Title Bài 22. Hydrogen halide. Muối halide - GV.docx ✅

• Nhiệt độ sôi của các hydrogen halide tăng dần từ HCl đến HI. Nguyên nhân là do khối lượng phân tử tăng, làm tăng năng lượng cần thiết cho quá trình sôi; đồng thời, sự tăng kích thước và số electron trong phân tử, dẫn đến tương tác van der Waals giữa các phân tử tăng. • Các phân tử hydrogen fluoride hình thành liên kết hydrogen liên phân tử, loại liên kết này bền hơn tương tác van der Waals, nên nhiệt độ sôi của hydrogen fluoride cao bất thường so với các hydrogen halide còn lại. KẾT LUẬN Ví dụ 1. a) Nêu xu hướng biến đổi độ dài liên kết trong dãy HX. b) Từ Bảng 22.2, hãy nhận xét xu hướng biến đổi nhiệt độ sôi của các hydrogen halide. Giải thích? c) Hãy cho biết khí hydrogen halide nào sẽ hóa lỏng trước tiên khi nhiệt độ được hạ xuống thấp dần. Đáp án: a) Độ dài liên kết trong dãy HX tăng dần từ HF đến HI. b) Các phân tử hydrogen fluoride hình thành liên kết hydrogen liên phân tử, loại liên kết này bền hơn tương tác van der Waals, nên nhiệt độ sôi của hydrogen flouride cao bất thường so với các hydrogen halide còn lại. Nhiệt độ sôi của các hydrogen halide tăng dần từ HCl đến HI, do: - Lực tương tác van der Waals giữa các phân tử tăng. - Khối lượng phân tử tăng. c) Hydrogen fluoride (HF) sẽ hóa lỏng trước vì nhiệt độ sôi của HF cao nhất. Ví dụ 2. Cho biết độ tan của hydrogen fluoride trong nước ở 0 o C là vô hạn. Giải thích nguyên nhân dẫn đến tính chất này. Đáp án: Fluorine là nguyên tố có độ âm điện lớn nhất ⇒ Liên kết H-F phân cực mạnh nhất ⇒ Tạo liên kết hydrogen bền với các phân tử H 2 O ⇒ hydrogen fluoride (HF) tan vô hạn trong nước. II. HYDROHALIC ACID: 1. Tính chất: - Các hydrogen halide tan trong nước, tạo thành hydrohalic acid tương ứng. - Tính acid của các hydrohalic acid tăng dần từ hydrofluoric acid đến hydroiodic acid.
- Hydrofluoric acid (HF) là acid yếu, nhưng có tính chất đặc biệt là ăn mòn thuỷ tinh, phương trình hoá học của phản ứng: SiO 2 + 4HF → SiF 4  + 2H 2 O - Các dung dịch HCl, HBr, HI là những acid mạnh, có đầy đủ tính chất hoá học chung của acid: + Làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ; + Tác dụng với kim loại đứng trước hydrogen trong dãy hoạt động hoá học; + Tác dụng với basic oxide, base và một số muối. Minh họa phản ứng: Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 CuO + 2HCl → CuCl 2 + H 2 O Fe(OH) 3 + 3HCl → FeCl 3 + 3H 2 O CaCO 3 + 2HCl → CaCl 2 + CO 2 + H 2 O - Ngoài ra hydrohalic acid còn có tính khử. Ví dụ: 2KMnO 4 + 16HCl  2KCl + 2MnCl 2 + 5Cl 2 + 8H 2 O 2. Điều chế hydrohalic acid: - Trong công nghiệp, hydrogen chloride được tạo ra trong nhiều quá trình tổng hợp hữu cơ. Một lượng nhỏ hydrogen chloride được sàn xuất từ các đơn chất: H 2 + Cl 2 ot  2HCl - Trong phòng thí nghiệm, cho muối sodium chloride rắn tác dụng với sulfuric acid đặc, thu được khí hydrogen chloride: NaCl + H 2 SO 4 (đặc)  NaHSO 4 + HCl - Cho sulfuric acid đặc tác dụng với quặng fluorite (CaF 2 ), thu được hydrogen fluoride: CaF 2 + H 2 SO 4 (đặc)  CaSO 4 + 2HF Hiện nay, phản ứng trên vẫn được dùng để sàn xuất hydrofluoric acid trong công nghiệp. Hoà tan khí hydrogen chloride vào nước, tạo thành dung dịch hydrochloric acid. - Điều chế HBr, HI: PBr 3 + H 2 O  HBr + H 3 PO 3 H 2 + I 2   o xt,t 2HI 3. Ứng dụng của các hydrogen halide: Hydrogen