Hóa học Lớp 10. Dự đoán phản ứng halogen–halide.
Kiến thức cần nhớ
**1. Quy tắc phản ứng thế halogen**
Halogen có tính oxi hóa mạnh hơn có thể oxi hóa ion halide của halogen yếu hơn:
$X_2+2Y^-\rightarrow2X^-+Y_2$
Phản ứng xảy ra theo chiều trên khi $X_2$ đứng trước $Y_2$ trong dãy:
$F_2>Cl_2>Br_2>I_2$
**2. Cách dự đoán nhanh**
- $Cl_2$ oxi hóa được $Br^-$ và $I^-$, không oxi hóa được $F^-$ và không phản ứng oxi hóa–khử với $Cl^-$.
- $Br_2$ oxi hóa được $I^-$, không oxi hóa được $F^-$, $Cl^-$ hay $Br^-$.
- $I_2$ không oxi hóa được các ion halide đứng trước nó trong dãy trên.
Trong dung dịch nước, fluorine có phản ứng đặc biệt mạnh với nước nên các bài thông thường thường tập trung $Cl_2$, $Br_2$, $I_2$.
**3. Bản chất electron**
Halogen mạnh hơn nhận electron:
$X_2+2e\rightarrow2X^-$
Ion halide yếu hơn nhường electron:
$2Y^-\rightarrow Y_2+2e$
Do đó $X_2$ là chất oxi hóa, còn $Y^-$ là chất khử. Chất oxi hóa là chất **bị khử**; chất khử là chất **bị oxi hóa**.
**4. Tính khử của ion halide**
Khả năng nhường electron của ion halide tăng khi đi xuống nhóm:
$F^-<Cl^-<Br^-<I^-$
Đây là thứ tự ngược với tính oxi hóa của đơn chất. $I^-$ dễ bị oxi hóa nhất, còn $F^-$ khó bị oxi hóa nhất.
**5. Viết phương trình ion rút gọn**
Ví dụ chlorine tác dụng dung dịch bromide:
$Cl_2+2Br^-\rightarrow2Cl^-+Br_2$
Nếu viết phân tử với $KBr$ hoặc $NaBr$, các ion kim loại là ion khán giả. Phải bảo toàn nguyên tử và điện tích; không thay chỉ số trong công thức để cân bằng.
**6. Hiện tượng thực nghiệm**
Phản ứng thế có thể được nhận ra qua màu của halogen sinh ra, nhưng màu còn phụ thuộc dung môi và nồng độ. Vì vậy kết luận chắc chắn nên dựa đồng thời vào:
- Thứ tự tính oxi hóa.
- Phương trình phản ứng.
- Hiện tượng hoặc thuốc thử xác nhận sản phẩm.
**7. Hỗn hợp nhiều ion halide**
Khi lượng chất oxi hóa có giới hạn, ion có tính khử mạnh hơn có xu hướng bị oxi hóa trước:
$I^-\text{ trước }Br^-\text{ trước }Cl^-\text{ trước }F^-$
Tuy nhiên, bài toán định lượng phải dựa vào số mol và phương trình, không chỉ dùng thứ tự. Sau khi ion dễ phản ứng đã hết, chất oxi hóa còn dư mới tiếp tục với ion tiếp theo nếu phản ứng có thể xảy ra.
**8. Quy trình giải**
- Xếp hai đơn chất theo tính oxi hóa hoặc hai ion theo tính khử.
- Kiểm tra halogen đưa vào có mạnh hơn halogen ứng với ion hay không.
- Nếu có, viết hai bán phản ứng hoặc phương trình ion.
- Với hỗn hợp, xét thứ tự phản ứng rồi tính theo tỉ lệ $1$ mol $X_2 : 2$ mol $Y^-$.
ezonthi