卤化氢和氢卤酸
一.物理性质
具有强烈刺激臭味的无色气体
1. 沸点 沸点除HF外,逐渐增高,因为Z逐渐增大,分子间色散力增大, HF 形成分子间氢键,所以沸点是本族最高的一个,液态HF,无色液体,无酸性,不导电。
2. 气体分子聚集态 常温常压下,因为 HF 分子间存在氢键,蒸汽密度测定表明,常温下HF主要存在形式是(HF)2 和(HF)3,在 359 K以上 HF 是气体才以单分子状态存在。其它卤化氢气体, 常温下以单分子状态存在.
3. 在水中溶解度 HF分子极性大,在水中可无限制溶解,1 的水可溶解 500 HCl,常压下蒸馏氢卤酸,溶液的沸点和组成都在不断的变化,最后溶液的组成和沸点恒定不变时溶液叫恒沸溶液。
恒沸溶液的沸点叫该物质的恒沸点。 此时气相、液相组成相同,在此温度下H2O和HX共同蒸出。 例:HCl溶液恒沸点110℃,组成:含 HCl 20.20%。 许多有机化合物混合后,都可组成恒沸液而难以分离。
二 化学性质
1.酸性
卤化氢溶解于水得到相应的氢卤酸,因为它们是极性分子,在水的作用下,解离成H 和X- 离子。
酸性:HF < HCl < HBr < HI,但HF是弱酸。
当[HF]浓度增大时酸性增强。
因为
(2)式K值大,表明HF2- 浓度大,由于F- 的消耗使反应(1)右移,所以氢离子浓度增大。
总反应: 2HF = H HF2- (3) K3= Ka x K = 1.75
或:[HF]浓度增大,有 H2F2 缔合分子存在。
HF另一个独特之处可以腐蚀玻璃。
2. 还原性
氧化型的氧化能力从 F2 到 I2 依次减弱,还原型的还原能力从上到下依次增强。 即还原能力为: I-> Br-> Cl-> F-
HBr(aq)不易被空气氧化,HCl不被空气氧化,HF找不到能氧化它的氧化剂。
3.热稳定性
HX的标准摩尔生成热
HF加热至1000℃无明显分解。
热稳定性: HF > HCl > HBr > HI
三 卤化氢的制备
1.金属卤化物与浓硫酸的置换反应
为何用浓硫酸
(1)浓硫酸是难挥发性酸(高沸点)。
(2)HF、HCl在水中溶解度大。
(3)HF、HCl不被氧化,而且易挥发性酸。
HBr、HI可用H3PO4与NaBr、NaI反应来制取。
2. 卤素与氢直接化合(工业制HCl方法)
F2和H2直接化合反应激烈,Br2、I2与H2化合反应缓慢,而且反应不完全,HX分解。工业上只有Cl2和H2直接化合制备HCl。
H2在Cl2中燃烧: H2 Cl2 = 2HCl
3. 卤化物水解法
操作步骤,把Br2水滴在磷和少许水的混合物上。
实际反应:
总的反应式:
H2O滴在红磷与I2的混合物上。