fluoride: Sản xuất teflon theo sơ đồ: Teflon có hệ số ma sát nhỏ, bền nhiệt, được dùng làm chất chống dính ở nồi, chảo. Dùng để tẩy cặn trong các thiết bị trao đổi nhiệt; chất xúc tác trong nhà máy lọc dầu, công nghệ làm giàu uranium, sản xuất dược phẩm, … Hydrogen chloride: Dùng để loại bỏ gỉ thép; sản xuất chất tẩy rửa nhà vệ sinh, các hợp chất vô cơ và hữu cơ phục vụ đời sống, sản xuất, … Hydrogen bromide: Làm chất xúc tác cho các phản ứng hữu cơ, tổng hợp chất chống cháy chứa nguyên tố bromine như tetrabromobisphenol A, điều chế nhựa epoxy, sản xuất các vi mạch điện tử,… Hydrogen iodide: Dùng làm chất khử phổ biến trong các phản ứng hoá học; sản xuất iodine và alkyl iodide,… Ví dụ 1. Dựa vào bảng dưới đây, nhận xét mối liên hệ giữa sự biến đổi năng lượng liên kết và độ dài liên kết H-X với sự biến đổi tính acid của các hydrohalic acid. Đặc điểm HF HCl HBr HI
Năng lượng liên kết (kJ/mol) 565 427 363 295 Độ dài liên kết () 0,92 1,27 1,41 1,61 Hằng số điện li acid (K a ) (*) 7.10 -4 1.10 -7 1.10 9 1.10 10 Đáp án: Năng lượng liên kết nhỏ + độ dài liên kết lớn ⇒ Liên kết H-X dễ dàng bị phá vỡ ⇒ Nguyên tử H càng linh động hay càng dễ phân ly ra H +  ⇒ Tính acid càng mạnh. Năng lượng liên kết H-X giảm dần từ HF đến HI. Đồng thời độ dài liên kết cũng giảm dần từ HF đến HI ⇒ Tính acid tăng dần từ HF đến HI. Ví dụ 2. Thực hiện thí nghiệm thử tính tan của hydrogen chloride theo các bước sau: Bước 1: chuẩn bị một bình khô chứa khí HCl, đậy bình bằng nút cao su có ống thuỷ tinh xuyên qua và một cốc nước. Bước 2: nhúng ống thuỷ tinh vào cốc nước, thấy nước phun vào bình (xem hình bên). a) Hiện tượng nước phun vào bình cho thấy áp suất khí HCl trong bình đã tăng hay giảm rất nhanh. Giải thích. b) Sự biến đồi áp suất như vậy đã chứng tỏ tính chất gì của khí HCl? Đáp án: a) Hiện tượng nước phun vào bình chứng tỏ áp suất khí trong bình đã giảm rất nhanh. b) Sự giảm nhanh áp suất chứng tỏ khí hydrogen chloride đã tan nhanh vào nước. Ví dụ 3. 1. Dung dịch HCl tác dụng với kim loại. Chuẩn bị: 2 ống nghiệm, dung dịch HCl loãng, Zn dạng hạt, Cu dạng lá Tiến hành: - Cho vào 2 ống nghiệm, mỗi ống khoảng 2 mL dung dịch HCl loãng - Cho vài hạt Zn vào ống (1), vài lá Cu vào ống (2) Quan sát hiện tượng và viết phương trình hóa học. 2. Dung dịch HCl tác dụng với muối NaHCO 3  rắn. Chuẩn bị: dung dịch HCl loãng, muối NaHCO 3  rắn, ống nghiệm Tiến hành: Cho thìa nhỏ NaHCO 3  vào ống nghiệm, thêm tiếp dung dịch HCl loãng Quan sát hiện tượng và trả lời câu hỏi: a) Viết phương trình hóa học của phản ứng. b) So sánh tính acid của HCl và H 2 CO 3 . Đáp án: 1. - Ống (1): hạt Zn tan dần và có bọt khí thoát ra. - Ống (2): không hiện tượng gì. Phương trình hóa học: Zn + 2HCl ⟶ ZnCl 2  + H 2 ↑ 2. a) Phương trình hóa học của phản ứng: HCl + NaHCO 3  → NaCl + CO 2 ↑ + H 2 O b) Tính acid của HCl mạnh hơn H 2 CO 3  vì carbonic acid bị acid HCl đẩy ra khỏi muối. Ví dụ 4. Ở một nhà máy sản xuất vàng từ quặng, sau khi cho dung dịch chứa hợp chất tan của vàng chảy qua cột chứa kẽm hạt, thu được chất rắn gồm vàng và kẽm. Đề xuất phương pháp thu được vàng tinh khiết. Đáp án: Để tách được vàng tinh khiết ra khỏi chất rắn gồm vàng và kẽm, có dùng dung dịch hydrohalic acid vì hydrohalic acid chỉ hòa tan được kẽm. Sau khi phản ứng hoàn toàn, lọc thu lấy phần chất rắn đem rửa