BÀI 18: HYDROGEN HALIDE VÀ MỘT SỐ PHẢN ỨNG CỦA HALIDE ION

MỞ ĐẦU

Thuỷ tinh vốn cứng, trơn và khá trơ về mặt hoá học nên việc chạm khắc là điều không đơn giản. Trước đây, muốn khắc các hoa văn, cần phủ lên bề mặt thuỷ tinh một lớp paraffin, thực hiện chạm khắc các hoa văn lên lớp paraffine, để phần thuỷ tinh cần khắc lộ ra, Nhỏ dung dịch hydrofluoric acid hoặc hỗn hợp CaF₂ và H₂SO₄ đặc lên lớp paraffin đó, phần thuỷ tinh cần chạm khắc sẽ bị ăn mòn, tạo nên những hoa văn trên vật dụng cần trang trí. Quá trình ăn mòn thuỷ tinh xảy ra thế nào? Các halide ion có tính chất gì?

Giải nhanh:

- PTHH: SiO₂ + 4HF → SiF₄↑ + 2H₂O

- Tính chất: các halogen có số oxi hóa thấp nhất là -1, ion halide chỉ thể hiện tính khử. Tính khử của các ion halide: F^- < Cl^- < Br^- < I^-

1. TÍNH CHẤT VẬT LÍ CỦA HYDROGEN HALIDE

Thảo luận 1: Dựa vào bảng 18.1 và hình 18.2 cho biết nhiệt độ sôi của các Hydrogen Halide  từ HCl đến HI biến đổi như thế nào? Giải thích?

Giải nhanh:

Tăng dần từ HCl đến HI do khối lượng phân tử và số electron tăng làm tương tác van der Waals tăng.

Thảo luận 2: Quan sát hình 18.2, giải thích nhiệt độ sôi cao bất thường của hydrogen fluoride so với các hydrogen halide còn lại.

Giải nhanh:

Vì fluorine có độ âm điện lớn nhất nên có thể tạo liên kết hydrogen, liên kết này bền vững hơn tương tác van der Waals mà để phá vỡ liên kết các phân tử HF cần nhiều năng lượng hơn các hydrogen halide còn lại.

Luyện tập: Thông tin trong bảng 18.2 cho biết độ tan của hydrogen fluoride trong nước ở 0 ^oC là vô hạn. Giải thích nguyên nhân dẫn đến tính chất này.

Giải nhanh:

Vì phân tử H – F hình thành được liên kết hydrogen với các phân tử nước.

2. HYDROHALIC ACID

Thảo luận 3: Dựa vào bảng 17.2 và bảng 18.2 nhận xét mỗi 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.

Giải nhanh:

Năng lượng liên kết H – X càng lớn, độ dài liên kết càng nhỏ và ngược lại. Độ dài liên kết càng lớn, tính acid càng mạnh.

Luyện tập: Hoàn thành phương trình hóa học sau:

NaOH + HCl → (1)

Zn + HCl → (2)

CaO + HBr → (3)

K ₂CO ₃ + HI → (4)

Giải nhanh:

NaOH + HCl → NaCl +H₂O (1)

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂ (2)

CaO + 2HBr → CaBr₂ + H₂O (3)

K₂CO₃ + 2HI → 2KI + H₂O + CO₂ (4)

Vận dụng: Em hãy đề xuất cách bảo quản hydrohalic acid trong phòng thí nghiệm.

Giải nhanh:

Vì HF ăn mòn thuỷ tinh nên chỉ sử dụng chai nhựa để bảo quản.

3. TÍNH KHỬ CỦA CÁC HALIDE ION

Thảo luận 4: Nhận xét sự thay đổi số oxi hóa của nguyên tử các nguyên tố halogen trong phản ứng của muối halide với dung dịch H2SO4 đặc

Giải nhanh:

- Số oxi hoá của nguyên tử halogen thay đổi từ -1 lên 0.

- Tính khử của các ion halide: F^- < Cl^- < Br^- <I^-.

Thảo luận 5: Viết quá trình các ion halide bị oxi hóa thành đơn chất tương ứng

Giải nhanh:

Tổng quát: 2X^- → X₂ + 2e

Luyện tập: Phản ứng nào dưới đây chứng minh tính khử của các ion halide:

BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2HCl (1)

2NaCl  đpnc→  2Na + Cl₂↑   (2)

2HBr + H₂SO₄ → Br₂ + SO₂↑ + 2H₂O (3)

Hl + NạOH → Nal + H₂O (4)

Giải nhanh:

Phản ứng 2 và 3 vì vì số oxi hoá thay đổi từ -1 lên 0.

