Haluros de hidrógeno

Los halógenos de hidrógeno son el nombre común de los compuestos formados a partir de hidrógeno y halógenos (elementos del subgrupo del flúor):

Ácido fluorhídrico - una solución acuosa de fluoruro de hidrógeno
Ácido clorhídrico - una solución acuosa de cloruro de hidrógeno
Ácido bromhídrico - una solución acuosa de bromuro de hidrógeno
Ácido yodhídrico - una solución acuosa de yoduro de hidrógeno
Ácido astático : una solución acuosa de hidrógeno astatide

Todos los haluros de hidrógeno son gases venenosos incoloros con un olor acre, altamente solubles en agua. En el aire, sus soluciones concentradas fuman debido a la liberación de haluros de hidrógeno.

Los hidrohaluros se abrevian como NH, y en fuentes en idiomas que usan el alfabeto latino - HHal.

Compuesto	Fórmula	Masa molar	Longitud de enlace d (H−X)/pm (gas)	Momento dipolar μ / D	∆G° f	t derretir °C	punto de ebullición ° C
Fluoruro de hidrógeno	AF	veinte	91.7	1.86	−270,7	−83,4	19.5
Cloruro de hidrogeno	HCl	36.5	127.4	1.11	−92,3	−114,2	−85,1
bromuro de hidrógeno	HBr	81	141.4	0.79	−36,3	−86,9	−66,8
Yoduro de hidrógeno	HOLA	128	160.9	0.38	26.57	−50,8	−35,4
Astato de hidrógeno	Sombrero	211	172.0	-0.06		−26,5	−20,0

En la serie HCl - HBr - HI, de acuerdo con el aumento de la covalencia del enlace, el momento dipolar de la molécula disminuye: 0,33 ⋅ 10 -29 , 0,26 ⋅ 10 -29 y 0,19 ⋅ 10 -29 C m, respectivamente . En las fases líquida y gaseosa, las moléculas de HCl, HBr, HI, a diferencia del HF, no están asociadas. La fuerza del enlace en la serie HCl - HBr - HI disminuye significativamente, ya que disminuye el grado de superposición de las nubes de electrones que interactúan. También reduce su resistencia al calor.

En la serie HCl - HBr - HI, los puntos de fusión y ebullición cambian naturalmente, pero al pasar a HF aumentan considerablemente. Esto se explica por la asociación de moléculas de fluoruro de hidrógeno como resultado de la formación de puentes de hidrógeno.

Propiedades químicas

Los haluros de hidrógeno de cloro, bromo y yodo son gases en condiciones normales. Son altamente solubles en agua; cuando se disuelven, ocurren los siguientes procesos:

{\displaystyle {\mathsf {HHal+H_{2}O\rightarrow H_{3}O^{+}+Hal^{-))))

El proceso de disolución es altamente exotérmico. Con agua , HCl , HBr y HI forman mezclas azeotrópicas que contienen, respectivamente, 20,24; 48; 57% gas natural.

Los halógenos en haluros de hidrógeno tienen un estado de oxidación de -1. Pueden actuar como agentes reductores, y la capacidad reductora en la serie HCl - HBr - HI aumenta:

{\mathsf {HF+H_{2}SO_{4}\nrightarrow ))

{\mathsf {HCl+H_{2}SO_{4}\nrightarrow ))

{\mathsf {2HBr+H_{2}SO_{4}\rightarrow Br_{2}+SO_{2}+2H_{2}O))

{\mathsf {8HI+H_{2}SO_{4}\rightarrow 4I_{2}+H_{2}S+4H_{2}O))

El yoduro de hidrógeno es un fuerte agente reductor y se utiliza como agente reductor en muchas síntesis orgánicas. Al reposar, la solución de HI se vuelve gradualmente marrón debido a la oxidación gradual de HI por el oxígeno atmosférico y la liberación de yodo :

{\displaystyle {\mathsf {4HI+O_{2}\rightarrow 2H_{2}O+2I_{2))))

Un proceso similar ocurre en una solución acuosa de HBr , pero mucho más lento.

Las soluciones de halógenos son ácidos fuertes en los que el ion H + actúa como agente oxidante. La fuerza de los ácidos aumenta a medida que aumenta el número del período. Los ácidos hidrohálicos reaccionan con metales cuyo potencial es < 0, pero como los iones I − (en menor medida Br − ) son buenos agentes complejantes , el HI puede reaccionar incluso con la plata (E 0 = +0,8 V).

{\displaystyle {\mathsf {2Ag+4HI\rightarrow 2H[AgI_{2}]+H_{2))))

El fluoruro de hidrógeno forma fácilmente polímeros del tipo (HF) n

Obtener métodos

Desplazamiento de sales por ácidos fuertes:

{\displaystyle {\mathsf {NaCl+H_{2}SO_{4}\rightarrow HCl+NaHSO_{4))))

El cloro , el bromo y el yodo reaccionan directamente con el hidrógeno para formar haluros de hidrógeno:

{\mathsf {H_{2}+Cl_{2}\rightarrow 2HCl))

{\mathsf {H_{2}+Br_{2}\rightarrow 2HBr))

\mathsf{H_2 + I_2 \rightarrow 2HI}

El cloro reacciona violentamente con el hidrógeno, con una explosión, pero la reacción debe ser iniciada (por calentamiento o iluminación), lo cual está asociado a su mecanismo en cadena .

La interacción del hidrógeno con el bromo y el yodo también incluye procesos en cadena, pero la reacción con el bromo se produce lentamente, y con el yodo se produce solo cuando se calienta y no llega al final, ya que se establece el equilibrio en el sistema . Esta regularidad corresponde al cambio en ΔH° f .

Literatura

Akhmetov N. S. "Química general e inorgánica" M.: Escuela superior, 2001
Karapetyants M. Kh. , Drakin S. I. "Química general e inorgánica" M.: Química 1994

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