl – lék Bromhexin na kašel

 

Jod

Charakteristika:

• pevná krystalická látka, tvoří tmavě šedé až fialové krystaly s kovovým leskem, za zvýšené teploty sublimuje (tvoří fialové páry) = přeměna pevné látky na plynnou a potom zase na pevnou, není rozpustný ve vodě (v etanolu ano)
• biogenní prvek

 

Výskyt:

• pouze ve sloučeninách
• štítná žláza (hormon thyroxin)

 

Vlastnosti:

• špatně rozpustné ve vodě – rozpustnost v PSP  klesá, jsou rozpustné v nepolárních rozpouštědlech (etanol – jód)
• škrob se barví jodem tmavomodře až černě
• velmi reaktivní
• vysoká elektronegativita

 

Význam:

• dezinfekce ran – jodová tinktura (5 %-ní roztok jodu v etanolu), jodisol = komplexní sloučenina jodu, jodoform – antiseptické účinky – dezinfekce, Lugolův roztok = roztok jodu v roztoku KI – důkaz škrobu, jodoformová reakce
• výroba barviv

 

Halogenvodíky

• vznikají přímým slučováním prvků nebo reakcí silných kyselin a halogenidů
• intenzita reakce s vodíkem v PSP klesá, halogeny se při reakci s vodíkem odbarvují
• některé halogenvodíky vznikají jako vedlejší produkty organických syntéz
• jsou to ostře páchnoucí, bezbarvé, štiplavé plyny, které ve vlhkém prostředí tvoří mlhu
• jsou dobře rozpustné ve vodě – rozpouštěním vznikají halogenovodíkové kyseliny

 

Reakce:

• halogenid s halogenem – vytěsňování halogenu z halogenidu

 

Fluorovodík HF

• bezbarvý plyn, štiplavý zápach, teplota varu je nízká, je velmi jedovatý (i jeho vodný roztok)
• leptá sklo
• výroba teflonu

 

Chlorovodík HCl
Výroba:

• rozpouští se ve vodě a tím vzniká kyselina chlorovodíková

 

Použití:

• výroba plastů (PVC), čištění kovů, organické syntézy – výroba halogenových derivátů uhlovodíků

 

Bromovodík HBr

• vlastnosti shodné s HCl, připravuje se:

 

Jodovodík HI

• méně stálý než HCl; jeho vodný roztok je nejsilnější kyselina
• připravuje se např.:

 

Kyslíkaté sloučeniny

Oxidy

• halogeny se s kyslíkem přímo neslučují, proto kyslíkaté sloučeniny halogenů nelze připravit
  přímou syntézou prvků
• sloučeniny mají menší technický význam; oxidy jsou nestálé a reaktivní – za normální teploty se rozkládají, jsou to dobrá oxidační činidla

 

Kyslíkaté kyseliny 

• většina existuje pouze ve vodném roztoku

• s růstem oxidačního čísla halogenu roste síla a její stabilita, ale klesají oxidační schopnosti, protože roste pevnost vazby Cl-O a tím klesá schopnost kyslíkaté kyseliny odštěpit kyslík
• z hlediska centrálního atomu roste síla kyseliny s jeho protonovým číslem (tedy v pořadí F  – Cl – Br – I)

 

Kyselina Chlorná HClO

• velmi slabá kyselina (nejslabší) – obsažena ve chlorové vodě – bazény
• má silné oxidační a bělící schopnosti
• za běžných podmínek je nestálá a snadno se rozkládá i za normální teploty

 

Kyselina Chloritá

• nejméně stálá oxokyselina chloru – existuje jen jako vodný roztok
• soli se po zahřátí mění na chlorečnany a chloridy nebo na chloristany a chloridy

 

Kyselina chlorečná

• nestálá silná kyselina, silné oxidační činidlo
• výroba výbušnin

 

Kyselina chloristá

• nejsilnější kyslíkatá kyselina chloru – stálá, bezbarvá, olejovitá kapalina
• je hygroskopická = pohlcuje vodu
• velmi nebezpečná – vybuchuje při zahřátí, nárazu; ve styku s organickými látkami se explozivně rozkládá – vzniká reakcí

 

Soli kyselin:

• Chlornany, chloritany – dezinfekční a bělící prostředky
• Chlorečnany, chloristany – výbušniny, zápalky, pyrotechnika.