4. NHẬN BIẾT HALIDE ION TRONG DUNG DỊCH

Thảo luận 6: Tiến hành thí nghiệm và quan sát hiện tượng. Dựa vào phương trình hóa học của các phản ứng, nêu cách nhận biết các ion halide trong dung dịch.

Giải nhanh:

- Ống 1 không có hiện tượng, ống 2 có kết tủa trắng, ống 3 có kết tủa vàng nhạt, ống 4 kết tủa vàng đậm.

- Dùng dung dịch AgNO₃, quan sát sự thay đổi màu sắc để nhận biết.

Luyện tập: Nêu cách nhận biết 2 dung dịch CaCl₂ và NaNO₃, viết phương trình hóa học xảy ra.

Giải nhanh:

Cho phản ứng với AgNO₃: có kết tủa trắng là dung dịch CaCl₂, còn lại là NaNO₃. 

PTHH: CaCl₂ + 2AgNO₃ → 2AgCl↓ + Ca(NO₃)₂

5. ỨNG DỤNG CỦA CÁC HYDROGEN HALIDE

Thảo luận 7: Tìm những ứng dụng khác của hydrogen halide trong đời sống sản xuất.

Giải nhanh:

- Kiểm soát và trung hòa pH

- Là thành phần để sản xuất aspartame, fructose, thủy phân protein thực vật, gelatin….

Vận dụng: Bệnh đau dạ dày sẽ gây ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ con người, nguyên nhân chính là do căng thẳng kéo dài và các thói quen chưa hợp lí. Trong dịch vị dạ dày, khi HCl có nồng độ nhỏ hơn 10^-4 M gây ra bệnh khó tiêu hoá, khi nồng độ lớn hơn 10^-3 M, gây ra bệnh ợ chua. Thông thường, bên cạnh lời khuyên nghỉ ngơi và thau đổi các thói quan chưa hợp lí, bác sĩ chỉ định bệnh nhân mắc bệnh ợ chua sử dụng một số thuốc chứa NaHCO₃ để điều trị. Giải thích tác dụng của thuốc chứa NaHCO₃.

Giải nhanh:

NaHCO₃ điều chỉnh theo hướng ổn định nồng độ acid trong dạ dày.

PTHH: HCl + NaHCO₃ → NaCl + CO₂↑ + H₂O

BÀI TẬP

Bài 1: Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra trong các trường hợp:

a) Kim loại Mg phản ứng với dung dịch HBr

b) Dung dịch KOH phản ứng với dung dịch HCl

c) Muối CaCO₃, phản ứng với dung dịch HCl

d) Dung dịch AgNO₃ phản ứng với dung dịch Cal₂

Giải nhanh:

a) Mg + 2HBr → MgBr₂ + H₂ 

b) KOH + HCl → KCl + H₂O

c) CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O 

d) 2AgNO₃ + CaI₂ → 2AgI + Ca(NO₃)₂

Bài 2: Trong phòng thí nghiệm, một khí hydrogen halide (HX) được điều chế theo phản ứng sau:

NAX_(khan) + H₂SO_4(đặc)     t°→  HX↑ + Na HSO₄ (hoặc Na₂SO₄)

a) Cho biết X là chất nào trong các chất sau: HCl, HBr, HI. Giải thích.

b) Có thể dùng dung dịch NaX và H₂SO₄ loãng để điều chế HX theo phản ứng trên được không? Giải thích?

Giải nhanh:

a) Là HCl vì chỉ có nó có tính khử không đủ mạnh để khử H₂SO₄ đặc nên xảy ra phản ứng trao đổi.

b) Không thể vì HX dễ tan trong nước nên phản ứng trao đổi khó xảy ra.

Bài 3: "Natri clorid 0,9 % là nước muối sinh lí chứa sodium chloride (NaCl), nồng độ 0,9 % tương đương các dịch trong cơ thể người như máu, nước mắt,... thường được sử dụng để súc miệng, sát khuẩn,... Em hãy trình bày cách pha chế 500 ml nước muối sinh lí.

Giải nhanh:

Cân 4,5 g tinh thể NaCl sạch, cho vào cốc chia vạch, rót nước sôi để nguội sao cho đủ thể tích 500 mL, khuấy đều để muối tan hết.