§ 31. Соединения галогенов

Сопоставление свойств галогеноводородных кислот и их солей

Фтороводород HF является жидкостью при температурах ниже 19 °С, а HCl, HBr, HI — газообразные вещества при н. у. (табл. 23). Резкое отличие НF по агрегатному состоянию можно объяснить образованием водородных связей между полярными молекулами вещества: H—F … H—F … H—F … H—F.

Таблица 23. Галогеноводороды

Галогеноводороды HF HCl HBr HI
Длина связи, нм 0,092 0,128 0,141 0,161
Энергия связи, кДж/моль 565 431 364 297
Температура плавления, °С –83 –114 –87 –51
Температура кипения, °С 19,5 –85 –67 –35
Агрегатное состояние (при н. у.) Жидкость Газ Газ Газ
img
Качественное
определение
хлорид-, бромид-
и йодид-ионов

Ассоциаты молекул фтороводорода настолько прочны, что не разрушаются (присутствуют) даже в газовой фазе до 90 °С. Фтороводород обладает неограниченной растворимостью в воде. Его раствор является слабой кислотой (фтороводородная кислота): HF space rightwards arrow over leftwards arrow space straight H to the power of plus space plus space straight F to the power of –. Низкая сила кислоты НF обусловлена высокой прочностью (энергией) связи в молекуле.

ul

Плавиковая (фтороводородная) кислота способна разрушать («плавить») стекло Na2O ∙ CaO ∙ 6SiO2 в соответствии с уравнением:

6НF + SiO2 = H2SiF6 + 2H2O

или 4HF(г) + SiO2 equals with t on top SiF4↑ + 2H2O.

Остальные галогеноводороды хорошо растворимы в воде и представляют собой сильные кислоты: HBr → H++ Br–; HI → H+ + I–.

Большинство солей, образуемых этими кислотами, хорошо растворимы в воде. Для качественного определения в растворах хлорид-, бромид- и йодид-ионов используют реакцию с раствором нитрата серебра(I) AgNO3. При этом хлориды образуют белый творожистый осадок AgCl, бромиды — светло-жёлтый AgBr, йодиды — жёлтый AgI (табл. 24, Приложение 3):

Ag+ + Cl– = AgCl↓; Ag+ + Br– = AgBr↓; Ag+ + I– = AgI↓.

Эти осадки не растворяются в азотной кислоте.

Нитрат серебра(I) не образует осадка с растворимыми фторидами, поэтому фторид-ионы определяют с помощью раствора CaCl2 (Приложение 3):

CaCl2 + 2NaF = CaF2↓ + 2NaCl; Ca2+ + 2F–= CaF2↓.

Таблица 24. Качественные реакции на анионы галогеноводородных кислот

Название кислоты и её химическая формула Соли Качественные реакции на анионы
Ион Реактив Признак реакции
Фтороводородная (плавиковая) HF Фториды F–
фторид		 CaCl2 Белый осадок CaF2 img
Хлороводородная (соляная) HCl Хлориды Cl–
хлорид		 AgNO3 Белый творожистый осадок AgCl img
Бромоводородная HBr Бромиды Br–
бромид		 AgNO3 Светло-жёлтый осадок AgBr img
Йодоводородная HI Йодиды I–
йодид		 AgNO3 Жёлтый осадок AgI img