Lý thuyết Hóa học 10 Bài 22: Hydrogen halide. Muối halide

1. Cấu tạo phân tử

- Phân tử hydrogen halide (HX) gồm một liên kết cộng hóa trị. Các phân tử HX là phân tử phân cực.

Hoặc H – X

- Mô hình liên kết:

- Một số đặc điểm của hydrogen halide được thể hiện trong bảng sau:

2. Tính chất vật lí

- Ở điều kiện thường, hydrogen halide tồn tại ở thể khí, tan tốt trong nước, tạo thành dung dịch hydrohalic acid tương ứng.

- Chú ý:

+ HF lỏng có nhiệt độ sôi cao bất thường là do phân tử HF phân cực mạnh, có khả năng tạo liên kết hydrogen:

H – F … H – F … H – F

+ Từ HCl đến HI, nhiệt độ sôi tăng do: lực tương tác van der Waals giữa các phân tử tăng; khối lượng phân tử tăng.

1. Tính chất hóa học

a) Tính acid

Trong dãy hydrohalic acid, tính acid tăng dần từ hydrofluoric acid (yếu) đến hydroiodic acid (rất mạnh).

b) Tính khử

Ngoài tính acid, hydrohalic acid còn có tính khử, ví dụ:

2KMnO₄ + 16HCl → 2KCl + 2MnCl₂ + 5Cl₂ + 8H₂O

2. Ứng dụng

a) Hydrogen fluoride

- Hydrogen fluoride được sử dụng trong quá trình sản xuất teflon theo sơ đồ:

$CH_{4}\overset{+ Cl_{2}}{\underset{-HCl}{\to}}CH_{3}Cl\overset{+ HF}{\underset{-HCl}{\to}}CHClF_{2}\underset{-HCl}{\to}CF_{2} = CF_{2}\overset{t^{o} , xt , p}{\to}( -CF_{2}-CF_{2}- )_{n}$

Teflon có hệ số ma sát nhỏ, bền nhiệt, được dùng để làm chất chống dính ở nồi, chảo.

- Hydrofluoric acid còn có khả năng đặc biệt là ăn mòn thủy tinh vô cơ (có thành phần gần đúng là Na₂O. CaO. 6SiO₂) do có khả năng xảy ra phản ứng:

SiO₂ + 4HF → SiF₄ + 2H₂O

- Trong công nghiệp, hỗn hợp có thành phần KF.3HF được dùng để điện phân nóng chảy sản xuất fluorine.

b) Hydrogen chloride

- Trong sản xuất tôn, thép, hydrochloric acid được sử dụng phổ biến để loại bỏ gỉ sét trên sắt, thép trước khi chuyển sang các công đoạn sản xuất tiếp theo.

- Trong công nghiệp, hydrochloric acid được dùng để sản xuất các hợp chất vô cơ và hữu cơ như aluminium chloride; poli aluminium chloride, nickel chloride, vinyl chloride,…

- Trong sản xuất nước uống đóng chai, hydrochloric acid tinh khiết được sử dụng để tái sinh các nhựa trao đổi ion.

1. Tính tan

Hầu hết các muối halide đều dễ tan trong nước, trừ một số muối không tan, ví dụ như silver chloride, silver bromide, silver iodide và một số muối ít tan như lead chloride, lead bromide.

2. Tính chất hóa học

a) Phản ứng trao đổi

- Khi nhỏ dung dịch silver nitrate vào dung dịch acid HX hoặc muối halide MX_n (M là kim loại hóa trị n), sẽ quan sát được các hiện tượng khác nhau, tùy thuộc vào ion halide X^-. Trong đó:

+ Khi X^- là F^- thì không thấy sự biến đổi, do không có phản ứng hóa học xảy ra.

+ Khi X^- là Cl^- thì xuất hiện kết tủa trắng silver chloride (AgCl).

+ Khi X^- là Br^- thì xuất hiện kết tủa màu vàng nhạt silver bromide (AgBr).

+ Khi X^- là I^- thì xuất hiện kết tủa màu vàng silver iodide (AgI).

Như vậy, có thể dùng dung dịch silver nitrate để phân biệt các ion halide.

- Phương trình hóa học minh họa:

NaCl + AgNO₃ $\to$ NaNO₃ + AgCl ↓

NaBr + AgNO₃ $\to$ NaNO₃ + AgBr ↓

NaI + AgNO₃ $\to$ NaNO₃ + AgI ↓

b) Tính khử của ion halide

- Tính khử của các ion halide tăng dần theo thứ tự: Cl^- < Br^- < I^-

- Ví dụ:

+ Sodium bromide khử được sulfuric acid đặc thành sulfur đioxide:

2NaBr + 3H₂SO₄ → 2NaHSO₄ + Br₂ + SO₂ + 2H₂O

+ Sodium iodide có thể khử được sulfuric acid đặc thành hydrogen sulfide:

8NaI + 9H₂SO₄ → 8NaHSO₄ + 4I₂ + H₂S + 4H₂O

+ Trong điều kiện như trên NaCl, chỉ xảy ra phản ứng trao đổi tạo thành hydrogen chloride.

3. Muối ăn

a) Vai trò của muối ăn

- Trong cơ thể sống, muối ăn có vai trò quan trọng trong việc cân bằng điện giải, truyền dẫn xung điện thần kinh, trao đổi chất…

- Trong đời sống, muối ăn được dùng để bảo quản và chế biến thực phẩm (ướp, muối), …

- Trong y học, muối ăn được dùng để sản xuất nước muối sinh lí, nước nhỏ mắt, dịch tiêm, truyền tĩnh mạch, …

- Trong công nghiệp, muối ăn là nguyên liệu để sản xuất xút, chlorine, nước Javel,…

b) Tinh chế muối ăn

- Muối ăn thường được sản xuất từ nước biển bằng phương pháp kết tinh nhờ quá trình làm bay hơi nước biển dưới sức nóng của Mặt Trời.

- Muối ăn thô thu được trên ruộng muối có lẫn tạp chất như muối của magnesium, calcium. Để đạt được độ tinh khiết làm thức ăn cho con người, muối ăn thô cần được kết tinh lại.

- Trong y học, muối ăn được sử dụng có độ tinh khiết rất cao, do đó cần được kết tinh lại nhiều lần.